(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石又はコンクリート中に含まれる硫化鉄の検出方法であって、
前記石又はコンクリート内の硫化鉄と過酸化水素水とを酸化反応させて３価の鉄イオンと硫酸イオンとに分解する酸化分解工程と、
分解された前記３価の鉄イオンを、還元剤を用いて２価の鉄イオンに還元する還元工程と、
前記還元工程後に１，１０−フェナントロリン溶液により前記２価の鉄イオンの有無を確認することにより間接的に硫化鉄を検出する検出工程と、
を有することを特徴とする硫化鉄の検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の硫化鉄の検出方法であって、
前記過酸化水素水は、飽和水溶液を用いることを特徴とする硫化鉄の検出方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の硫化鉄の検出方法であって、
前記還元剤として、アスコルビン酸水溶液を用いることを特徴とする硫化鉄の検出方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の硫化鉄の検出方法であって、
前記検出工程では、前記還元工程後に前記固体物の表面に存在する液体を、別の媒体に移し取り、前記液体を移し取った媒体に前記１，１０−フェナントロリン溶液を加えることを特徴とする硫化鉄の検出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の硫化鉄の検出方法であって、
前記媒体は、濾紙であることを特徴とする硫化鉄の検出方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の硫化鉄の検出方法であって、
前記過酸化水素水、前記還元剤、及び、前記１，１０−フェナントロリン溶液は、噴霧にて供給することを特徴とする硫化鉄の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石又はコンクリート中に含まれる硫化鉄の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の外装材等に用いられる石やコンクリートなどの固体物中には、内部に硫化鉄が含まれているものがある。硫化鉄は水と反応すると、鉄が酸化されて錆が発生して表面が変色したり、硫化物と水とが反応して生成された硫酸が固体物中の炭酸カルシウムと反応して石膏を生成する際の膨張圧によりひび割れやポップアウトを生じさせることがある。このため、施工前に、内部に含まれている硫化鉄が少ない固体物を選定することが望ましい。硫化鉄が少ない固体物を選定する方法の一例としては、塩酸や硫酸を用いて鉄分を検出することにより選定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１６０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固体物表面のポップアウトは、硫化鉄の鉄イオンばかりではなく硫化物に含まれる硫黄によっても生じる。具体的には、固体物中に硫化物が含まれていると、水と反応して硫酸が生成され、生成された硫酸が固体物中に含まれるカルシウムと反応して石膏となり体積膨張することによりポップアウトすることがある。このため、内部に硫黄が含まれてない固体物を選定することが求められている。しかしながら、固体物に塩酸や硫酸を直接かける方法は鉄を検出することは可能であるが、硫化鉄が塩酸や硫酸と反応すると、鉄が錆びて発色してしまうとともに、硫黄が硫化水素として気化してしまうため、硫黄（硫化物イオン）が含まれているか否かを現地などで容易に判定することは難しかった。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固体物中に含まれる硫化鉄の量を簡易に判定可能な硫化鉄の検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために本発明の硫化鉄の検出方法は、前記石又はコンクリート内の硫化鉄と過酸化水素水とを酸化反応させて３価の鉄イオンと硫酸イオンとに分解する酸化分解工程と、分解された前記３価の鉄イオンを、還元剤を用いて２価の鉄イオンに還元する還元工程と、前記還元工程後に１，１０−フェナントロリン溶液により前記２価の鉄イオンの有無を確認することにより間接的に硫化鉄を検出する検出工程と、を有することを特徴とする硫化鉄の検出方法である。
【０００７】
このような硫化鉄の検出方法によれば、酸化分解工程により過酸化水素と石又はコンクリート内に存在する硫化鉄とが酸化分解反応して３価の鉄イオンと硫酸イオンと水とが発生する。すなわち、石又はコンクリート内に含まれている硫化鉄の量に応じて硫酸イオンと３価の鉄イオンとが所定の割合で発生する。このため、硫化鉄を直接検出することは難しいが、鉄イオンを検出することにより、間接的に硫酸物を検出することが可能である。そして、３価の鉄イオンは、鉄を検出する試薬としての１，１０−フェナントロリン溶液では呈色しないので、還元工程にて３価の鉄イオンを２価の鉄イオンに戻すことにより、１，１０−フェナントロリン溶液にて呈色する状態とすることが可能である。そして、還元工程後に、検出工程にて、１，１０−フェナントロリン溶液により、２価の鉄イオンが存在する場合には橙色に呈色させることが可能である。このため、石又はコンクリート内に硫化鉄が含まれている場合には、橙色に呈色するので、鉄イオンが検出され、間接的に硫化鉄が含まれていることを簡易に検出することが可能である。
【０００８】
このとき、石又はコンクリートに硫化鉄が含まれていない場合または含まれている硫化鉄が少ない場合には、過度の変色やポップアウトは生じないので、試験体として使用した部材も施工に用いることが可能である。すなわち、施工に用いる石又はコンクリートにて直接、内部に含まれる硫化鉄の量を判定することが可能である。
【０００９】
かかる硫化鉄の検出方法であって、前記過酸化水素水は、飽和水溶液を用いることが望ましい。
このような硫化鉄の検出方法によれば、過酸化水素濃度が最も高い水溶液を用いるので、より確実に硫化鉄を３価の鉄イオンと硫酸イオンと水とに酸化分解することが可能である。
【００１０】
かかる硫化鉄の検出方法であって、前記還元剤として、アスコルビン酸水溶液を用いることが望ましい。
このような硫化鉄の検出方法によれば、還元剤として食品等に使用されるアスコルビン酸水溶液を用いるので、より安全に硫化鉄の検出を行うことが可能である。
【００１１】
かかる硫化鉄の検出方法であって、前記検出工程では、前記還元工程後に前記石又はコンクリートの表面に存在する液体を、別の媒体に移し取り、前記液体を移し取った媒体に前記１，１０−フェナントロリン溶液を加えることが望ましい。
このような硫化鉄の検出方法によれば、還元工程により石又はコンクリートの表面に存在する液体を移し取った媒体に１，１０−フェナントロリン溶液を付与するので、仮に石又はコンクリートの表面に存在する液体に鉄イオンが含まれていたとしても石又はコンクリートの表面にて呈色することを防止することが可能である。このため、硫化鉄が僅かに含まれていて使用可能な石又はコンクリートを１，１０−フェナントロリン溶液の反応により変色させることなく、使用することが可能である。
【００１２】
かかる硫化鉄の検出方法であって、前記媒体は、濾紙であることが望ましい。
このような硫化鉄の検出方法によれば、還元工程により石又はコンクリートの表面に存在する液体を濾紙に移し取るので、液体を吸収させた後に水分と２価の鉄を濾紙に残存させることが可能である。そして、２価の鉄が残存している濾紙に１，１０−フェナントロリン溶液を加えるので、水分が除去されてより明確に呈色させることが可能である。
【００１３】
かかる硫化鉄の検出方法であって、前記過酸化水素水、前記還元剤、及び、前記１，１０−フェナントロリン溶液は、噴霧にて供給することが望ましい。
このような硫化鉄の検出方法によれば、過酸化水素水、還元剤、及び、１，１０−フェナントロリン溶液を噴霧して供給するので、少量にて石又はコンクリート表面の広い領域に供給することが可能である。また、噴霧して直接石又はコンクリートに供給することができるので、別の媒体を介して供給する場合より、純粋な過酸化水素水、還元剤、及び、１，１０−フェナントロリン溶液を供給することが可能であり、より正確に反応させることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、石又はコンクリート中に含まれる硫化鉄の量を簡易に判定可能な硫化鉄の検出方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る硫化物の検出方法のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る硫化物の検出方法のフローを示す図である。
【００１８】
本実施形態の硫化物の検出方法は、固体中の硫化物（硫化鉄）に含まれる硫化物イオンを直接検出することは難しいため、硫化鉄を鉄イオンと硫化物イオンとに分解して、分解された鉄イオンから、固体中に含まれる硫化物イオンの量を間接的に検出することとしている。
【００１９】
本実施形態の硫化物の検出方法では、まず、固体内に含まれている硫化鉄を鉄イオンと硫化物イオンとに酸化分解する。具体的には、固体物としての例えば石材の表面に過酸化水素水を噴霧する（酸化分解工程Ｓ１）。このとき、過酸化水素水としては、飽和水溶液である濃度３０％の過酸化水素水を用いする。
【００２０】
噴霧された石材内では、硫化鉄（ＦｅＳ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とが反応し、３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）と硫酸イオン（ＳＯ４２−）とに分解されて水（Ｈ２Ｏ）が発生する。
【００２１】
化学反応式は、（式１）の通りである。  
ＦｅＳ＋４Ｈ２Ｏ２→Ｆｅ３＋＋ＳＯ４２−＋４Ｈ２Ｏ    （式１）
ここで、硫化物イオン（Ｓ２−）と結合していた鉄イオンを検出する方法としては、金属を検出する試薬として知られている１，１０−フェナントロリン溶液を加えて呈色状態を確認する方法があるが、１，１０−フェナントロリン溶液は３価の鉄イオンと反応しないため、酸化分解工程Ｓ１後では、鉄イオンが含まれていても呈色しない。このため、硫化物イオン（Ｓ２−）と分離した３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）を、１，１０−フェナントロリン溶液と反応する２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元する。
【００２２】
具体的には、過酸化水素水が噴霧された後の石材に、還元剤としてアスコルビン酸を噴霧する（還元工程Ｓ２）。  
アスコルビン酸水溶液が噴霧された石材の表面では、（式２）に示すような化学反応が生じている。  
２Ｆｅ３＋＋Ｃ６Ｈ８Ｏ６→Ｃ６Ｈ８Ｏ６＋２Ｆｅ２＋＋２Ｈ＋    （式２）
その後、アスコルビン酸水溶液が噴霧されて石材の表面に存在している液体を、濾紙に移し取る。
【００２３】
そして、石材表面の液体を移し取った濾紙に、１，１０−フェナントロリン溶液を噴霧する（検出工程Ｓ３）。そして、濾紙が橙色に呈色した場合には、濾紙に移し取った液体に２価の鉄イオンが含まれていることが検出される。鉄イオンが検出されたことにより、石材には検出された鉄イオンと結合した状態、すなわち硫化鉄の状態で硫化物イオンが含まれていたことが検出される。このとき、濾紙に移し取った液体に含まれている２価の鉄イオンの量がより多い場合には、より濃い橙色を示し、２価の鉄イオンの量が少ない場合には淡い橙色を示す。
【００２４】
また、濾紙が呈色しない場合には、濾紙に移し取った液体に２価の鉄イオンが含まれていないことが検出される。鉄イオンが検出されないことにより、石材には検出された鉄イオンと結合した状態、すなわち硫化鉄の状態で硫化物イオンが含まれていなかったことが検出される。
【００２５】
本実施形態の硫化物の検出方法によれば、酸化分解工程Ｓ１により過酸化水素と石材内に存在する硫化鉄とが酸化分解反応して３価の鉄イオンと硫酸イオンと水とが発生する。すなわち、石材に含まれている硫化鉄の量に応じて硫酸イオンと３価の鉄イオンとが所定の割合で発生する。このため、３価の鉄イオンによって、間接的に硫酸イオンを検出することが可能である。ところが、３価の鉄イオンは、鉄を検出する試薬である１，１０−フェナントロリン溶液では呈色しない。このため、還元工程Ｓ２にて３価の鉄イオンを２価の鉄イオンに戻すことにより、１，１０−フェナントロリン溶液にて呈色する状態とすることが可能である。そして、還元工程Ｓ２後に、検出工程Ｓ３にて、１，１０−フェナントロリン溶液により、２価の鉄イオンが存在する場合には橙色に呈色させることが可能である。このため、石材内に硫化鉄が含まれている場合には、橙色に呈色するので、鉄イオンが検出され、間接的に硫化物が含まれていることを検出することが可能である。
【００２６】
このとき、石材に硫化鉄が含まれていない場合または含まれている硫化鉄が少ない場合には、過度の変色やポップアウトは生じないので、試験体として使用した石材も施工に用いることが可能である。すなわち、施工に用いる石材にて直接、内部に含まれる硫化鉄の量を判定することが可能である。
【００２７】
また、酸化分解工程Ｓ１では飽和水溶液である過酸化水素水を用いるので、過酸化水素濃度が最も高いため、より確実に硫化鉄を３価の鉄イオンと硫酸イオンと水とに酸化分解することが可能である。
【００２８】
また、還元工程Ｓ２では、還元剤として食品等に使用されるアスコルビン酸水溶液を用いるので、より安全に硫化鉄の検出を行うことが可能である。
【００２９】
また、検出工程Ｓ３では、還元工程Ｓ２後に石材の表面に存在する液体を、濾紙に移し取り、液体を移し取った濾紙に前記１，１０−フェナントロリン溶液を付与するので、仮に石材の表面に存在する液体に鉄イオンが含まれていたとしても石材の表面にて呈色することを防止することが可能である。このため、硫化鉄が僅かに含まれていて使用可能な石材を１，１０−フェナントロリン溶液の反応により変色させることなく、使用することが可能である。また、還元工程Ｓ２により石材の表面に存在する液体を濾紙に移し取るので、液体を吸収させた後に水分と２価の鉄を濾紙に残存させることが可能である。そして、２価の鉄が残存している濾紙に１，１０−フェナントロリン溶液を噴霧するので、水分が除去されてより明確に呈色させることが可能である。
【００３０】
また、酸化分解工程Ｓ１において過酸化水素水を、還元工程Ｓ２においてアスコルビン酸水溶液を、及び、検出工程Ｓ３において１，１０−フェナントロリン溶液を、それぞれ噴霧して供給するので、少量にて石材表面の広い領域に供給することが可能である。また噴霧して直接石材に供給するので、別の媒体を介して供給する場合より、純粋な過酸化水素水、アスコルビン酸水溶液、及び、１，１０−フェナントロリン溶液を供給することが可能であり、より正確に反応させることが可能である。
【００３１】
上記実施形態のおいては、固体物を石材としたが、これに限るものではなく、例えばコンクリート等であっても構わない。
【００３２】
また、還元剤は、アスコルビン酸水溶液に限るものではなく、例えば、シュウ酸、クエン酸、フマル酸、蟻酸、ヨウ化カリウム、塩化スズ等であっても構わない。
【００３３】
また、上記実施形態において過酸化水素水、アスコルビン酸水溶液、及び、１，１０−フェナントロリン溶液を直接石材に噴霧したが、これに限らず、固体物に付与することができれば、直接掛け流したり、刷毛等で塗布する方法であっても構わない。
【００３４】
また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【図１】
0005708077.tif 000002