(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象とするコンクリートより得られた分析試料を加熱し、発生した水および二酸化炭素の量を測定する第１ステップと、
前記コンクリートと同じ原料組成で作製されて炭酸化が既知の参照コンクリートより得られた参照試料を加熱し、発生した水および二酸化炭素の量を測定する第２ステップと、
前記参照試料を対象とした測定により得られた水の量と二酸化炭素の量との和に対する、前記参照コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量と水酸化カルシウムの量との和の比を示す第１の値を求める第３ステップと、
前記コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量と前記分析試料を対象とした測定により得られた二酸化炭素の量とは等しいものとし、前記第１の値、および前記分析試料を対象とした測定により得られた水の量と二酸化炭素の量との和を用い、前記コンクリートに含まれる水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの量の和における前記コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの割合である第２の値を求める第４ステップと、
前記第２の値を用いて前記コンクリートに含まれている水溶液の水素イオン濃度を算出する第５ステップと
を備えることを特徴とする分析方法。
【請求項２】
請求項１記載の分析方法において、
前記参照コンクリートは、完全に炭酸化していることを特徴とする分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート中に存在する水溶液の水素イオンの濃度を分析する分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントと骨材とを混合したコンクリートの多くは、鉄筋との複合材料である鉄筋コンクリートに用いられている。特に、以下に示す理由により、鉄筋コンクリートは、建設材料や土木材料として広く用いられている。まず、コンクリートは、熱膨張率が鉄筋とほぼ等しい。また、圧縮に耐えるコンクリートと、引っ張りに耐える鉄筋との組み合わせは、力学特性上有利である。また、コンクリートおよび鉄筋は、ともに原材料が廉価である。また、自然環境下では錆びやすい鉄筋を、アルカリ性のコンクリートで防護して錆を防ぐことも、コンクリートの役割の１つとなっている。
【０００３】
しかしながら、鉄筋コンクリートも、恒久的に機能を持続する材料ではない。例えば、長年の間に、二酸化炭素などの酸性ガスなどによってコンクリートの中性化が進むと、コンクリート中の鉄筋は錆びる恐れがある。この錆（腐食）を生じる反応は、電気化学反応で記述できる。鉄筋の劣化という観点では、電気化学反応における陽極側での鉄の溶解・イオン化による鉄筋自体の減肉が、問題となる。また、陰極側で水素が発生する反応が起きた場合、外観上で減肉が進んでいない状態でも、鉄筋の脆化が問題になることがある。酸性雨の影響のない地域では、大気中の二酸化炭素による中性化、すなわち炭酸化が鉄筋の劣化の主たる要因になる。
【０００４】
コンクリートの原料は、セメント，水，骨材である。骨材は、更に砕石などの粗骨材と、砂などの細骨材とに分類される。アルカリ骨材反応などの特殊な反応が起きない骨材をコンクリート原料に用いた場合、長期間の使用において骨材は劣化しないと見なせる。炭酸化は、コンクリートの中のセメント部で起きる。
【０００５】
コンクリート内部の炭酸化を評価（分析）する方法としては、対象となるコンクリート面にフェノールフタレインを噴霧する方法がある。この方法では、セメント部に噴霧されたフェノールフタレインが、水素イオン濃度１０-8.2、すなわちｐＨ８．２を境に、ｐＨ８．２より上のアルカリ性でピンク色、ｐＨ８．２より下の中性または酸性で無色を呈することを用いている。
【０００６】
ｐＨ自体の評価ではなく、熱重量分析法により、水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの量を測定する方法がある。この方法では、コンクリート内部の炭酸化は、「Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2→ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ・・・（１）」に示されるように、主として水酸化カルシウムと二酸化炭素が反応し、炭酸カルシウムと水を生じる反応で起きるものとしている。
【０００７】
熱重量分析法では、分析対象のコンクリートのうち少量を試料とし、この試料に熱を加えて、徐々に試料の温度を昇温させ、試料の重量減少を測定する。この方法では、まず、水酸化カルシウムの熱分解による脱水反応「Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ・・・（２）」に伴う重量減少と、炭酸カルシウムの熱分解による脱炭酸反応「ＣａＣＯ3→ＣａＯ＋ＣＯ2・・・（３）」に伴う重量減少をそれぞれ測定することで、元々の試料に存在した水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの量を測定する。この方法によれば、ｐＨ自体ではないが、炭酸化の進行度合いを分析することは可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】小林  一輔  編著、「図解 コンクリート構造物の総合診断法」、株式会社  オーム社、第１版第２刷、１０〜１６頁、２００７年。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した方法では、以下に示すような問題があった。まず、フェノールフタレインによる方法では、炭酸化の度合いについてはｐＨ値８．２を境に、これより上であるか、または下であるか、のいずれかが判断できるだけである。このため、時間経過に伴う炭酸化の進行度合いを分析することはできない。
【００１０】
例えば、コンクリートとして強いアルカリ性を示すｐＨが１２以上の領域を健全な領域とした場合、ｐＨ８．２より小さい状態は、既にコンクリートとして炭酸化が完全に進行しきった状態、すなわち劣化状態とすることができる。フェノールフタレインによる方法では、例えば、劣化の初期状態であるｐＨ１１の状態は判断できず、ｐＨ８．２以下であるなどの完全に劣化している状態しか分からない。このため、フェノールフタレインを用いる方法では、劣化してしまった後に劣化状態であると判定することになり、劣化状態に至る前の時間経過に伴う炭酸化の進行度合いを分析することはできない。
【００１１】
また、熱重量分析法では、次に示す問題がある。実際には、式（２）に示される水酸化カルシウムの熱分解による脱水反応以外に、他の水和物の脱水反応も生じ得る。他の水和物の中には、トベルモライトのように、加水分解して水酸化カルシウムを生じる物質もあるため、水酸化カルシウムに相当するものと見なせる水和物もあれば、セメントバチルスのようにｐＨに寄与しない水和物もある。
【００１２】
このため、非特許文献１に記載されている熱重量分析法では、炭酸化の進行度合いの傾向を見ることは可能であるが、脱水と脱炭酸による重量減少から、このまま水素イオン濃度もしくはｐＨを算出することはできない。また重量変化は、上述した脱水や脱炭酸以外の現象によっても生じ得るから、熱重量分析では、水分子や二酸化炭素分子そのものを測定する場合よりも精度が低くなることがある。
【００１３】
上述したように、従来の分析方法では、コンクリート中に存在する水溶液の水素イオンの濃度を正確に分析できないという問題があった。
【００１４】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、コンクリート中に存在する水溶液の水素イオンの濃度を正確に分析できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る分析方法は、対象とするコンクリートより得られた分析試料を加熱し、発生した水および二酸化炭素の量を測定する第１ステップと、コンクリートと同じ原料組成で作製されて炭酸化が既知の参照コンクリートより得られた参照試料を加熱し、発生した水および二酸化炭素の量を測定する第２ステップと、参照試料を対象とした測定により得られた水の量と二酸化炭素の量との和に対する、参照コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量と水酸化カルシウムの量との和の比を示す第１の値を求める第３ステップと、コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量と分析試料を対象とした測定により得られた二酸化炭素の量とは等しいものとし、第１の値、および分析試料を対象とした測定により得られた水の量と二酸化炭素の量との和を用い、コンクリートに含まれる水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの量の和におけるコンクリートに含まれる炭酸カルシウムの割合である第２の値を求める第４ステップと、第２の値を用いてコンクリートに含まれている水溶液の水素イオン濃度を算出する第５ステップとを備える。例えば、参照コンクリートは、完全に炭酸化しているものであればよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したことにより、本発明によれば、コンクリート中に存在する水溶液の水素イオンの濃度を正確に分析できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における分析方法を説明するフローチャートである。
【図２】図２は、分析試料であるコンクリート試料について、本発明の実施の形態における昇温脱離分析を行った結果を示す特性図である。
【図３】図３は、求められるαと、このαを用いて計算されるｐＨとの関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における分析方法を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１０１で、対象とするコンクリートより得られた分析試料を加熱し、発生した水（水蒸気）および二酸化炭素の量を測定する。例えば、温度を制御しながら上記分析試料を加熱し、設定した所定の温度範囲で、発生した水および二酸化炭素の量を測定すればよい。
【００１９】
この測定は、一般に市販されている、１０００℃程度までの加熱機構を備えるガスクロマトグラフ装置（ＧＣ）で行えばよい。また、加熱装置を備えるガスクロマトグラフ―質量分析装置（ＧＣ−ＭＳ）で上記測定を行ってもよい。また、昇温脱離分析装置（ＴＤＳ）により、上記測定を行ってもよい。いずれにおいても、１０００℃程度までの加熱機構，昇温機構を備える発生ガス分析装置（ＥＧＡ）を用いることで、上記測定を行えばよい。加熱の制御に関しては、定速昇温あるいはステップ昇温等の通常の熱分析装置で一般的に用いられている昇温制御方法を用いて測定を行えば良い。
【００２０】
上述した測定では、まず、加熱により発生した水分子および二酸化炭素分子を検出し、検出した各成分の強度を計算する。ただし、水分子については、低温域において、分析試料に吸着した水分子も発生することから、低温域における水分子は測定から除外する。具体的には、水分子として、水酸化カルシウム、またはその他の水和物から脱離した水分子のみが検出される温度範囲または時間範囲で、用いた測定装置で検出された水分子にあたる温度ごとの出力、または時間ごとの出力を積算し、水分子の検出強度とする。
【００２１】
二酸化炭素分子については、炭酸カルシウムから脱離した二酸化炭素分子のみが検出される温度範囲または時間範囲で、当該装置で検出された二酸化炭素分子にあたる温度ごとの出力、または時間ごとの出力を積算して、二酸化炭素分子の検出強度とする。
【００２２】
積分すべき温度範囲は、非特許文献１などに記載がある。なお、計算（積算）で得られた水分子と二酸化炭素分子の検出強度を記憶しておく。この際、分析試料に起因しないノイズが検出強度に含まれる場合、ノイズは除くものとする。例えば、用いた測定装置に起因するバックグラウンドノイズは除くものとする。
【００２３】
次に、上述したように求めた水分子と二酸化炭素分子の検出強度から、各々の量に変換する。量とは、重量でもよく、また、物質量（モル数）でもよい。ただし、最終的に水素イオン濃度を算出するためには物質量であることが便利であるので、ここでは、物質量を例に説明する。
【００２４】
水分子の検出強度から水酸化カルシウムの物質量を得るには、あらかじめ既知の物質量の水酸化カルシウムを標準試料として用い、上述同様の測定を行い、水分子の検出強度を既知の物質量で除した感度係数を求めておけばよい。この感度係数をｋＨ2Ｏとする。ただし、分析試料の測定により得られた水分子の検出強度をｋＨ2Ｏで除する場合、得られる値ｎＨ2Ｏには、水酸化カルシウムの物質量（ｎＣＨ）と他の水和物の物質量（ｎ水和物） との両方の情報が含まれる。他の水和物が平均して１モル当たりｍモルの水を含むものとすると、「ｎＨ2Ｏ＝ｎＣＨ＋ｍ×ｎ水和物・・・（４）」と表せる。この時点で、式（４）の右辺のｎＣＨ、ｍ、ｎ水和物は未知である。
【００２５】
二酸化炭素分子の検出強度から炭酸カルシウムの物質量を得るには、あらかじめ既知の物質量の炭酸カルシウムを標準試料として用い、上述同様の測定を行い、二酸化炭素分子の検出強度を既知の物質量で除した感度係数を求めておけばよい。この感度係数をｋＣＯ2とする。ここでは、炭酸化によって生じる炭酸塩は、すべて炭酸カルシウムであるものとする。前述したように記憶してある二酸化炭素分子の検出強度をｋＣＯ2で除して、ｎＣＯ2を得る。炭酸カルシウムの物質量（ｎＣＣ）は、ｎＣＯ2に等しい。
【００２６】
ｎＣＣ＝ｎＣＯ2 ・・・（５）
【００２７】
次に、ステップＳ１０２で、上記コンクリートと同じ原料組成で作製されて炭酸化が既知の参照コンクリートより得られた参照試料を加熱し、発生した水（水蒸気）および二酸化炭素の量（物質量）を測定する。なお、上記分析試料の測定および上記参照試料の測定は、どちらを先に実施してもよい。
【００２８】
参照試料としては、分析試料と同一の起源を持つが、炭酸化の度合いが予め明らかな試料を用いる。もっとも分かりやすい場合として、分析試料と同一の起源（組成）を持ち、完全に炭酸化したコンクリートを用いた例をここでは説明する。この参照試料について、前述した分析試料の測定と同様にする。
【００２９】
次に、ステップＳ１０３で、参照試料を対象とした測定により得られた水の量（物質量）と二酸化炭素の量（物質量）との和に対する、参照コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量（物質量）と水酸化カルシウムの量（物質量）との和の比を示す第１の値を求める。
【００３０】
まず、参照試料の測定により得られる水分子の物質量、二酸化炭素分子の物質量、水酸化カルシウムの物質量、他の水和物の物質量、炭酸カルシウムの物質量を、各々、ｎＨ2Ｏ（Ｒ）、ｎＣＯ2（Ｒ）、ｎＣＨ（Ｒ）、ｎ水和物（Ｒ）、ｎＣＣ（Ｒ）とすると、以下の各式が得られる。
【００３１】
ｎＣＨ（Ｒ）＝０ ・・・（６）
ｎＨ2Ｏ（Ｒ）＝ｍ×ｎ水和物（Ｒ） ・・・（７）
ｎＣＯ2（Ｒ）＝ｎＣＣ（Ｒ） ・・・（８）
【００３２】
式（５）および式（８）を用いて、分析試料および参照試料の炭酸カルシウム量としてｎＣＣおよびｎＣＣ（Ｒ）を算出する。
【００３３】
炭酸化の反応系において、反応のどの段階においてもカルシウムの物質量は不変であり、原物質である水酸化カルシウムと生成物である炭酸カルシウムの物質量の和は一定である。また、同じ起源のコンクリートであれば、この和に対する他の水和物の物質量の割合も一定とすることができる。この割合をβとする。他の水和物は炭酸化に寄与しないから、βは炭酸化の反応のどの段階でも一定である。
【００３４】
より詳細に説明すると、まず、「ｎＨ2Ｏ＋ｎＣＯ2＝ｎＣＨ＋ｍ×ｎ水和物＋ｎＣＣ ・・・（９）」、「ｎＨ2Ｏ（Ｒ）＋ｎＣＯ2（Ｒ）＝ｎＣＨ（Ｒ）＋ｍ×ｎ水和物（Ｒ）＋ｎＣＣ（Ｒ） ・・・（１０）」であるから、「（ｎＨ2Ｏ＋ｎＣＯ2）／（ｎＣＨ＋ｎＣＣ）＝（ｎＨ2Ｏ＋ｎＣＣ）／（ｎＣＨ＋ｎＣＣ）＝１＋β ・・・（１１）」、「｛ｎＨ2Ｏ（Ｒ）＋ｎＣＯ2（Ｒ）｝／｛ｎＣＨ（Ｒ）＋ｎＣＣ（Ｒ）｝＝｛ｎＨ2Ｏ（Ｒ）＋ｎＣＣ（Ｒ）｝／ｎＣＣ（Ｒ）＝１＋β ・・・（１２）」である。
【００３５】
上記式（１２）を用いることで、測定によって得られたｎＨ2Ｏ（Ｒ）、ｎＣＣ（Ｒ）より、「１＋β」（第１の値）が決定される。
【００３６】
次に、ステップＳ１０４で、分析対象のコンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量（物質量）と分析試料を対象とした測定により得られた二酸化炭素の量（物質量）とは等しいものとし、第１の値、および分析試料を対象とした測定により得られた水の量（物質量）と二酸化炭素の量（物質量）との和を用い、コンクリートに含まれる水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの量（物質量）の和におけるコンクリートに含まれる炭酸カルシウムの割合である第２の値を求める。
【００３７】
まず、前述したように決定した「１＋β」（第１の値）を用いることで、式（１０）から、測定によって求められたｎＨ2Ｏ、ｎＣＣを用い、ｎＣＨが算出できる。ここで、水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの物質量の和における炭酸カルシウムの割合をα（第２の値）とすると、分析試料におけるαは、ｎＣＣ／（ｎＣＨ＋ｎＣＣ）であって、式（１）における反応進行度に等しい。
【００３８】
次に、ステップＳ１０５で、第２の値を用いてコンクリートに含まれている水の水素イオン濃度を算出する。ＧＣ，ＧＣ−ＭＳ，ＴＤＳやいずれのＥＧＡにおいても、コンクリート中の水溶液の水素イオン濃度を直接測定するものではなく、以上の測定から得られたαの値から元々あった水溶液の水素イオン濃度を算出している。
【００３９】
まず、式（１）で表される反応の素反応および関係する反応を以下に詳細に示す。
【００４０】
【化１】
0005986057.tif 000002
【００４１】
式（１３）で、固相の水酸化カルシウムが十分多く残存している場合、式（１３）の塩基解離定数５．５×１０-6（２５℃）を用いてｐＨ＝１２．３５（２５℃）と計算される。しかし、炭酸化が進行すると、式（１５）によってカルシウムイオンが消費され、式（１３）の平衡は右に偏り、ついには、水酸化カルシウムはすべて水中に溶出する。相の水酸化カルシウムが十分多く残存している場合、水中のカルシウムイオン濃度は最大で１．１×１０-2ｍｏｌ／ｄｍ3である。この濃度をｃ０とする。水酸化カルシウムは、すべて水中に溶出した後は、炭酸化により水中のカルシウムイオン濃度が減少してゆく。このときのカルシウム濃度をｃとする。
【００４２】
炭酸化の反応が進む場合も、コンクリート中の水溶液はアルカリ性であるので、式（１４）で生じた水素イオンは、式（１６）によって消費される。従って、式（１４）の平衡は右に偏っている。ここでは、式（１４）における第２酸解離定数をＫ2＝４．７９×１０-11（２５℃）とする。また式（１６）において、水のイオン積Ｋw＝１０-14（２５℃）とする。
【００４３】
式（１５）における炭酸カルシウムの溶解度積Ｋsは、４．７×１０-9（２５℃）と小さく、水中で生成した炭酸カルシウムは沈殿する。式（１）の反応が右に進行し、α＝１になったとき、ｐＨは９．９７となり、ｃ＝１．２９×１０-4ｍｏｌ／ｄｍ3となる。
【００４４】
以上に説明したように、「Ｋ2＝［Ｈ+］［ＣＯ32-］／［ＨＣＯ3-］＝４．７９×１０-11（２５℃） ・・・（１７）」、「Ｋs＝［Ｃａ2+］［ＣＯ32-］＝４．７×１０-9（２５℃） ・・・（１８）」、「Ｋw＝［Ｈ+］［ＯＨ-］＝１０-14（２５℃） ・・・（１９）」である。また、電気的中性条件の「［Ｈ+］＋２［Ｃａ2+］＝［ＨＣＯ3-］＋２［ＣＯ32-］＋［ＯＨ-］ ・・・（２０）」が成立する。
【００４５】
ここで、簡単のため、［Ｈ+］＝ａ，［ＯＨ-］＝ｂ，［Ｃａ2+］＝ｃ，［ＨＣＯ3-］＝ｙ，［ＣＯ32-］＝ｚとする。これにより、まず、式（１７）は、「Ｋ2＝ａｚ／ｙ ・・・（２１）」となる。また、式（１８）は、「Ｋs＝ｃｚ ・・・（２２）」となり、式（１９）は、「Ｋw＝ａｂ ・・・（２３）」となる。また、式（２０）は、「２ｃ＋ａ＝ｂ＋ｙ＋２ｚ ・・・（２４）」となる。これらのことより、「２ｃ＋ａ＝ｂ＋（ａｚ／Ｋ2）＋２ｚ＝（Ｋw／ａ）＋（Ｋwａ／Ｋ2ｃ）＋（２Ｋw／ｃ） ・・・（２５）」が得られる。
【００４６】
アルカリ性では、ｂ＞＞ａであるので、ａについて次式を得る。
【００４７】
【数１】
0005986057.tif 000003
【００４８】
このとき、ｃの範囲を１．１×１０-2〜１．２９×１０-4ｍｏｌ／ｄｍ3とし、この範囲のｃで式（１５）の反応で消費されたカルシウムイオンの割合が、炭酸カルシウムが難溶性であることから、αに一致するものとする。すなわち、残存するカルシウムイオン濃度について、「ｃ／ｃ0＝１−α ・・・（２９）」の近似を行う。αが１に近くない場合，この近似は正確である。上記のｃの範囲から、αの範囲を０〜０．９８８とする。
【００４９】
αは、測定で得られた水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの物質量から求められる。ただし、求められたαの値が０〜０．９８８の範囲から逸脱する場合は使用しない。αから「ｃ＝ｃ0（１−α）・・・（３０）」を用いてｃを得て、式（２８）により水素イオン濃度ａを得る。このとき、ｐＨは、「ｐＨ＝ｌｏｇ（１／ａ）＝−ｌｏｇａ ・・・（３１）」で得られる。
【００５０】
ここで、αが１より十分に小さい場合、式（２８）は以下の式(３２）近似してもよい。
【００５１】
【数２】
0005986057.tif 000004
【００５２】
このとき、ｐＨ値は、「ｐＨ（近似１）＝−ｌｏｇａ（近似１）・・・（３３）」として近似してもよい。
【００５３】
また、αが１より十分に小さい場合、式（３２）はさらに以下の式（３４）で近似することもできる。
【００５４】
【数３】
0005986057.tif 000005
【００５５】
このとき、ｐＨ値は、「ｐＨ（近似２）＝−ｌｏｇａ（近似２）＝ｌｏｇ（２ｃ／Ｋw）＝１４．３＋ｌｏｇｃ＝１２．３５＋ｌｏｇ（１−α）・・・（３５）」と近似される。必要な正確度に応じて、式（３２）から式（３５）を、水素イオン濃度またはｐＨの算出に用いてもよい。
【００５６】
次に、実際に分析を行った結果について図２を用いて説明する。以下では、ＴＤＳを用いており、図２は、昇温脱離曲線である。図２において、横軸は温度に対応する時間、縦軸は出力（イオン強度）である。ＴＤＳなどの質量分析では、発生したガス分子をイオン化して質量分離して検出する。図２において、実線は水分子のイオンｍ／ｚ＝１８）、点線は二酸化炭素分子のイオン（ｍ／ｚ＝４４）を示す。水分子から生じるイオンは、ｍ／ｚ＝１６，１７もあるので、これらのイオンを検出してもよい。二酸化炭素分子から生じるイオンはｍ／ｚ＝２８などもあるので、これらのイオンを検出してもよい。
【００５７】
図２では、ｍ／ｚ＝１８とｍ／ｚ＝４４の昇温脱離曲線について、バックグラウンドノイズを減じた上で積算（積分）し、（ａ）の部分の面積１および（ｂ）の部分の面積２を得て、水分子および二酸化炭素分子それぞれの検出強度とする。参照試料についても同様の測定および計算を実施し、水分子と二酸化炭素分子それぞれの検出強度を得る。標準試料による感度係数を用いて物質量に変換し、分析試料におけるαを得る。
【００５８】
図３に、上記αを用いて計算したｐＨを示す。αの範囲は０〜０．９８８である。図３における実線は、式（３０）で得られたｃを式（２８）に代入し、さらに式（３１）で計算したｐＨ値である。また、近似１は式（３２）、式（３３）により求め、近似２は式（３４）、式（３５）による求めたものである。近似１ではαが０から０．９６０までの間、ｐＨ値で１０．９４に至るまでの間、ｐＨ値の誤差として０．１％以下の正確度であった。また、近似２では、αが０から０．９５８までの間、ｐＨ値で１０．９６に至るまでの間、ｐＨ値の誤差として０．１％以下の正確度であった。以上のように、近似１、近似２は、各々のαの範囲で十分な近似となっていることがわかる。
【００５９】
以上に説明したように、本発明では、記参照試料を対象とした測定により得られた水の量と二酸化炭素の量との和に対する、記参照コンクリートに含まれる炭酸カルシウムの量と水酸化カルシウムの量との和の比を示す第１の値を求め、第１の値、および分析試料を対象とした測定により得られた水の量と二酸化炭素の量との和を用い、コンクリートに含まれる水酸化カルシウムと炭酸カルシウムの量の和におけるコンクリートに含まれる炭酸カルシウムの割合である第２の値を求め、この第２の値よりコンクリートに含まれている水の水素イオン濃度を算出するようにした。
【００６０】
この結果、本発明によれば、コンクリート中に存在する水溶液の水素イオンの濃度を正確に分析できるようなる。これにより、まず、劣化状態に至る前の時間経過に伴うコンクリートの炭酸化の進行度合いを評価できるようになる。また、炭酸化の進行度合いを、元々あったコンクリート中の水溶液の水素イオン濃度またはｐＨ値という形式で表示できる。本発明によれば、測定結果に加え、一般的な腐食予測技術などを組み合わせることで、コンクリート構造物の適切な維持管理を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【図１】
0005986057.tif 000006
【図２】
0005986057.tif 000007
【図３】
0005986057.tif 000008