(57)【要約】【課題】  コンクリート表面に発生した破面が、発生してからどれくらい経過したものであるかの破面の新鮮度を予測できるようにする。【解決手段】  大気に未接触のコンクリートを大気に接触させた以降のコンクリート表面の水分量の変化を経時的に測定して水分量変化の検量線を作成する一方、コンクリート表面に発生している破面の水分量を測定し、該測定した破面の水分量を前記作成した検量線に当てはめることで破面の新鮮度を予測するようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気に未接触のコンクリートを大気に接触させた以降のコンクリート表面の水分量の変化を測定する一方、コンクリート表面に発生している破面の水分量を測定し、該測定した破面の水分量を前記未接触コンクリートの水分量の変化に当てはめることで破面の新鮮度を予測するようにしたことを特徴とするコンクリート破面の新鮮度予測方法。
【請求項２】
入力手段と、演算手段と、表示手段と、大気に未接触のコンクリートを大気に接触させた以降のコンクリート表面の水分量の変化を記憶する記憶手段と、コンクリート表面に発生している破面の水分量を測定し、該測定した破面の水分量を前記未接触コンクリートの水分量の変化に当てはめることで破面の新鮮度を予測する予測手段とを備えたことを特徴とするコンクリート破面の新鮮度予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル等の構造物やビル等の建築物などに使用されるコンクリート表面に生じた破面の新鮮度予測方法および予測装置の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
こんにち、コンクリートは耐久性や工学的強度に優れるため様々な分野において用いられている。このようなコンクリートは、用いたセメントの種類だけでなく、混入した骨材の種類や量等の各種条件によって耐久性や強度が異なるものとなり、場合によっては施工後、短期間のうちに劣化が進行して亀裂が入り、表面から破壊が進行することもある。そして、このようなコンクリート破面を発見した場合に、該破面が発生してからの経過時間、つまり破面の新鮮度を知ることは、コンクリートの表面（壁面）管理において重要なことの一つである。
一方、コンクリートは、材料であるセメントがアルカリ性物質であることから、コンクリート表面が大気に接触すると、該接触した時点からコンクリート中のアルカリ成分が大気中に含まれる二酸化炭素と反応して中性化が進行していくことが知られており、これを利用してコンクリートの劣化度合いについて、コンクリートの中性化程度を測定することで予測するようにした予測方法が知られている。
ところで、コンクリート表面に破面が発生した場合、該破面は発生した時点から大気に接触することになる。そこで破面の中性化程度を測定することで破面の新鮮度を予測することが提唱されるが、コンクリートの中性化速度は、通常の条件下でも１年に１ｍｍ以下と極めて緩慢である。このため、コンクリート表面に破面が発生してから間もないものは、中性化度合いも僅かであって測定することは事実上難しいのが実情である。
これに対し、コンクリートの劣化度合いを、弾性振動を与えて予測する方法（例えば特許文献１）、音波を与えて予測する方法（例えば特許文献２）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−３３７０７７号公報
【特許文献２】特開２００３−４７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら前記弾性振動や音波を与えて予測するものは、あくまでもコンクリート自体の劣化を予測するものであって、コンクリート破面の発生時期を予測するものではなく、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記のような実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、大気に未接触のコンクリートを大気に接触させた以降のコンクリート表面の水分量の変化を測定する一方、コンクリート表面に発生している破面の水分量を測定し、該測定した破面の水分量を前記未接触コンクリートの水分量の変化に当てはめることで破面の新鮮度を予測するようにしたことを特徴とするコンクリート破面の新鮮度予測方法である。
請求項２の発明は、入力手段と、演算手段と、表示手段と、大気に未接触のコンクリートを大気に接触させた以降のコンクリート表面の水分量の変化を記憶する記憶手段と、コンクリート表面に発生している破面の水分量を測定し、該測定した破面の水分量を前記未接触コンクリートの水分量の変化に当てはめることで破面の新鮮度を予測する予測手段とを備えたことを特徴とするコンクリート破面の新鮮度予測装置である。
【発明の効果】
【０００５】
そして本発明は、これらのようにすることで、コンクリート表面に発生して間もない破面の新鮮度を簡単に予測することができ、コンクリートの壁面管理が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、コンクリート表面に発生した破面について、破面が発生してからの経過時間、つまり新鮮度を、コンクリート表面の水分量を測定することで予測するものである。コンクリート中には、粘土鉱物や水酸化カルシウムに結晶水として化学的に強固に結合している水と、化学的に結合していないか、あるいはごく弱く拘束され、コンクリート中に存在している自由な水とがあるが、このことは、コンクリートを示差熱分析した結果から明らかである。つまり図１は、施工後、１０年ほど経過した構造物から採取したコンクリートを示差熱分析した結果であって、これによると、濡れ状態のコンクリート、乾燥状態のコンクリートとも測定開始から次第に質量欠損を生じ、濡れ状態のコンクリートは測定開始から約２７分のところ、乾燥状態のコンクリートは約２３分のところで湾曲状の極小状態になり、ついで濡れ状態のコンクリートは約３２分のところ、乾燥状態のコンクリートは約２８分のところで質量曲線が極大状態になる変化が観測された。この結果から、前記極小状態に至るまでは前記自由な水がコンクリートから離脱（遊離）することによる質量欠損であり、極大値以降については結晶水がコンクリートから脱離することによる質量欠損であると推定される。そしてこの場合、前記自由な水が離脱することで、濡れ状態のコンクリートについては３．８３％、乾燥状態のコンクリートについては３．４７％の質量欠損があることが認められた。
【０００７】
このようなコンクリートの挙動を根拠にし、コンクリート中に含まれる前記自由な水は、大気に接触（ばく露）した時点から大気中の水蒸気圧と平衡を保ちながら次第に蒸発していくと考えられる。そこで、大気に未接触のコンクリートを採取し、これを採取場所の環境条件下において水分量の変化を観測して検量線（基準曲線）を決定する一方、コンクリートの破面部位を試料として採取し、該採取した試料の水分量を観測し、前記検量線に当てはめることで、破面が発生してからの経過時間、つまり破面の新鮮度を予測（推定）できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、破面を発見した時点で、該破面部位のコンクリートを試料として採取すると供に、その近傍の大気に未接触のコンクリート（コンクリート表面を削り取る等することで容易に入手できる）を採取し、両者の水分量変化を観測し、未接触コンクリートの水分量変化を示す検量線を求める一方、該検量線に破面部位の水分量を当てはめることで、破面が発生してからどれくらい経過しているか、つまり破面の新鮮度を予測できるが、予め大気に未接触のコンクリートを採取して検量線を作成しておき、そしてコンクリート破面の水分量を前記検量線に当てはめることで、破面が発生してからどれくらい経過しているかについて予測することもできる。
また、条件が許すならば、試料採取をすることなく、コンクリート破面の発生場所で、未接触コンクリートの水分量の測定と破面の水分量の測定とを直接行うこともできる。
【０００９】
本発明を実施するにあたり、前記自由な水のコンクリートからの離脱速度は、採取部位の環境に大きく左右され、特に温度、湿度に敏感である。このため、より正確なコンクリート破面の新鮮度を予測するには、コンクリートが置かれている環境にできるかぎり近い条件で水分量を測定することが要求され、環境変化が年間を通して大きいところでは、破面発生を確認したとき、破面部位のコンクリートと大気に未接触のコンクリートとを、採取部位の環境をできるだけ再現しながら両者の水分量を同時的に観測することがる好ましいが、海底トンネル等の土被りが厚かったり、水深が深いトンネルや大深度地下のようなところでは環境変化が年間を通して僅かなところがあり、このような場所では、一度作成した検量線をそのまま使用することができる。
【００１０】
また本発明を実施するにあたり、コンクリート表面の水分量の測定が必要になるが、試料採取をして別の箇所で水分量の測定をする場合、採取現場の再現を図る必要があり、そこで採取現場の湿度（平均湿度）、温度（平均温度）に設定したデシケーター等の容器に入れ、水分量の測定が必要になる。水分量の測定は、種々の方法があるが、例えばカール・フィッシャー試薬を用いる方法がある。
【００１１】
さらに本発明においては、コンクリート破面の新鮮度を、パーソナルコンピューターを用いて予測することもできる。図３に示すように、入力手段１、表示装置２、マイクロコンピューターを備えた装置本体３とからなり、該装置本体３には演算部４、記憶部５等が設定されている。そして入力手段１を介して大気未接触コンクリートの水分量の変化情報を入力して検量線を作成し、これを記憶させる一方、破面の水分量の変化情報を入力し、該破面部位の当初の水分量を前記検量線に代入することで破面の新鮮度を演算するようにし、これによって簡単な新鮮度の予測ができることになる。
【実施例】
【００１２】
次に、本発明を具体的に実施した例について説明する。ある長いトンネルの奥深いところのコンクリート表面に破面があることが発見され、そこで破面部位を試料（複数個）として採取すると供に、該採取位置近傍のコンクリート表面を剥ぎ取って大気に未接触状態のコンクリート試料を採取（複数個）した。この採取場所での湿度は７０％、温度は２５℃であった。そこで前記採取した試料を湿度７０％、温度２５℃になるよう設定したデシケーター中に入れ、試料表面の水分量を経時的に測定した。水分量（％）の測定にはカール・フィッシャー法を用いた。そして水分量の経時的な測定値をプロットしたのが図２である。
【００１３】
図２において、実線は大気未接触状態であったコンクリートの水分量の平均値の変化をプロットしたものであり、一点鎖線は破面部位の水分量の平均値をプロットしたものである。このグラフ図から、大気未接触状態のコンクリートを大気に接触させた場合、当初、約０．７５％の水分量であったものが、次第に水分量が少なくなっていき、大気と接触開始から約４５０時間（ｈ）経過したあたりで水分量が約０．３％となり、以降、殆ど変化がなくなった。これに対し、破面部位の水分量は、当初約０．５％であったものが次第に減少していき、約３５０時間あたりで水分量が０．３％となり、以降、殆ど変化がなくなった。
前記破面部位の水分量の測定曲線を、右側に平行移動して大気未接触状態であったコンクリートの水分量変化曲線に重ねたところ、よく一致していることが確認され、このことから、破面部位と大気未接触部位との各コンクリートは同じような挙動で水分離脱をしているものであることが推測され、そこで破面部位の測定当初の水分量を大気未接触状態のコンクリートの水分量に当てはめると、約８５時間経過したものとなり、このことから前記破面の新鮮度は、発生後、約８５時間経過したものであると予測することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】コンクリートの示差熱分析をした測定図である。
【図２】コンクリートの水分量変化をプロットしたグラフ図である。
【図３】コンクリートの新鮮度測定装置の概略ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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