Expansion Behavior of Aggregate of Korea due to Alkali-Silica Reaction by ASTM C 1260 Method

The concrete pavement at Seohae Expressway in Korea has suffered from serious distress, only after four to seven years of construction. The deterioration of ASR has seldom been reported per se in Korea, because the aggregate used for the cement concrete has been considered safe against alkali-silica reaction so far. The purpose of this study is to examine the expansion behavior of aggregates of Korea due to alkali-silica reaction by ASTM C 1260 standard method of the accelerated mortar bar test (AMBT), stereo microscopic analysis, scanning electronic microscope (SEM) analysis, and electron dispersive X-ray spectrometer (EDX) analysis. The results are presented as it follows. The accelerated mortar bar test (AMBT) showed that mica granite and felsite of igneous rocks, aroke, red sandstone and shale of sedimentary rocks, slate of metamorphic rock, and dendrite and quartz of mineral rock showed more expansion than 0.1% at 14 days. But, some sedimentary rocks and metamorphic rocks expanded more than 0.1% at 28 days even though they were less than 0.1% at 14 days. The mortar bars, which showed more than occurred 0.1% expansion, resulted in cracking on surface. SEM and EDX analysis confirmed that the white gel was a typical reaction product of ASR. The ASR gel in Korea mainly consisted of Silicate (Si) and Potassium (K) from the cement. The crack in the concrete pavement was caused by ASR. It seems that Korea is no longer safe zone against alkali-silica reaction.

ASTM C 1260 실험에 의한 국내 골재의 알칼리-실리카 반응 팽창 특성

한국에서는 그동안 콘크리트구조물에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고된 바가 거의 없는 상태이다. 최근 일부 고속도로 콘크리트 포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 균열과 스펄링 발생하였다. 본 연구에서는 최근 몇몇 국가에서 콘크리트용 골재의 알칼리-실리카 반응성을 조기에 판정하는데 효과가 있는 ASTM C 1260 촉진 모르타르 봉 방법으로 한국산 암석에 대하여 재령별 팽창 특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 한국산 골재 중 화성암 골재 10종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재는 복운모 화강암, 규장암이 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 퇴적암 골재 5종 중에서는 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 장석사암, 적색사암, 셰일로서 잠재적인 알칼리-실리카 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 변성암 골재 11종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 충남 보령 점판암으로서 0.303%의 팽창이 발생하여 반응성이 매우 큰 골재임을 알 수 있었다. 이와 같이 한국산 골재에서도 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 현상이 크게 발생함을 알 수 있었다.