(57)【要約】【課題】現場において簡単、安価、短時間でコンクリート中の塩分量を高精度で測定する。【解決手段】試料容器内に硬化コンクリートを削孔した削孔粉と抽出水を加え、その混合溶液中に二酸化炭素ガスを充填、発泡させた後、上澄み水の塩分量を測定する塩分量簡易測定法であって、予め、抽出水温度と抽出時間の設定条件下で、塩分量簡易測定法と塩分量詳細測定法とによる結果の回帰式を求めておき、塩分量簡易測定結果に前記回帰式の係数を乗ずることにより塩分量を測定する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料容器内に硬化コンクリートを削孔した削孔粉と抽出水を加え、その混合溶液中に二酸化炭素ガスを充填、発泡させた後、上澄み水の塩分量を測定する塩分量簡易測定法であって、予め、抽出水温度と抽出時間の設定条件下で、塩分量簡易測定法と塩分量詳細測定法とによる結果の回帰式を求めておき、塩分量簡易測定結果に前記回帰式の係数を乗ずることにより塩分量を測定することを特徴とする硬化コンクリート中の塩分量簡易測定法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現場において鉄筋腐食の判定のための基礎データを提供することができる硬化コンクリート中の塩分量簡易測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硬化コンクリート中に存在する塩化物は鉄筋腐食を引き起こすことから、コンクリート中の塩化物量は全塩分量として０．３ｋｇ／ｍ３以下になるように規制されている。したがって、海岸地域に建設された構造物で、塩害の発生が危惧されるような場合においては、硬化コンクリート中の塩化物量を測定することは構造物の健全性を確認するのに有効な方法の一つとなっている。
【０００３】
従来、硬化コンクリート中の塩分量を測定する方法としては、（社）日本コンクリート工学協会（ＪＣＩ）が定めた方法（「硬化コンクリート中に含まれる塩分の分析方法」ＪＣＩ−ＳＣ４［ＪＣＩ法］、以下詳細分析法という）で測定されることが多いが、詳細分析法では試料調整および滴定を含む複雑な分析過程を経るため、結果が得られるまで数日を要するという欠点を有している。ここで、全塩分量とは、硬化コンクリート中に含まれる塩分の全量を指し、全塩分には５０℃の水に溶解する可溶性塩分と溶解しない塩分（この中には後述するコンクリート中で固定化される塩分も含まれる）からなる。
【０００４】
そこで、特開２００１−３４３３０７においては、硬化コンクリートからハンマードリルなどで削孔して得られたコンクリート粉末、塩素イオンを除去した精製水、ならびに市販の簡易塩分量測定器を用いて、コンクリート中に含まれる塩分の塩化物量を安価で且つ短時間で得る簡易測定法を提案している。この簡易測定方法では、コンクリート中に存在する水に溶解する塩化物（可溶性塩分）を抽出、測定し、コンクリートから塩化物を抽出する際の温度や時間によって定まる或る比例定数を乗じて、可溶性塩分量から全塩分量を推定している。
【０００５】
【特許文献】特開２００１−３４３３０７
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンクリート中にはセメントなどと結合して水に溶解しない塩化物（固定化塩分）があり、その代表的な生成物としてフリーデル氏塩が挙げられる。フリーデル氏塩は、セメントの種類や化学組成によって生成量が変化するため、すべての硬化コンクリートにおいて、一概に可溶性塩分と固定化塩分の比率を定めることは難しい。
【０００７】
そのため、可溶性塩分のみを測定する上記特開２００１−３４３３０７の方法では、コンクリートの種類によっては、推定した全塩分量が実際の値と大きく異なる場合が生じるという問題を有している。この誤差は、主としてセメント成分によって固定化される（イオンとして抽出されない）フリーデル氏塩によるものと考えられており、このフリーデル氏塩を容易に溶解することができれば、この簡易測定法の精度向上が可能になるばかりでなく、全ての硬化コンクリートに対して適用可能となり、汎用性が大幅に拡大されることになる。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題および課題を解決するものであって、従来の塩分量簡易測定器を用い、現場において簡単、安価、短時間でコンクリート中の塩分量を高精度で測定することができる方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の硬化コンクリート中の塩分量簡易測定方法は、試料容器内に硬化コンクリートを削孔した削孔粉と抽出水を加え、その混合溶液中に二酸化炭素ガスを充填、発泡させた後、上澄み水の塩分量を測定する塩分量簡易測定法であって、予め、抽出水温度と抽出時間の設定条件下で、塩分量簡易測定法と塩分量詳細測定法とによる結果の回帰式を求めておき、塩分量簡易測定結果に前記回帰式の係数を乗ずることにより塩分量を測定することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記従来の簡易測定法において、固定化塩分をも測定可能にすることを特徴とする。そこで、先ず、この簡易測定法について説明する。
【００１１】
ドリル削孔などによって得られたコンクリート微粉末に対し、様々な温度条件（一般の現場での測定を想定し、雰囲気温度（＝外気温度）が５〜３５℃の範囲）下で、市販の塩分量簡易測定器によって硬化コンクリート中に含まれる塩分量を求める。そして、この簡便手法による結果と、（社）日本コンクリート工学協会（ＪＣＩ）に準拠した詳細測定法との関係を、前記温度条件下で求めておき、これにより詳細測定法と同等の精度を有する測定を行うことができる。以下に、具体的な測定方法について説明する。
【００１２】
先ず、コンクリート中の塩分を抽出する抽出水は、純水を原則とするが、現場などで純水を準備できない場合には、市販のミネラルウォーター（塩素イオンを含まないもの）を用いる。初期の水温は雰囲気温度と同じであることが望ましい。雰囲気温度が５〜３５℃の範囲程度の範囲であれば、温度に応じた補正を行うことが可能なため測定上問題はない。なお、予め、雰囲気温度と水温とを測定しておけば、温度による補正が容易にできる。
【００１３】
塩分測定用の試料は、現場での測定を想定し、ハンマードリルによる削孔粉を用いる。削孔粉を用いることにより、コア採取による現場での作業の煩雑さを軽減させることができる。ハンマードリルの径は１０〜１８ｍｍ程度とし、試料採取は１調査箇所につき最低３〜５孔程度とする。１回の測定に用いる試料の重量は１０ｇ以上必要なため、試料採取用の削孔数としては前述のようになる。削孔による試料採取を行う場合には、ドリルの所定位置にビニールテープなどでマーキングをしておき、全ての位置で所定の深さまで一様に削孔できるようにする。得られた削孔粉は可能であれば１４９μｍのふるい（ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１の標準ふるい）を通過するように粉砕する。なお、調査対象部材が飛来塩分の影響を受けると想定される場合には、予め所定の深さまで削孔し、部材表面からの距離をノギスなどで把握しておくと、部材断面内の塩分分布を求めることができる。
【００１４】
次に、塩分量簡易測法について説明する。先ず、電子天秤などを用いて試料容器に抽出水を注ぎ１０ｇを計量する。次に、採取した試料を１０ｇ計量し、抽出水を入れた試料容器に注いで十分に撹拌した後、静置する。試料を抽出水に注いで６０分経過してから試料容器の上澄み液に上記の塩分量簡易測定器（太平洋マテリアル株式会社製、商品名「カンタブ」）を浸し、黄色の検知部が濃青色に変化するまで待つ。検知部の色が変わったら塩分量簡易測定器の読み値から塩分量（％）を換算表に基づいて求める。得られた換算値に、測定時の水温に応じた係数を乗じて詳細分析結果へ換算する。求めた詳細値に単位容積質量を乗じて、コンクリート中の塩分量を算出し、規制値などと比較する。
【００１５】
上記の塩分量簡易測定法は、コンクリート中の塩分量を抽出するための抽出水温度（雰囲気温度）や抽出時間の影響を受けるため、各々の設定条件下で簡易測定法と詳細測定法とによる結果の比を予め求めておく必要がある。
【００１６】
図１〜図４は、抽出時間３０分、６０分、９０分、１２０分における抽出水温度５℃、２０℃、３５℃でのカンタブによる簡易測定結果とＪＣＩ法による詳細測定結果との関係を示している。いずれの場合においても両者は、高い相関係数ｒで直線（正比例）関係（ｙ＝ａｘ）にあり、各設定条件によって比例定数ａが異なっているのが判る。なお、図中、曝露実験とは、コンクリート中への塩分浸透量を把握するために別途行った実験を指し、図中のデータはこの実験で用いたコンクリート中に浸透した塩分量を測定したものである。
【００１７】
図５は、横軸に雰囲気温度（抽出水温度）、縦軸に比例定数ａをとったもので、両者の関係は指数関数もしくは逆比例直線で近似できる。また、図６は、各雰囲気温度における抽出時間と比例定数ａとの関係を示すが、これも温度との関係と同様に、指数関数もしくは逆比例直線で近似できる。
【００１８】
以上の結果に基づき、比例定数ａに関して雰囲気温度と抽出時間による重回帰分析を行った。その結果、重回帰式は以下のようになる。
【数１】
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【００１９】
図７は、比例定数ａとこれら重回帰式による比例定数ａとの関係を示している。決定係数ｒ２にもあるように、雰囲気温度と抽出時間の逆数による重回帰結果が最も相関性が良く、これによって任意の雰囲気温度と抽出時間における比例定数ａが得られ、この比例定数ａにカンタブによる簡易測定結果を乗じることで、５〜３５℃の任意の温度において、塩分の抽出時間３０分から１２０分の任意の時間において、ＪＣＩ法に準拠した詳細分析結果と同等の結果を求めることができる（換算することができる）。
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を説明する。本発明の硬化コンクリート中の塩分量測定法は、硬化コンクリートを削孔した削孔粉と抽出水を加え撹拌するのに際し、その混合溶液中に二酸化炭素ガスを充填し発泡させることを特徴としている。すなわち、硬化コンクリートからハンマードリルなどで削孔して得られたコンクリート粉末（ドリル削孔粉）と、塩素イオンを含まないよう精製した抽出水（精製水あるいは蒸留水）を容器内にて混合、攪拌した後、二酸化炭素ガス（ガスボンベに充填したものを使用）をこの混合液中に所定の時間送り込み、発泡（バブリング）させ、二酸化炭素を混合液中に溶解させる。
【００２１】
混合液に溶解した二酸化炭素によって、コンクリート中で固定化しているフリーデル氏塩を混合液溶液中に溶解させ、これを市販の簡易塩分測定器にて塩化物量として測定する。固定化された塩化物が水に溶解する結果、従来の簡易測定法によって、コンクリート中のほぼ全ての塩化物量が測定可能になる。また、送り込んだ二酸化炭素で混合液を発泡させることは、ドリル削孔粉と精製水を攪拌する効果も高めることになるため、より一層容易に塩化物の抽出が可能となる。なお、本測定法では、二酸化炭素ガスを用いるので、測定に対して危険性はなく、安全にかつ高精度な測定が可能である。
【００２２】
なお、フリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・１０Ｈ２Ｏ）と二酸化炭素の反応は化学式で示すと次のようになる。
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・１０Ｈ２Ｏ＋３ＣＯ２→３ＣａＣＯ３＋２Ａｌ（ＯＨ）３＋ＣａＣｌ２＋７Ｈ２Ｏ
【００２３】
図８は、本発明と従来の簡易測定法の実験結果を示し、横軸は詳細分析法による塩化物量（％）、縦軸は簡易測定法による塩化物量（％）を示している。
従来の簡易測定法で、コンクリートから塩分を抽出する温度（２０℃）と時間（６２分）とで定まる比例定数を乗じても十分な測定精度で塩化物量が得られなかった試料（図８中に●印で示す）に対しても、二酸化炭素ガスを用いた本発明の方法では、こうした比例定数を用いる（可溶性塩分量から全塩分量に換算する）ことなく、ＪＣＩ法により全塩分量とほぼ同等な結果（図８中に■印で示す）が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来の塩分量簡易測定器（カンタブ）を用い、現場において簡単、安価、短時間でコンクリート中の塩分量を高精度で測定することができる。
【００２５】
また、コンクリート中で固定化される塩分を二酸化炭素で溶解して測定するため、各種の硬化コンクリートに対して測定することができ、簡易測定法としての汎用性を拡大させることができる。
【００２６】
さらに、従来の簡易測定法では測定できなかった試料、例えば単位セメント量が多く、かつ高性能ＡＥ減水剤を用いたコンクリート（高強度コンクリートなど）に対して、従来の簡易測定法で測定すると、簡易測定器（カンタブ）の検知部が懸濁して測定できない場合があったが、本発明による二酸化炭素を用いた手法では懸濁することなく測定が可能になった（図８において、二酸化炭素ガスを用いた手法では、塩化物量が約０．０１５％が得られたが、従来の簡易測定法では懸濁して測定できなかった）。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の簡易測定結果と詳細測定結果との比較を示す図である。
【図２】従来の簡易測定結果と詳細測定結果との比較を示す図である。
【図３】従来の簡易測定結果と詳細測定結果との比較を示す図である。
【図４】従来の簡易測定結果と詳細測定結果との比較を示す図である。
【図５】雰囲気温度と回帰式の係数との関係を説明するための図である。
【図６】抽出時間と回帰式の係数との関係を説明するための図である。
【図７】比例定数と重回帰式による比例定数との関係を説明するための図である。
【図８】本発明の測定結果を示す図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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