(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法であり、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得て、相対圧０．６における吸着時平衡含水率Ｗａと相対圧０．６における脱着時平衡含水率Ｗｄとにより得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．１以上である軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、前記ヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．０７５以下である軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと判定することを特徴とする軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法。
【請求項２】
前記一部について、窒素吸着により細孔径分布をさらに測定して、得られる細孔径分布を前記劣化履歴の指標に用い、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークが、０．０５ｍｌ／ｇ以下である軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと、かつ、０．０８ｍｌ／ｇ以上である軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと、それぞれ確認する、請求項１に記載の軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法。
【請求項３】
前記一部について、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定して、得られるＢＥＴ比表面積を前記劣化履歴の指標に用い、前記ＢＥＴ比表面積が、同一の方法で新たに製造された軽量気泡コンクリートから得られる前記ＢＥＴ比表面積と比して、小さい軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと、かつ、大きい軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと、それぞれ確認する、請求項１に記載の軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法に関し、特に、建築物の壁、屋根または床などに使用される軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネルの劣化履歴判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＬＣは、珪石等の珪酸質原料と、セメントや生石灰等の石灰質原料とを主原料とし、これらの微粉末に水とアルミニウム粉末等の添加物を加えてスラリー状とした後、アルミニウム粉末の反応により発泡し、石灰質原料の反応により半硬化させ、所定寸法に成形した後、オートクレーブによる高温高圧水蒸気養生を行うことにより、製造されている。また、予めＡＬＣパネルには補強用鉄筋が配置されており、ＡＬＣパネルの強度保持に寄与している。ＡＬＣパネルは、軽量で、耐火性、断熱性および施工性に優れているため、建築材料として広く使用されている。
【０００３】
ＡＬＣパネルは、十分に水蒸気養生されているために、元来、耐久性は高いが、数十年という長期間の耐久性において、一番の課題が、空気中の炭酸ガスと反応および分解することによる炭酸化劣化である。炭酸化劣化は、ＡＬＣパネルにひび割れ、たわみ、収縮または強度低下などの劣化現象をもたらすことがある。これらの劣化現象は、通常のＡＬＣパネルに施される仕上げの下に隠れるため、目視確認できない。このため、本発明者らは、特許第３４５１６１６号公報、特許第３４５１６１７号公報および特許第３４７８１６０号公報に記載されているように、少量のサンプルを採取して、化学的な分析方法である炭酸化度を指標とした診断方法を提案している。しかし、炭酸化度のみでは、十分とはいえなかった。
【０００４】
【特許文献１】特許３４５１６１６号公報
【０００５】
【特許文献２】特許３４５１６１７号公報
【０００６】
【特許文献３】特許３４７８１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、経年使用されたＡＬＣパネルの耐久性を、総合的にかつ詳細に判定することができるＡＬＣの劣化履歴判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法の一態様では、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得て、得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシスの大きさを、前記軽量気泡コンクリートにおける劣化履歴とする。
【０００９】
本発明の経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法の異なる態様では、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得て、相対圧０．６における吸着時平衡含水率Ｗａと相対圧０．６における脱着時平衡含水率Ｗｄとにより得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．１以上である軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、前記ヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．０７５以下である軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと判定する。
【００１０】
本発明の経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法の異なる態様では、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、窒素吸着により細孔径分布を測定して、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークを、前記軽量気泡コンクリートにおける劣化履歴とする。
【００１１】
本発明の経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法の異なる態様では、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、窒素吸着により細孔径分布を測定して、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークが、０．０５ｍｌ／ｇ以下である軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、０．０８ｍｌ／ｇ以上である軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと判定する。
【００１２】
本発明の経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法の異なる態様では、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定して、得られるＢＥＴ比表面積を、前記軽量気泡コンクリートにおける劣化履歴とする。
【００１３】
本発明の経年使用された軽量気泡コンクリートの劣化履歴判定方法の異なる態様では、該軽量気泡コンクリートから採取した一部について、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定して、得られる前記ＢＥＴ比表面積が、同一の方法で新たに製造された軽量気泡コンクリートから得られる前記ＢＥＴ比表面積と比して、小さい軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、大きい軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと判定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、経年使用されたＡＬＣパネルの一部を採取したサンプルから、劣化履歴を判定することができる。得られる劣化履歴に、炭酸化度による判定を加えることで、経年使用されたＡＬＣパネルの耐久性を、総合的にかつ詳細に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者らのその後の研究から、緩やかに炭酸化劣化が進むことにより、緩やかな劣化履歴を経た場合には、炭酸化度が高くなっても建築部材としてＡＬＣパネルの劣化は顕著でなく、逆に、急激に炭酸化劣化が進むことにより、急激な劣化履歴を経た場合には、炭酸化度が低い段階から建築部材としてＡＬＣパネルの劣化が顕著であることが分かった。本明細書において、緩やかに炭酸化劣化が進む状態とは、雰囲気が、通常の空気中の炭酸ガス濃度である０．０３容積％程度の炭酸ガス濃度であり、かつ、ＡＬＣパネルに水分が侵入しない気乾状態である。これとは反対に、急激に炭酸化劣化が進む状態とは、雰囲気が、通常の空気中の炭酸ガス濃度に対して１０倍以上である０．３容積％以上の炭酸ガス濃度であるか、もしくは、ＡＬＣパネルに水分が浸入し、ＡＬＣパネルの含水率が１０質量％以上になる状態である。
【００１６】
本発明者らのサンプル調査から、炭酸化度とパネル表面のひび割れの有無との関係については、表１に示すように、緩やかな劣化履歴を経たＡＬＣパネルは、炭酸化度が５０％を超えた段階からひび割れが発生し、急激な劣化履歴を経たＡＬＣパネルパネルは、炭酸化度３５％で既にひび割れが発生することが分かった。つまり、ＡＬＣパネルの炭酸化劣化の程度を正確に判定するには、炭酸化度だけでなく、劣化履歴を判定する必要があることが分かる。
【００１７】
【表１】
0004610479.tif 000002
【００１８】
本発明のＡＬＣの劣化履歴判定方法の一態様では、経年使用されたＡＬＣから採取した一部について、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得て、得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシスの大きさを、前記ＡＬＣにおける劣化履歴とする。
【００１９】
さらに、相対圧０．６における吸着時平衡含水率Ｗａと相対圧０．６における脱着時平衡含水率Ｗｄとにより得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．１以上である軽量気泡コンクリートは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、前記ヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．０７５以下である軽量気泡コンクリートは、急激な劣化履歴を経たと判定する。
【００２０】
ヒステリシスの定量化については、脱着側と吸着側の差分の面積を算出する方法や、任意の相対圧における脱着側と吸着側の吸着量の差や比率を算出する方法などが、一般的である。脱着側と吸着側の差分の面積を算出する方法は、誰もが容易に実施できるものでなく、高圧側をどこまで測定するかという測定条件による影響を大きく受ける。一方、任意の相対圧における脱着側と吸着側の吸着量の差や比率を算出する方法は、簡便であるが、設定する相対圧が重要であり、０．３以下の相対圧ではヒステリシスが、通常、見られず、０．８以上の相対圧では測定条件による変動の影響が強くなる。そこで、本発明においては、誰もが容易に実施でき、かつ、変動の少ない相対圧０．６における平衡含水率の比率から求める方法を採用した。
【００２１】
従って、好ましい態様として、相対圧０．６における吸着時平衡含水率Ｗａと相対圧０．６における脱着時平衡含水率Ｗｄとにより得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）によって定量化するが、ヒステリシスの評価方法はこれに限定されない。ヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）が０．１以上であるＡＬＣは、前述のように、炭酸化度５０％を超えた段階からひび割れが発生し、０．０７５以下であるＡＬＣは、炭酸化度３５％で既にひび割れが発生する。
【００２２】
本発明のＡＬＣの劣化履歴判定方法の異なる態様では、経年使用されたＡＬＣから採取した一部について、窒素吸着により細孔径分布を測定して、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークを、前記ＡＬＣにおける劣化履歴とする。
【００２３】
さらに、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークが、０．０５ｍｌ／ｇ以下であるＡＬＣは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、０．０８ｍｌ／ｇ以上であるＡＬＣは、急激な劣化履歴を経たと判定する。
【００２４】
細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークが、０．０５ｍｌ／ｇ以下であるＡＬＣは、前述のように、炭酸化度５０％を超えた段階からひび割れが発生し、０．０８ｍｌ／ｇ以上であるＡＬＣは、炭酸化度３５％で既にひび割れが発生する。
【００２５】
本発明のＡＬＣの劣化履歴判定方法の異なる態様では、経年使用されたＡＬＣから採取した一部について、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定して、得られるＢＥＴ比表面積を、前記ＡＬＣにおける劣化履歴とする。
【００２６】
さらに、得られる前記ＢＥＴ比表面積が、同一の方法で新たに製造されたＡＬＣから得られる前記ＢＥＴ比表面積と比して、小さいＡＬＣは、緩やかな劣化履歴を経たと判定し、かつ、大きいＡＬＣは、急激な劣化履歴を経たと判定する。
【００２７】
得られるＢＥＴ比表面積が、同一の方法で新たに製造されたＡＬＣから得られる前記ＢＥＴ比表面積と比して、小さいＡＬＣは、前述のように、炭酸化度５０％を超えた段階からひび割れが発生し、大きいＡＬＣは、炭酸化度３５％で既にひび割れが発生する。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
新品ＡＬＣから採取した一部について、ガス吸着測定装置（日本ベル株式会社製、ＢＥＬＳＯＲＰ−１８ＰＬＵＳ−Ｔ）を用いて、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。得られた水蒸気吸着等温線を、図１および図２に示す。
【００２９】
図から、相対圧０．６における吸着時平衡含水率Ｗａと相対圧０．６における脱着時平衡含水率Ｗｄとにより得られる水蒸気吸着等温線の持つヒステリシス（１−Ｗａ／Ｗｄ）を算出したところ、０．０３４であった。
【００３０】
さらに、窒素吸着式細孔径測定装置（株式会社アムコ製、ソープトマチック）を使用して、窒素吸着により細孔径分布を測定した。得られた細孔径分布を、図３および図４に示す。細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークは、０．０５ｍｌ／ｇであった。
【００３１】
さらに、窒素吸着式表面積測定装置（株式会社アムコ製、ソープトマチック）を使用して、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積は、２０．４ｍ２／ｇであった。測定結果を、表２に示す。
【００３２】
（実施例２）
実施例１と同じ製造方法で得られたＡＬＣパネルについて、平均相対湿度が約９０％、かつ、大気中炭酸ガス濃度（約０．０３％）の雰囲気中で、含水率１０〜１５質量％の試験体を、６ヶ月、静置したＡＬＣパネルから採取した一部について、実施例１と同様に、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。
【００３３】
炭酸化度を前述の特許第３４５１６１６号公報を参照して測定したところ、２５％であった。得られた水蒸気吸着等温線を、図１に示す。図１からヒステリシスの大きさを算出したところ、０．０４９であった。
【００３４】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着により細孔径分布を測定した。得られた細孔径分布を、図３に示す。細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークは、０．０９ｍｌ／ｇであった。
【００３５】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積を、表２に示す。
【００３６】
（実施例３）
実施例１と同じ製造方法で得られたＡＬＣパネルについて、平均相対湿度が約６５％、かつ、炭酸ガス濃度０．３％の雰囲気中で、含水率３〜５質量％の試験体を、６ヶ月、静置したＡＬＣパネルから採取した一部について、実施例１と同様に、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。
【００３７】
炭酸化度を前述の特許第３４５１６１６号公報を参照して測定したところ、５０％であった。得られた水蒸気吸着等温線を、図１に示す。図１からヒステリシスの大きさを算出したところ、０．０６５であった。
【００３８】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着により細孔径分布を測定した。得られた細孔径分布を、図３に示す。細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークは、０．２２ｍｌ／ｇであった。
【００３９】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積を、表２に示す。
【００４０】
（実施例４）
実施例１と同じ製造方法で得られたＡＬＣパネルについて、平均相対湿度が約９０％、かつ、炭酸ガス濃度０．３％の雰囲気中で、含水率１０〜１５質量％の試験体を、６ヶ月、静置したＡＬＣパネルから採取した一部について、実施例１と同様に、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。
【００４１】
炭酸化度を前述の特許第３４５１６１６号公報を参照して測定したところ、６０％であった。得られた水蒸気吸着等温線を、図１に示す。図１からヒステリシスの大きさを算出したところ、０．０７３であった。
【００４２】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着により細孔径分布を測定した。得られた細孔径分布を、図３に示す。細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークは、０．２８ｍｌ／ｇであった。
【００４３】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積を、表２に示す。
【００４４】
（実施例５）
実施例１と同じ製造方法で得られたＡＬＣパネルについて、平均相対湿度が約６５％、かつ、大気中炭酸ガス濃度（約０．０３％）の雰囲気中で、含水率３〜５質量％の試験体を、１０年、静置したＡＬＣパネルから採取した一部について、実施例１と同様に、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。
【００４５】
炭酸化度を前述の特許第３４５１６１６号公報を参照して測定したところ、３０％であった。得られた水蒸気吸着等温線を、図２に示す。図２からヒステリシスの大きさを算出したところ、０．１０６であった。
【００４６】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着により細孔径分布を測定した。得られた細孔径分布を、図４に示す。細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークは、０．０４ｍｌ／ｇであった。
【００４７】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積を、表２に示す。
【００４８】
（実施例６）
実施例１と同じ製造方法で得られたＡＬＣパネルについて、平均相対湿度が約６５％、かつ、大気中炭酸ガス濃度（約０．０３％）の雰囲気中で、含水率３〜５質量％の試験体を、２２年、静置したＡＬＣパネルから採取した一部について、実施例１と同様に、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。
【００４９】
炭酸化度を前述の特許第３４５１６１６号公報を参照して測定したところ、５０％であった。得られた水蒸気吸着等温線を、図２に示す。図２からヒステリシスの大きさを算出したところ、０．１５０であった。
【００５０】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積を、表２に示す。
【００５１】
（実施例７）
実施例１と同じ製造方法で得られたＡＬＣパネルについて、平均相対湿度が約６５％、かつ、大気中炭酸ガス濃度（約０．０３％）の雰囲気中で、含水率３〜５質量％の試験体を、３０年、静置したＡＬＣパネルから採取した一部について、実施例１と同様に、吸着時と脱着時の水蒸気吸着等温線を得た。
【００５２】
炭酸化度を前述の特許第３４５１６１６号公報を参照して測定したところ、５９％であった。得られた水蒸気吸着等温線を、図２に示す。図２からヒステリシスの大きさを算出したところ、０．２５１であった。
【００５３】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着により細孔径分布を測定した。得られた細孔径分布を、図４に示す。細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの細孔のピークは、０．０３ｍｌ／ｇであった。
【００５４】
さらに、実施例１と同様に、窒素吸着によりＢＥＴ比表面積を測定した。得られたＢＥＴ比表面積を、表２に示す。
【００５５】
【表２】
0004610479.tif 000003
【００５６】
図１および図２に示したように、水蒸気吸着等温線におけるヒステリシスは、脱着時の平衡含水率が吸着時よりも高く、かつ、相対圧力（Ｐ／Ｐｓ）が０．４付近で閉じ、差が小さくなる。急激な劣化履歴である実施例２〜４では、ヒステリシスがほとんど見られず、緩やかな劣化履歴である実施例５〜７では、典型的なヒステリシスを持っていた。
【００５７】
図３および図４に示したように、窒素吸着による細孔径分布においては、急激な劣化履歴である実施例２〜４では、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの領域に、顕著なピークを示すが、緩やかな劣化履歴である実施例５〜７では、細孔径が０．５ｎｍ〜５ｎｍの領域に、ピークが全く見られない。
【００５８】
表２に示したように、急激な劣化履歴である実施例２〜４では、新品ＡＬＣである実施例１よりも、ＢＥＴ比表面積が大きく、緩やかな劣化履歴である実施例５〜７では、ＢＥＴ比表面積が小さい。
【００５９】
ＡＬＣの主要鉱物は、トバモライトと原料から残留する珪石および石こうなどであり、これらの分量や、オートクレーブによる養生の状態によって、新品ＡＬＣであってもＢＥＴ比表面積は異なる値となる。また、炭酸化劣化によってＢＥＴ比表面積が変化するのはトバモライトであり、珪石と石こうのＢＥＴ比表面積は、ほとんど変化しない。従って、ＢＥＴ比表面積の絶対値で判定するのは適当でなく、同じ条件で製造された新品ＡＬＣに対して、ＢＥＴ比表面積が大きいか、小さいかにより、劣化履歴を判定する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】水蒸気吸着等温線を示すグラフである。
【図２】水蒸気吸着等温線を示すグラフである。
【図３】窒素吸着により細孔径分布を示すグラフである。
【図４】窒素吸着により細孔径分布を示すグラフである。
【図１】
0004610479.tif 000004
【図２】
0004610479.tif 000005
【図３】
0004610479.tif 000006
【図４】
0004610479.tif 000007