(57)【要約】【課題】セメント系硬化体からなり、貯水可能な貯水域を有する、コンクリート製貯水構造体を対象として、容易に実施可能な炭酸化養生の方法を提供すること。【解決手段】貯水可能な貯水域１１を有し、貯水域１１の内壁面がセメント系硬化体で構成されているコンクリート製貯水構造体１の炭酸化養生方法を、貯水域１１を閉空間として空間内を減圧する減圧工程と、貯水域１１に、二酸化炭素溶解水２Ａを注水する注水工程と、を含むコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水可能な貯水域を有し、該貯水域の内壁面がセメント系硬化体で構成されているコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法であって、
前記貯水域を閉空間として空間内を減圧する減圧工程と、
前記貯水域に、二酸化炭素溶解水を注水する注水工程と、を含むコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【請求項２】
前記注水工程の前に、前記貯水域の内壁面を加熱乾燥する乾燥工程を行う請求項１に記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【請求項３】
前記二酸化炭素溶解水に、炭酸塩を添加することにより、二酸化炭素溶解水のｐＨ調整を行う請求項１又は２に記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【請求項４】
前記貯水域の内壁面に対向する位置に遮蔽部材を配置し、該遮蔽部材と前記内壁面との間に狭閉空間を形成して、前記狭閉空間内にて前記減圧工程及び前記注水工程を行う請求項１から３のいずれかに記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【請求項５】
前記狭閉空間内に正の圧力をかけた状態で、前記注水工程を行う請求項４に記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【請求項６】
前記コンクリート製貯水構造体がコンクリート製地下貯水層である請求項１から５のいずれかに記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の表層を緻密化する炭酸化養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートやモルタルに代表されるセメント硬化体は、大気中の二酸化炭素が表面から侵入して炭酸イオンとセメント成分が反応すると、その領域が中性化する。この中性化はセメント硬化体のひび割れを招く要因となる他、鉄筋コンクリートでは中性化の領域が深くなると鉄筋を腐食させる要因ともなる。このため、一般的には中性化は抑制すべきであるとされている。
【０００３】
しかし、その一方で、セメント硬化体の表面近傍付近等、構造体の所定範囲内において炭酸ガスによる強制的な中性化（以下「炭酸化」という）の処理を行うことにより、コンクリート構造物の表層を緻密化することができることが知られている。これは、上記炭酸化の反応生成物が僅かに膨張してセメントマトリクスの空隙を埋め、それにより、緻密な構造が形成されることによるものとされている。この手法を用いることにより、コンクリートやモルタルの表面近傍に緻密で化学的に安定した層を設けることができ、セメントマトリクスからのカルシウムイオンの溶脱や、外部からの塩化物イオン等の侵入を抑制した長期耐久性に優れたセメント系材料が実現される（特許文献１〜３参照）。
【０００４】
セメント硬化体を炭酸化することが可能な具体的な手段として、セメント硬化体を収容して外部の大気環境から遮蔽する遮蔽空間と、炭酸ガス濃度と所定範囲に調整可能な手段を設けた養生装置が開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４８４６５号公報
【特許文献２】特開２００６−１８２５８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２２８７８号公報
【特許文献４】特開２００９−１４９４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、所定濃度の炭酸ガス中での反応促進による炭酸化養生の方法については、様々な手段が開示されている。しかし、炭酸ガスを用いる上記従来方法の場合、養生対象の構造体を、所定の炭酸ガス濃度を維持可能な遮蔽空間内に配置することが前提となっている。例えば、養生設備内に収容不可能な巨大なコンクリート構造体が養生の対象である場合には、そのような遮蔽空間の存在や設置を前提とする従来方法の適用は極めて困難であった。
【０００７】
しかし、そのような巨大なコンクリート構造体のうちでも、例えば、コンクリート製の地下貯水槽や水処理のための浄化槽等、水と接触した状態での長期使用が前提とされる巨大なコンクリート製貯水構造体においては、コンクリート表面の水分への溶脱が問題となっており、それを防ぐための手段として、炭酸化養生を実施することのできる適切な具体的手段の開発が求められていた。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば、養生対象が貯水機能を有するコンクリート構造物である場合において、容易に実施可能な炭酸化養生の方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、貯水可能な貯水域を有するコンクリート製貯水構造体を対象とする場合の炭酸化養生を、貯水域の内壁面の加熱乾燥、貯水域内閉空間の減圧、そして、貯水域内への二酸化炭素溶解水の注水によって行うことにより、当該コンクリート製貯水構造体の長期耐久性を、従来手段よりも、容易、且つ、確実に向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１０】
（１）  貯水可能な貯水域を有し、該貯水域の内壁面がセメント系硬化体で構成されているコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法であって、前記貯水域を閉空間として空間内を減圧する減圧工程と、前記貯水域に、二酸化炭素溶解水を注水する注水工程と、を含むコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【００１１】
（１）の発明によれば、貯水域を有するコンクリート製貯水構造体について、炭酸化養生を容易に行うことができる。これにより、貯水機能を有するコンクリート製貯水構造体の長期使用時における水分中へのコンクリート表面の溶脱を防ぎ、当該コンクリート製貯水構造体の長期耐久性を向上させることができる。
【００１２】
（２）  前記注水工程の前に、前記貯水域の内壁面を加熱乾燥する乾燥工程を行う（１）に記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【００１３】
（２）の発明によれば、（１）の発明の効果を、より確実に、又、より好適に発現させることができる。
【００１４】
（３）  前記二酸化炭素溶解水に、炭酸塩を添加することにより、二酸化炭素溶解水のｐＨ調整を行う（１）又は（２）に記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【００１５】
（３）の発明によれば、（１）又は（２）の発明の効果を、より確実に、又、より好適に発現させることができる。
【００１６】
（４）  前記貯水域の内壁面に対向する位置に遮蔽部材を配置し、該遮蔽部材と前記内壁面との間に狭閉空間を形成して、前記狭閉空間内にて前記減圧工程及び前記注水工程を行う（１）から（３）のいずれかに記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【００１７】
（４）の発明によれば、二酸化炭素溶解水の必要量を抑えつつ、（１）から（３）のいずれかに記載の発明の効果をより確実に発現させることができる。これにより、養生にかかるコストを低減することができる。
【００１８】
（５）  前記狭閉空間内に正の圧力をかけた状態で、前記注水工程を行う（４）に記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【００１９】
（５）の発明によれば、（４）に記載の発明における炭酸化の進行を促進して、その効果をより確実に発現させることができる。
【００２０】
（６）  前記コンクリート製貯水構造体がコンクリート製地下貯水層である（１）から（５）のいずれかに記載のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法。
【００２１】
（６）の発明によれば、従来、炭酸化養生の実施が困難であった地下貯水層についても、（１）から（５）のいずれかに記載の発明の効果を享受させて、当該コンクリート製貯水構造体の長期耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、例えば、コンクリート製地下貯水層等、貯水機能を有するコンクリート製貯水構造体に炭酸化養生を施すことによって、当該コンクリート製貯水構造体の長期耐久性を、従来手段よりも、容易、且つ、確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の炭酸化養生方法の対象となるコンクリート製貯水構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の炭酸化養生方法の一工程である乾燥工程の説明に供する図である。
【図３】本発明の炭酸化養生方法の一工程である減圧工程の説明に供する図である。
【図４】本発明の炭酸化養生方法の一工程である注水工程の説明に供する図である。
【図５】本発明の炭酸化養生方法のその他の実施態様の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２５】
＜コンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法＞
［全体工程概要］
本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法について、図１〜図５を参照しながら、その全体工程の概要を説明する。図１は、本発明の炭酸化養生方法の対象となるコンクリート製貯水構造体１の構成を模式的に示す断面図である。図１に示す通りコンクリート製貯水構造体１は、セメント系硬化体からなり、貯水域１１を備えることにより液体２を貯水する機能を有する構造体である。具体例としては、地下貯水槽や浄化槽等が挙げられる。
【００２６】
図２〜図４は、本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法を構成する各工程を模式的に説明する図である。本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法は、図２〜図４に示す通り、貯水域１１を構成するセメント系硬化体を加熱乾燥する乾燥工程、貯水域１１の気圧を減圧する減圧工程、貯水域１１に、二酸化炭素溶解水２Ａを注水する注水工程を適宜組合せて行う養生方法である。以上の各工程のうち、注水工程と減圧工程以外のその他の各工程については、必ずしも本発明における必須の工程ではないが、これらを適宜組合せて行うことにより、より好ましい態様での本発明の方法の実施が可能となる。少なくとも上記の注水工程と減圧工程を含む各工程からなる本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法によれば、コンクリート製貯水構造体の内壁面を二酸化炭素とを効率よく接触させることができる。又、この養生方法は、コンクリート製貯水構造体が構築されてから、実働開始までの期間中に行う。
【００２７】
尚、上記のセメント系硬化体に用いるセメントとしては、普通ポルトランドセメント等の一般的セメントを特に制限なく用いることができる。尚、ポルトランドセメントには、普通ポルトランドセメントの他、早強、超早強、中庸熱、低熱等の種類があるが、これら種々のポルトランドセメントの１種又は２種以上を配合するものを用いることができる。なかでも、普通ポルトランドセメント及び低熱ポルトランドセメントの１種又は２種を使用したものを特に好ましく用いることができる。又、上記のセメント系硬化体は、上記のセメントに加えて、更にγＣ２Ｓを含有するものを好ましく用いることができる。
【００２８】
［乾燥工程］
図２に示す通り、乾燥工程は、加熱バーナー３等の加熱手段により、コンクリート製貯水構造体１の貯水域１１を構成するセメント系硬化体を加熱乾燥する工程である。これにより、注水工程に際して、上記セメント系硬化体における毛管張力の作用を引き起こして、二酸化炭素溶解水２Ａを、上記セメント系硬化体内に浸透させることができる。
【００２９】
［減圧工程］
図３に示す通り、減圧工程は、貯水域１１内の気圧を減圧ポンプ４等の減圧手段により、貯水域１１内の気圧を減圧する工程である。これにより、上記のセメント系硬化体内に残存する水分を更に抽出して上記セメント系硬化体の乾燥を促進し、毛管張力の作用を、強く引き起こして、二酸化炭素溶解水２Ａを、上記セメント系硬化体内に十分に浸透させることができる。
【００３０】
コンクリート製貯水構造体１の貯水域１１が完全な気密性を有する遮蔽空間である場合は、容易に減圧可能である。そうでない場合であっても、必要な範囲で減圧時にのみ、貯水域１１を遮蔽空間とするための補助壁を設けることにより減圧工程を行うことができる。このような手段により、貯水域１１内を、１０ｋＰａ〜５０ｋＰａ気圧程度の負圧状態とすることにより、上記の通り、二酸化炭素溶解水２Ａのセメント系硬化体内への十分な浸透促進は可能である。
【００３１】
［注水工程］
図４に示す通り、注水工程は、上記乾燥工程及び減圧工程を終えた貯水域１１内に、二酸化炭素溶解水２Ａを注水する工程である。図４に示す通り、貯水域１１内の内壁面１２の全面に二酸化炭素溶解水２Ａが接するように、貯水域１１内の略全体を二酸化炭素溶解水２Ａで満たすことが好ましい。これにより、コンクリート製貯水構造体１の貯水域１１内の内壁面１２のほぼ全面が均一に炭酸化され、貯水域内の液体を湛えながら長期にわたって使用されることが一般的前提であるコンクリート製貯水構造体１の長期耐久性を極めて好ましい範囲にまで向上させることができる。
【００３２】
上記の二酸化炭素溶解水２Ａとしては、様々な状態にあるＣＯ２を溶解させた液体を適宜用いることができるが、マイクロバブルやナノバブルレベルでＣＯ２を大量に溶解させた水を好ましく用いることができる。二酸化炭素溶解水２Ａ中の二酸化炭素濃度は５００ｍｇ／ｌ〜１５００ｍｇ／ｌ程度であることが好ましい。
【００３３】
又、本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法のコンクリート製貯水構造体の耐久性向上効果の更なる促進のためには、二酸化炭素溶解水２ＡのｐＨを、常時アルカリ側に保つことが好ましい。より具体的には、ｐＨを１０以上に保持しながら養生を行うことが好ましい。例えば、Ｎａ２ＣＯ３や、或いは、Ｋ２ＣＯ３等の炭酸塩を溶解させることにより、二酸化炭素溶解水２ＡのｐＨを、そのような範囲に保持することが好ましい。
【００３４】
上記注水後、二酸化炭素溶解水２Ａを貯水域１１内に満たした状態で、コンクリート製貯水構造体１の養生を、７〜２８日程度の期間行う。この養生期間にコンクリート製貯水構造体１の内壁面１２付近の部分についての炭酸化が進行し、これにより、貯水域１１の内壁面１２付近の部分が顕著に緻密化され、貯水機能を発揮しながらの長期使用を前提とするコンクリート製貯水構造体１に、高い長期耐久性を備えさせることができる。
【００３５】
又、本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法の他の実施態様として、図５に示す方法を挙げることができる。この実施態様においては、貯水域１１の内壁面１２を覆うように気密性を有する樹脂パネル等の遮蔽部材５を設置して、内壁面１２との間に狭閉空間を形成し、当該狭閉空間内にて減圧工程及び注水工程を行う。この追加的構成による処理を行うことにより、二酸化炭素溶解水２Ａの使用量を節減しながら、炭酸化をより速やかに促進させることができる。
【００３６】
又、上記のように狭閉空間を形成して本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法を実施する場合においては、注水工程の際、例えば加圧ポンプ６による空気圧により、内壁面１２との間の狭閉空間に正の圧力をかけながら、注水を行うことが更に好ましい。これにより、コンクリート製貯水構造体１の内壁面１２への二酸化炭素の浸透を促進して、これにより所望の程度の炭酸化処理を、より速やかに進行させることが可能となる。
【００３７】
尚、養生期間中においては、二酸化炭素溶解水２Ａの温度を適宜制御することが好ましい。養生温度が高いほどセメント水和反応の反応速度が増大し、又、γＣ２Ｓを配合したものでは炭酸化温度が高いほど炭酸イオンとの反応の速度が大きくなるので、炭酸化養生を高温で行うと早期に高強度化及び表層の高緻密化が実現できる。具体的には２５℃以上の温度に制御することが望ましく、４０℃以上に制御することがより効果的である。ただし、あまり高温での養生を実現するには困難を伴うことが多いので、通常７０℃以下の範囲で行えばよい。
【００３８】
以上説明した本発明のコンクリート製貯水構造体の炭酸化養生方法によれば、長期に及ぶ貯水機能の発揮を前提とするコンクリート製貯水構造体１の炭酸化養生の方法を、従来一般的であった炭酸ガスによる養生に代えて、貯水域への二酸化炭素溶解水の注水による炭酸化養生を施す処理とした点に特徴がある。これにより、コンクリート製貯水構造体１の構造体の長期使用時における内壁面１２を構成するセメント硬化体の水分中への溶脱を防ぎ、コンクリート製貯水構造体１の長期耐久性を、従来よりも容易、且つ、確実に向上させることができる。又、特に炭酸化養生工程の実施が極めて困難である地下に設置される液化ガスの貯水層等、コンクリート製地下貯水層に対しても本願は従来手段よりも遙かに容易に実施することが可能な養生手段である。
【符号の説明】
【００３９】
１                    コンクリート製貯水構造体
１１                  貯水域
１２                  内壁面
２                    液体
２Ａ                  二酸化炭素溶解水２Ａ
３                    加熱バーナー
４                    減圧ポンプ
５                    気密性シート
６                    加圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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