(57)【要約】【課題】ドリルによって試料を採取した場合において、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できるコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法を提供する。【解決手段】コンクリート構造物をドリルによって削って得た試料中の骨材の割合を求め、この骨材の割合と、試料中の塩化物イオン濃度と、コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を求めるので、該試料中の骨材以外の部分、つまりセメントペースト部分が均一となっていなくても、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を測定する方法であって、
前記コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物から試料を採取し、
この試料中の骨材の割合を求め、
この骨材の割合と、前記試料中の塩化物イオン濃度と、前記コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を求めることを特徴とするコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法において、
前記試料中の骨材の割合を、試料中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合と、試料中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合と、分析によって得られた試料中に含まれている二酸化ケイ素の割合とに基いて求めることを特徴とするコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載のコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法において、
骨材に石灰岩を用いている場合は、
前記試料中の骨材の割合を、試料中のセメントペーストに含まれている酸化カルシウムの割合と、分析によって得られた試料中に含まれている酸化カルシウムの割合とに基いて求めることを特徴とするコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法。
【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中の塩化物イオン濃度測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既設のコンクリート構造物を適切に維持管理していくためには効率的で信頼性の高い検査手法を確立していく必要がある。
コンクリート構造物中の鉄筋の腐食劣化の要因の一つである塩害について検討するためには、コンクリート内の塩化物イオン量を測定する必要があるが、コンクリート内に含まれる塩分量は、一般にコア抜きした試料を粉砕し、これをＪＣＩ−ＳＣ４で分析し求めることができる。この手法に関しては、既に高い測定精度が確認されているものの、現場作業に時間がかかること、分析費用が高いことなどから、既設のコンクリート構造物に適用していくには数量的な制約を受けざるを得ない。
【０００３】
そこで、コア抜きした試料を蛍光Ｘ線分析法によって、塩化物イオン分析する方法も近年採用されてきている。
しかし、コア抜きした試料を得る場合、コンクリート構造物からこの円柱状の試料を切り出すために、コンクリート構造物の断面欠損が大きくなり、該構造物に与える影響が大きくなるとともに、コアの抜き出し、その後の補修等にも手間がかかる。
【０００４】
そこで、試料の採取方法として、コア抜きに代えて、ドリルによる試料採取の方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
この採取方法は、例えば直径２０ｍｍ程度のドリルで、既設のコンクリート構造物を削孔していき、削孔した際に生じるコンクリート切削屑を、削孔深さ１０ｍｍごとに採取する方法である。
そして、このようにして採取された試料を、乳鉢で細かくすりつぶして、コンクリート粉末を得、このコンクリート粉末を水に溶かしたうえで、５０℃の湯煎で１０分攪拌し、攪拌後の水溶液塩分量を分析器で測定することによって、コンクリート構造物に含まれている塩化物イオン量を測定する。
【非特許文献１】コンクリート工学年次論文集、Vol.24、No1、2002、1503頁〜1508頁  「海岸線付近にある鉄道構造物の塩分量調査と簡易測定法の適用性に対する検討」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなドリルによる試料の採取では、コンクリート構造物をドリルで削孔する際に、コンクリート中のセメント部分を通過する割合がまちまちである。つまり、ドリルがセメント部分をあまり貫通せず、ほとんど粗骨材を貫通していたり、全く粗骨材を貫通せず、セメント部分だけを貫通していたり、ある程度粗骨材を貫通していたりする。このため、得られた試料内の骨材以外の部分、つまりセメント部分が均一とならず、塩化物イオン量（塩化物イオン濃度）の分析結果に誤差を生じさせていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ドリルによって試料を採取した場合において、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できるコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を測定する方法であって、
前記コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物から試料を採取し、
この試料中の骨材の割合を求め、
この骨材の割合と、前記試料中の塩化物イオン濃度と、前記コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を求めることを特徴とする。
【０００８】
ここで、試料中の骨材の割合をRa(d)、コンクリート構造物中の骨材の割合をRa、試料中の塩化物イオンの濃度（重量％）をＣcl(d)とすると、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度（重量％）Ｃclは、
Ｃcl＝Ｃcl(d)・（１−Ra）／（１−Ra(d)）となる。
前記コンクリート構造物中の骨材の割合Raは、全試料の平均からもとめるが、配合設計図書を参考にしてもよい。また、試料中の塩化物イオンの濃度（重量％）Ｃcl(d)は、蛍光Ｘ線分析法によって測定することができる。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物から試料を採取した場合において、該試料中の骨材以外の部分、つまりセメントペースト部分が均一となっていなくても、試料中の骨材の割合を求め、この骨材の割合と、前記試料中の塩化物イオン濃度と、前記コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を求めるので、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法において、
前記試料中の骨材の割合を、試料中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合と、試料中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合と、分析によって得られた試料中に含まれている二酸化ケイ素の割合とに基いて求めることを特徴とする。
【００１１】
ここで、例えば、試料中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合を７０重量％、試料中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合を２１．５重量％と仮定し、試料中の骨材の割合をRa(d)、分析によって得られた試料中に含まれている二酸化ケイ素の割合をRsio2(d)とすると、
０．２１５（１−Ra(d)）＋０．７Ra(d)＝Rsio2(d)という関係式が成り立つので、この式からRa(d)を求めることができる。
なお、試料中に含まれている二酸化ケイ素の割合Rsio2(d)は、蛍光Ｘ線分析法によって測定することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、試料中の骨材の割合を、試料中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合と、試料中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合と、分析によって得られた試料中に含まれている二酸化ケイ素の割合とに基いて求めるので、試料中の骨材の割合を確実に得ることができる。したがって、
コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物から試料を採取した場合において、該試料中の骨材以外の部分、つまりセメントペースト部分が均一となっていなくても、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法において、
骨材に石灰岩を用いている場合は、
前記試料中の骨材の割合を、試料中のセメントペーストに含まれている酸化カルシウムの割合と、分析によって得られた試料中に含まれている酸化カルシウムの割合とに基いて求めることを特徴とする。
【００１４】
ここで、試料中のセメントペーストに含まれている酸化カルシウムの割合を６２重量％と仮定し、試料中の骨材の割合をRa(d)、分析によって得られた試料中に含まれている酸化カルシウムの割合をRcao(d)とすると、
０．６２（１−Ra(d)）＋Ra(d)＝Rcao(d)という関係式が成り立つので、この式からRa(d)を求めることができる。
なお、試料中に含まれている酸化カルシウムの割合Rcao(d)は、蛍光Ｘ線分析法によって測定することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、骨材に石灰岩を用いている場合に、試料中の骨材の割合を、試料中のセメントペーストに含まれている酸化カルシウムの割合と、分析によって得られた試料中に含まれている酸化カルシウムの割合とに基いて求めるので、試料中の骨材の割合を確実に得ることができる。したがって、コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物から試料を採取した場合において、該試料中の骨材以外の部分、つまりセメントペースト部分が均一となっていなくても、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、試料中の骨材の割合を求め、この骨材の割合と、試料中の塩化物イオン濃度と、コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を求めるので、コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物から試料を採取した場合においても、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法の実施の形態について説明する。
まず、既設のコンクリート構造物を直径２０ｍｍ程度のドリルによって削孔して、該コンクリート構造物から試料を採取する。
試料としては、最大直径０．１５ｍｍ以下に微粉砕したコンクリート粉末（以下ドリル粉末という。）を用いる。
【００１８】
ドリル粉末は、上皿天秤あるいは電子天秤を用いて、約２ｇを０．０１ｇのけたまではかり取る。化学天秤を用いてはかり取る場合には、ドリル粉末は１〜１０ｇの範囲で、０．１ｍｇのけたまではかり取る。試料は吸湿しないようにデシケータに保存する。
【００１９】
次に、ＪＩＳ  Ｒ  ２２１６  耐火煉瓦および耐火モルタルの蛍光Ｘ線分析方法に順じて、試料を分析する。
すなわちまず、１５０μｍ以下に粉砕されたドリル粉末を、所定の形にプレス成型する。
次に、蛍光Ｘ線分析装置にプレス成型した試料をセットし、ドリル粉末中に含まれている二酸化ケイ素の割合Rsio2(d)を求める。この際、あらかじめ湿式分析法により作製した検量線となる試料を標準物質とし、ドリル粉末のＸ線強度から二酸化ケイ素の割合を重量％表示として算出する。
【００２０】
次に、ドリル粉末（試料）中の骨材の割合を以下のようにして求める。
まず、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合を、表１から２１．５重量％とする。なお、センメントペースト中の二酸化ケイ素の割合は使用セメントのミルシートを参照すればよいが、設計図書がない場合は、表１から上述したように、２１．５重量％とする。
【表１】
2005077350.tif 000003
また、ドリル粉末中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合を７０重量％とする。これは、図書「配合推定試験方法（セメント協会法：Ｆ−１８）」に、各種骨材のSiO2 量が示されていて、わが国で一般的に使用されている安山岩と硬質砂岩の場合はおよそ７０±３重量％と読取ることができるので、骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合を約７０重量％とした。
【００２１】
このように、ドリル粉末中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合を７０重量％、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合を２１．５重量％と仮定し、ドリル粉末中の骨材の割合をRa(d)、分析によって得られたドリル粉末中に含まれている二酸化ケイ素の割合をRsio2(d)とすると、図１に示すように、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合と、ドリル粉末中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合との合計が、分析によって得られたドリル粉末中に含まれている二酸化ケイ素の割合Rsio2(d)になるので、
０．２１５（１−Ra(d)）＋０．７Ra(d)＝Rsio2(d)という関係式が成り立ち、この式からRa(d)を求めることができる。
【００２２】
上記のようにして、ドリル粉末中の骨材の割合Ra(d)を、ドリル粉末中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合（７０重量％）と、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合（２１．５重量％）と、上記蛍光Ｘ線分析法によって得られたドリル粉末中に含まれている二酸化ケイ素の割合Rsio2(d)とに基いて算出する。
【００２３】
次に、上記のようにして求めたドリル粉末中の骨材の割合Ra(d)と、ドリル粉末中の塩化物イオン濃度と、コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を算出する。
すなわち、ドリル粉末中の骨材の割合をRa(d)、コンクリート構造物中の骨材の割合をRa、ドリル粉末中の塩化物イオンの濃度（重量％）をＣcl(d)とすると、
コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度（重量％）Ｃclは、
Ｃcl＝Ｃcl(d)・（１−Ra）／（１−Ra(d)）となる。
ここで、コンクリート構造物中の骨材の割合Raは、配合推定試験から求めることが望ましいが、配合設計図書を参考にしてもよい。また、ドリル粉末中の塩化物イオンの濃度（重量％）Ｃcl(d)は、蛍光Ｘ線分析法によって測定する。
上記の式に、コンクリート構造物中の骨材の割合Ra、ドリル粉末中の塩化物イオンの濃度（重量％）Ｃcl(d)を代入することによって、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度（重量％）Ｃclを算出する。
【００２４】
例えば、表２に示すような配合のコンクリート構造物（実構造物コンクリート）からドリル粉末を採取したとする。仮に、そのドリル粉末の配合が表２に示すようなものであったとする。そのときの、実構造物コンクリートにおけるセメントペーストと骨材の比、ドリル粉末中におけるセメントペーストと骨材の比は、表３に示すように、
１−Ra＝（３００＋１５０）／２２５０＝０．２０
１−Ra(d)＝（３００＋１５０）／１８００＝０．２５
となる。
ここで、仮に、セメントペースト中の、１重量％が塩化物イオンだとすると、表３に示すように、実構造物コンクリート、ドリル粉末中における塩化物イオンの割合は、
０．２×１／１００＝０．００２
０．２５×１／１００＝０．００２５
と求まる。
そして、Ｃcl＝Ｃcl(d)・（１−Ra）／（１−Ra(d)）なる式の右辺に、
Ｃcl(d)＝０．００２５、１−Ra＝０．２０、１−Ra(d)＝０．２５を代入すると、
Ｃcl＝０．００２となり、塩化物イオン濃度が求まる。
【００２５】
【表２】
2005077350.tif 000004
【表３】
2005077350.tif 000005
【００２６】
以上のように本実施の形態によれば、コンクリート構造物をドリルによって削って、該コンクリート構造物からドリル粉末（試料）を採取した場合において、該ドリル粉末中の骨材以外の部分、つまりセメントペースト部分が均一となっていなくても、ドリル粉末中の骨材の割合を求め、この骨材の割合と、前記ドリル粉末中の塩化物イオン濃度と、前記コンクリート構造物中の骨材の割合とに基いて、該コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を算出するので、コンクリート構造物中の塩化物イオン濃度を正確に測定できる。
また、ドリル粉末中の骨材の割合を、ドリル粉末粉末中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合と、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合と、分析によって得られたドリル粉末中に含まれている二酸化ケイ素の割合とに基いて算出するので、ドリル粉末中の骨材の割合を確実に得ることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、ドリル粉末中の骨材の割合を、ドリル粉末中の骨材に含まれている二酸化ケイ素の割合と、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている二酸化ケイ素の割合と、分析（蛍光Ｘ線分析法）によって得られたドリル粉末中に含まれている二酸化ケイ素の割合とに基いて算出したが、骨材に石灰岩を用いている場合は、ドリル粉末中の骨材の割合を、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている酸化カルシウムの割合と、分析によって得られたドリル粉末中に含まれている酸化カルシウムの割合とに基いて算出する。
【００２８】
この場合、ドリル粉末中のセメントペーストに含まれている酸化カルシウムの割合を６２重量％と仮定し、ドリル粉末中の骨材の割合をRa(d)、分析によって得られたドリル粉末中に含まれている酸化カルシウムの割合をRcao(d)とすると、
０．６２（１−Ra(d)）＋Ra(d)＝Rcao(d)という関係式が成り立つので、この式からRa(d)を求めることができる。
この方法は、石灰岩を粗骨材と細骨材の両方に用いている場合に限って適用可能な方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のコンクリート構造物中の塩化物イオン濃度測定方法を説明するためのもので、ドリル粉末中の骨材やセメントペース中に含まれている二酸化ケイ素の割合を示す円グラフである。
【図１】
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