(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントコンクリート組成物硬化体の表面に、炭酸ガスを遮断する性質を有し、かつ、材質が、アルミニウム、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群の１種以上であるシールを貼り、中性化を受ける条件下で一定の期間が経過した後、シールをはがし、貼ってあったシールの外周位置から中心位置への中性化長さを測定することにより、該セメントコンクリート組成物硬化体の表面に対する垂直方向の中性化深さを測定する方法。
【請求項２】
シールが接着剤からなる接着面を有する請求項１記載の中性化深さを測定する方法。
【請求項３】
接着剤が、アクリル接着剤、ゴム接着剤、シリコーン接着剤からなる群の１種以上である請求項２記載の中性化深さを測定する方法。
【請求項４】
シールが、炭酸ガスを遮断する材質と、接着面との、２層からなる請求項１〜３のうちのいずれか１項記載の中性化深さを測定する方法。
【請求項５】
セメントコンクリート組成物硬化体の表面が、中性化していない平滑表面であり、シールの形状が円形であり、シールにおいて、シールの外周から内側への距離が１０ｍｍ以上である領域が接着面であり、ｐＨ指示薬をセメントコンクリート組成物硬化体の表面に接触させ、指示薬の変色から、中性化長さを求める請求項１〜４のうちのいずれか１項記載の中性化深さを測定する方法。
【請求項６】
ｐＨ指示薬が、フェノールフタレインである請求項５記載の中性化深さを測定する方法。
【請求項７】
セメントコンクリート組成物硬化体の表面に貼り、中性化を受ける条件下で一定の期間が経過した後にはがし、セメントコンクリート組成物硬化体の外周位置から中心位置への中性化長さを測定することにより、セメントコンクリート組成物硬化体の表面に対する垂直方向の中性化深さを測定する、炭酸ガスを遮断する性質を有し、かつ、材質が、アルミニウム、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群の１種以上である材質と、接着面との、２層からなる中性化深さ測定用のシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に土木・建築分野において使用されるセメントコンクリート組成物硬化体の中性化の程度を評価する方法に関する。例えば、セメントコンクリート組成物硬化体の表面に対する垂直方向の中性化深さを測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、コンクリート中の鉄筋は、セメントの水和反応で生成した水酸化カルシウム等のアルカリ性物質で保護され、腐食が抑制されている。しかしながら、空気中の炭酸ガスがコンクリート内に浸入すると、アルカリ性物質と反応し、中性化が進む。鉄筋周辺のコンクリートが中性化すると、鉄筋の腐食抑制効果が損なわれる。鉄筋が腐食することで生じる錆は、膨張することでコンクリートにひび割れを生じさせるため、コンクリートの耐久性が低下する。よって、中性化の評価は、コンクリートの耐久性を管理する指標のひとつとして、重要である。
【０００３】
中性化の進行度は、コンクリート表面からの深さ（中性化深さ）で表すことが一般的である。これは、コンクリート表面から内部へと、炭酸ガスが浸入する挙動を表すのに適しており、鉄筋までに必要なコンクリートのかぶり厚さを評価するのに適しているためである。一般に中性化深さ（Ｄ）、中性化を受ける期間（ｔ）には、式（１）が成り立つ。
【０００４】
【数１】
0006689036.tif 000002
【０００５】
ここで、Ａは中性化速度定数と呼ばれ、硬化体の配合や中性化を受ける条件によって決まる定数である。しかしながら、中性化速度定数Ａは、温度、湿度、炭酸ガス濃度等、中性化を受ける条件が変動しうることから、予測が難しく、実構造物に対して、中性化の評価が必要になる場合が多い。
【０００６】
従来、中性化の評価方法は、コンクリートから採取したコアの割裂面にフェノールフタレイン溶液を噴霧し、無色の領域を中性として、中性化深さを測定する方法が一般的に用いられている。他にも、コンクリートの中性化を評価する方法はいくつか提案されている（特許文献１〜８）。例えば、特許文献１では、コンクリートの削孔内にフェノールフタレイン溶液とクエン酸塩の混合液を含浸させてある円筒棒を挿入し、棒の染色で中性化深さを測定している。特許文献２では、コンクリートを穿孔する際に排出されるコンクリート粉のアルカリ性を検知し、中性化深さを求めている。特許文献３では、ニッケルや亜鉛の同材質金属からなる電極をコンクリート中に埋設し、電位差を測定することで、中性化深さを求めている。特許文献４では、コンクリート表層部に伝播する弾性波速度を複数回測定することで、初期値からの変化率から関係式に基づいて、中性化深さを算出している。特許文献５では、水分に関して平衡状態にあるコンクリートの重量を測定し、基本重量からの増加分から炭酸化度を測定している。特許文献６では、中性化環境評価用のセンサとして、特定の水／セメント比等を有するセメント組成物を、特定の形状に成形したセメント組成物の硬化体を用い、該センサの中性化深さを求めることで、実際のコンクリートの中性化深さを予測している。特許文献７では、コンクリート構造物へ塗布した仕上げ塗材の劣化と中性化に関係があることに着目し、仕上げ塗材の材齢と塗厚から中性化深さを予測している。特許文献８では、パネル状のモルタルを、コンクリート構造物の劣化診断ツールとして、用いている。
【０００７】
しかしながら、本発明のように、視覚的かつ簡便に、中性化深さを測定できることについて、記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−２０５３６５号公報
【特許文献２】特開２００２−４００１３号公報
【特許文献３】特開平９−１７１０１２号公報
【特許文献４】特開２００４−１６３２２７号公報
【特許文献５】特開平５−５２８４０号公報
【特許文献６】特開２０１４−１９９２３７号公報
【特許文献７】特開２００５−４９１９２号公報
【特許文献８】特開２０１４−１０５１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者は、前述の課題や要求を種々検討した結果、本発明により、前述の課題を解決する知見を得て本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明は、セメントコンクリート組成物硬化体の表面に、炭酸ガスを遮断する性質を有するシールを貼り、中性化を受ける条件下で一定の期間が経過した後、シールをはがし、貼ってあったシールの外周位置から中心位置への中性化長さを測定することにより、該セメントコンクリート組成物硬化体の表面に対する垂直方向の中性化深さを測定する方法であり、セメントコンクリート組成物硬化体の表面が、中性化していない平滑表面である該中性化深さを測定する方法であり、シールの形状が円形である該中性化深さを測定する方法であり、シールが接着剤からなる接着面を有する該中性化深さを測定する方法であり、シールにおいて、シールの外周から内側への距離が１０ｍｍ以上である領域が接着面である該中性化深さを測定する方法であり、ｐＨ指示薬をセメントコンクリート組成物硬化体の表面に接触させ、指示薬の変色から、中性化長さを求める該中性化深さを測定する方法であり、セメントコンクリート組成物硬化体の表面に貼り、中性化を受ける条件下で一定の期間が経過した後にはがし、セメントコンクリート組成物硬化体の外周位置から中心位置への中性化長さを測定することにより、セメントコンクリート組成物硬化体の表面に対する垂直方向の中性化深さを測定する、炭酸ガスを遮断する性質を有する材質からなる中性化深さ測定用のシールである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の測定方法により、視覚的かつ簡便に、中性化深さを測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】セメント組成物硬化体とシールが接着した斜視図の一例である。
【図２】セメント組成物硬化体とシールが接着した正面図の一例である。
【図３】中性化が進行した後、シールをはがした状態のセメント組成物硬化体の平面図の一例である。
【図４】セメント組成物硬化体の中性化進行度を示す正面図の一例である。
【図５】円形シールを使用した中性化長さの測定部位を示す平面図の一例である。
【図６】切断したセメント組成物硬化体の中性化深さの測定部位を示す正面図の一例である。
【図７】正方形シールを使用した中性化長さの測定部位を示す平面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。尚、本発明でいう部や％は、特に規定のない限り質量基準である。セメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、コンクリートをいう。セメントコンクリート組成物を、セメント組成物ということもある。セメントコンクリート組成物の硬化体を硬化体（図中ではセメント組成物硬化体１）ということもある。
【００１４】
本発明の中性化深さ測定方法に関して、概略を図１〜７に示す。
図中のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は、それぞれが直行する軸であり、本発明でいう表面とは、ｘｙ平面上に位置する面を指す。本発明でいう中性化長さ（Ｌ）とは、中性化を受ける条件下で一定の期間が経過した後、中性化深さ測定用のシール２をはがし、貼ってあった中性化深さ測定用のシール２の外周位置１１から中心位置へ中性化が確認できた領域の長さを指す。
【００１５】
本発明で使用する中性化深さ測定用のシール２は、ＪＩＳ  Ａ  １１５３「コンクリートの促進中性化試験方法」に記載されている炭酸ガスを遮断するシールと、同様の材質、使用方法を基準として、適用すればよい。以下、具体的に説明する。
【００１６】
本発明で使用する中性化深さ測定用のシール２は、炭酸ガスを遮断する材質と、接着面との、２層からなることが好ましい。
【００１７】
本発明で使用する中性化深さ測定用のシール２は、炭酸ガスを遮断する材質であれば、特に限定されるものではない。中性化深さ測定用のシール２の材質は特に限定されるものではなく、一般に販売されているものが適用できるが、炭酸ガスの遮断性に優れることから、アルミニウム、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群の１種以上が好ましく、アルミニウムがより好ましい。
【００１８】
本発明で使用される中性化深さ測定用のシール２は、硬化体１の表面と密着するものであれば、特に限定されるものではない。接着剤の材質は特に限定されるものではなく、一般に販売されているものが適用できるが、接着力が適切であることから、アクリル接着剤、ゴム接着剤、シリコーン接着剤からなる群の１種以上が好ましく、アクリル接着剤がより好ましい。
【００１９】
本発明で使用される中性化深さ測定用のシール２の形状は、特に限定されるものではないが、円形であることが好ましい。角を有する形状だと、中性化長さ（Ｌ）のばらつきが大きい場合がある。中性化深さ測定用のシール２が円形である場合、中性化長さ（Ｌ）は、シールの外周位置１１から内側の中心位置へ向けての距離をいう（図５）。中性化深さ測定用のシール２が四角形や六角形等の多角形である場合、中性化長さ（Ｌ）は、シールの外周位置１１である一辺の中央点から内側の中心位置へ向けての距離をいう（図７）。
【００２０】
本発明で使用される中性化深さ測定用のシール２は、表面に、中性化深さ測定用のシール２が密着するように貼る必要がある。具体的には、セメント組成物が硬化した後、空気に触れる期間が短いほどが好ましい。炭酸ガスは空気中に存在するため、時間が経つほど、硬化体１表面の中性化が進行する。中性化深さ測定用のシール２を貼る面は、硬化体１が中性化していない平滑表面が好ましく、凹凸や湾曲の少ない平滑表面がより好ましい。平滑でない表面に中性化深さ測定用のシール２を貼ったり、中性化深さ測定用のシール２にしわや折り目があったりすると、中性化深さ測定用のシール２と硬化体１の間に隙間ができ、炭酸ガスが流入する可能性がある。平滑表面を得るためには、型枠と接していた面を選んだり、硬化体１表面を研磨したりする方法をとってもよい。
【００２１】
本発明で使用する中性化深さ測定用のシール２は、硬化体１の表面に貼った後、中性化を受ける条件で一定の期間が経過した後、はがす必要がある。中性化を受ける条件や期間は特に限定されるものではなく、中性化深さを評価したい条件・期間で使用して構わない。
【００２２】
本発明で使用する中性化深さ測定用のシール２は、シール２の外周位置１１から内側への距離が１０ｍｍ以上の領域が接着面であることが好ましく、シール２全面の領域が接着面であることがより好ましい。これは、中性化深さ測定用のシール２と硬化体１を密着させ、炭酸ガスの流入を防ぐことに有効である。外周から内側への距離が１０ｍｍ以上の領域が接着面であれば、炭酸ガスの遮断に有効である。
【００２３】
本発明で中性化長さ（Ｌ）を求める方法は、特に限定されるものではないが、視覚的かつ簡便に中性化長さ（Ｌ）を求めることができる方法として、ｐＨ指示薬を表面に接触させることが好ましい。ｐＨ指示薬としてはフェノールフタレイン溶液が好ましい。
【００２４】
本発明は、硬化体１中での炭酸ガス拡散速度が、任意の方向に対して一定であることを特徴とする。図４で示されるように、硬化体１の平滑表面に貼った中性化深さ測定用のシール２の外周の任意の点（Ｐ）に対し、ｘｙ平面方向に炭酸ガスが移動し、中性化が進行した中性化長さ（Ｌ）と、ｘｙ平面と直行するｚ軸方向（ｚ軸のマイナス方向）に炭酸ガスが移動し、中性化が進行した深さ（Ｄｚ）が一致する。ここで、式（１）より、中性化速度定数（Ａ）は硬化体１の配合や中性化を受ける条件によって決まる定数であることから、Ｄｚは、該硬化体１の任意の表面に対する垂直方向の中性化深さ（Ｄ）と一致する。よって、中性化長さ（Ｌ）を測定することで、該硬化体１の中性化の進行程度を求めることが可能である。
【００２５】
本発明で使用する中性化深さ測定用のシール２は、一定期間ごとの中性化深さを測定する目的で、それらが重ならない限り、複数枚使用しても構わない。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例で詳細に説明する。
【００２７】
（実験例１）
砂／セメント比＝３、水／セメント比＝５５％のモルタルを調製し、１００×１００×１００ｍｍの立方体型枠に流し込み、封緘養生した。モルタル調整２４時間後に脱型し、供試体を材齢７日まで２０℃水中で養生した。水中から供試体を取り出し、十分に表面の水分を拭いた後、供試体の全ての側面、即ち計４つの面をシールした。ここで用いるシールは、ＪＩＳ  Ａ  １１５３「コンクリートの促進中性化試験方法」に従い、アルミニウムはくテープを用いた。残りの２つの面（上面、下面）のうち１つの面（面１）を選び、その面に凹凸がないことを確認して、中性化深さ測定用のシール２を貼り、残った１つの面（面２）は、シール２を貼らず、全面が空気と接するようにした。面２は下面であり、上面である図１の背面である。シール２を貼った供試体を、温度２０℃、相対湿度６０％、炭酸ガス濃度５％に設定した促進中性化試験装置に入れた。供試体は、面１と面２の両面が鉛直になるように設置した。表１に示す養生期間（材齢）が経過した後、供試体を促進中性化試験装置から取り出した。その後、中性化深さ測定用のシール２をはがし、その表面にフェノールフタレイン溶液を噴霧した。中性化深さ測定用のシール２をはがす前に、シールの外周位置１１がわかるように印をつけておき、中性化深さ測定用のシール２の外周位置１１から赤色に変色しなかった領域の長さを、ノギスを用いて測定し、中性化長さ（Ｌ）を求めた。中性化長さ（Ｌ）を測る部位は、図５で示すように、中性化深さ測定用のシール２の長さが最大となる線分及びその垂直二分線上の４点（４か所の長さ）を測定し、その平均値を中性化長さ（Ｌ）として定義した。更に、全ての面のシールをはがし、面１に対して垂直にかつ下面に至る方向に、この硬化体１を切断した。この切断面に、フェノールフタレイン溶液を噴霧した。フェノールフタレイン溶液を噴霧すると、硬化体１の断面は図６のようになり、色の異なる領域で、中性化領域２１及び未中性化領域２２を判別できる。面２から面１への方向に対して、中性化した部位の深さを、ノギスを用いて測定し、中性化深さ（Ｄ）を求めた。中性化した部位は、側面を６等分した５か所を測定し、その平均値を中性化深さ（Ｄ）として定義した。この試験方法を、測定方法Ａとする。
又、面１に中性化深さ測定用のシール２を貼らない硬化体１に対して、すなわちＪＩＳ  Ａ  １１５３「コンクリートの促進中性化試験方法」に従った方法でも、中性化深さ（Ｄ）を測定した。この試験方法を、測定方法Ｂとする。
同材齢で評価した供試体の数は、３にした。
結果を表１に示す。
【００２８】
（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値３，２００ｃｍ２／ｇ、比重３．１４
細骨材（砂）：新潟県糸魚川市姫川産川砂、表乾状態、比重２．６２
中性化深さ測定用のシール：半径４０ｍｍの円形、アルミニウムはく製、アクリル接着剤からなる接着面をシール全面に有するもの、厚さ０．２ｍｍ
【００２９】
【表１】
0006689036.tif 000003
【００３０】
表１より、測定方法Ａにおいて、中性化長さ（Ｌ）と、中性化深さ（Ｄ）は同程度の値を示しており、硬化体１間でのばらつきも小さい。又方法Ａで導かれる中性化長さ（Ｌ）或いは中性化深さ（Ｄ）は、測定方法Ｂで求めたものと同程度の値を示している。
【００３１】
（実験例２）
表２に示す配合のモルタルを使用し、養生期間を１８２日にしたこと以外は、実験例１と同様に実施した。結果を表２に示す。
【００３２】
（使用材料）
高炉セメントＢ種：高炉セメントＢ種、市販品、ブレーン値３，７００ｃｍ２／ｇ、比重３．０４
配合ア：砂／セメント比＝３．２、水／セメント比＝４５％
配合イ：砂／セメント比＝３、水／セメント比＝５０％
配合ウ：砂／セメント比＝３、水／セメント比＝５５％
配合エ：砂／セメント比＝２．８、水／セメント比＝６０％
配合オ：砂／セメント比＝３、水／セメント比＝５５％、セメントとして高炉セメントＢ種を使用
【００３３】
【表２】
0006689036.tif 000004
【００３４】
表２より、モルタルの配合が変わった場合でも、測定方法Ａにおいて、中性化長さ（Ｌ）と、中性化深さ（Ｄ）は同程度の値を示しており、硬化体１間でのばらつきも小さい。又測定方法Ａで導かれる中性化長さ（Ｌ）或いは中性化深さ（Ｄ）は、測定方法Ｂで求めたものと同程度の値を示している。
【００３５】
（実験例３）
表３に示す形状及び接着面幅を有する中性化深さ測定用のシール２を使用し、養生期間を１８２日にしたこと以外は、実験例１と同様に実施した。結果を表３に示す。
【００３６】
（使用材料）
円：円形、半径４０ｍｍの円形、アルミニウムはく製、アクリル接着剤からなる接着面の幅（接着面幅）は外周から内側の中心位置へかけての幅であり、図３〜４の中性化長さ（Ｌ）と同じ方向である。接着面幅４０ｍｍの場合、シール全面が接着面である。厚さ０．２ｍｍ
四角：正方形、一辺が４０ｍｍの正方形、アルミニウムはく製、シール全面がアクリル接着剤からなる接着面であるもの、厚さ０．２ｍｍ
六角：正六角形、一辺が４０ｍｍの正六角形、アルミニウムはく製、シール全面がアクリル接着剤からなる接着面であるもの、厚さ０．２ｍｍ
【００３７】
【表３】
0006689036.tif 000005
【００３８】
表３より、中性化深さ測定用のシール２は円形であり、外周から内側への距離が１０ｍｍ以上の領域が接着面であれば、測定方法Ａにおいて、中性化長さ（Ｌ）と、中性化深さ（Ｄ）は同程度の値を示し  ており、硬化体１間でのばらつきも小さい。本発明の測定方法Ａで導かれる中性化長さ（Ｌ）或いは中性化深さ（Ｄ）は、ＪＩＳ  Ａ  １１５３「コンクリートの促進中性化試験方法」に従った測定方法Ｂで求めた中性化深さ（Ｄ）と同程度の値を示している。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
従来の中性化深さ測定方法は、例えば、以下のような課題がある。
（１）測定のためにセメントコンクリートの一部を破壊・損傷する必要がある。或いは、セメントコンクリートの破壊・損傷を伴わないが、特別な機材や測定方法が必要であり、作業が煩雑である。塗材の厚みを測定する方法が提案されているが、μｍ規模の厚みを測定する必要があり、作業が困難である。
（２）セメントコンクリート配合が限定される場合がある。
（３）中性化深さを求めようとするコンクリートとは異なる配合・形状で構成されたセメント組成物をセンサや診断ツールとして使用する方法が提案されているが、測定対象が異なるため、相関性が不明瞭な場合がある。
【００４０】
本発明の中性化深さ測定用のシール及びそれを用いた中性化深さ測定方法は、従来の中性化深さ測定方法に比べ、硬化体を破壊・損傷することなく、任意の配合のセメントコンクリートに対して適用可能である。本発明は、中性化深さを求めようとするセメントコンクリートを直接対象として、視覚的かつ簡便に、中性化深さを測定することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  セメントコンクリート組成物の硬化体
２  中性化深さ測定用のシール
１１  シールの外周位置
２１  中性化領域
２２  未中性化領域
ｘ  ｘ軸
ｙ  ｙ軸
ｚ  ｚ軸
Ｄ  中性化深さ
Ｄｚ  中性化が進行した深さ
Ｌ  中性化長さ
Ｐ  任意の点
【図１】
0006689036.tif 000006
【図２】
0006689036.tif 000007
【図３】
0006689036.tif 000008
【図４】
0006689036.tif 000009
【図５】
0006689036.tif 000010
【図６】
0006689036.tif 000011
【図７】
0006689036.tif 000012