(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竣工時においてコンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルを予め設定すると共に、各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間を予め設定し、
前記コンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルと、前記各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間とに基づいて、コンクリート打設後の時間ゼロから任意の時間までの期間について、換気量やアンモニア発生量などの経時変化を考慮して予測する部屋の任意の時間におけるアンモニアガス濃度を下記に示す式１〜式４に基づいて求め、コンクリートに求められるコンクリートから発生するアンモニアガス発生量の許容量を設定し、
コンクリートの鉄滓スラグの添加量が少なく、チタン石膏、排脱石膏などの天然二水石膏以外の石膏を添加したセメントを用いること、アンモニアイオンの含有率が１００μｇ／ｇ以下のＡＥ減水剤あるいは高性能減水剤を用いること、１５０ｐｐｍ以下のアンモニアイオン含有率の細骨材をｓ／ａ＝５５％以下の範囲で用いること、コンクリートにアンモニアガス低減用混和剤を添加することによって、コンクリートから発生するアンモニアガス発生量を前記設定値以下とする
ことを特徴とするコンクリート構造物からのアンモニアガス低減方法。
Ｎex（ｔ）＝αexp（−βｔ）  ・・・式３
ここで、α，βはコンクリート材料種別による発生強度と発生速度を表す係数である。
Ｎ（ｔ）は一定の試験条件で、試験体を用いて求められた単位面積当たりのアンモニアガス発生量Ｎex（ｔ）を表わす。
次に、式３に、試験体と実際の環境条件の差を補正する係数ｋeを導入して、式４の補正式を算出する。
Ｎ（ｔ）＝ｋeαexp（−βｋeｔ）  ・・・式４
ここで、ｋeの値は実験法の評価方法にも依存するが、通常０．１〜１．０の間の値を取る。
次に、式４を式２に代入して任意の時間におけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量Ｓ（ｔ）を得る。
Ｓ（ｔ）＝ＡcＮ（ｔ）  ・・・式２
Ａc：コンクリートの部屋に面する面積
Ｎ（ｔ）は任意の時間におけるコンクリートの単位面積当たりのアンモニアガス発生量である。
次に、式２を式１に代入して室内のアンモニアガス濃度を求める。
ＣiＶr＝Ｃi-1Ｖr＋ｋ（ｑ0Ｃ。−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ  ・・・式１
Ｃi，Ｃi-1：対象としている時間ｉあるいはｉ−１における室内アンモニアガス濃度
Ｖr：室容量
ｑi：取入れ外気量と漏入量の和
ｑ0：排出空気量と漏出量の和
（但し、ｑi＝ｑ。）
Ｓ（ｉ）：対象としている時間ｉにおけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量
Ｒ：室内自然消失量
【請求項２】
竣工時においてコンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルを予め設定すると共に、各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間を予め設定し、
前記コンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルと、前記各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間とに基づいて、コンクリート打設後の時間ゼロから任意の時間までの期間について、換気量やアンモニア発生量などの経時変化を考慮して予測する部屋の任意の時間におけるアンモニアガス濃度を下記に示す式１〜式４に基づいて求め、コンクリートに求められるコンクリートから発生するアンモニアガス発生量の許容量を設定し、
コンクリートの鉄滓スラグの添加量が少なく、チタン石膏、排脱石膏などの天然二水石膏以外の石膏を添加したセメントを用いること、アンモニアイオンの含有率が１００μｇ／ｇ以下のＡＥ減水剤あるいは高性能減水剤を用いること、１５０ｐｐｍ以下のアンモニアイオン含有率の細骨材をｓ／ａ＝５５％以下の範囲で用いること、コンクリートにアンモニアガス低減用混和剤を添加することによって、コンクリートから発生するアンモニアガス発生量を低減し、
さらに、対象となる部屋の大きさからアンモニアガスの総量を下記の式５から求め、これを吸収できるシートの吸着量から計算してアンモニアガス吸着固定シートを貼付けることによってコンクリートから発生するアンモニアガス発生量を前記設定値以下とする
ことを特徴とするコンクリート構造物からのアンモニアガス低減方法。
Ｎex（ｔ）＝αexp（−βｔ）  ・・・式３
ここで、α，βはコンクリート材料種別による発生強度と発生速度を表す係数である。
Ｎ（ｔ）は一定の試験条件で、試験体を用いて求められた単位面積当たりのアンモニアガス発生量Ｎex（ｔ）を表わす。
次に、式３に、試験体と実際の環境条件の差を補正する係数ｋeを導入して、式４の補正式を算出する。
Ｎ（ｔ）＝ｋeαexp（−βｋeｔ）  ・・・式４
ここで、ｋeの値は実験法の評価方法にも依存するが、通常０．１〜１．０の間の値を取る。
次に、式４を式２に代入して任意の時間におけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量Ｓ（ｔ）を得る。
Ｓ（ｔ）＝ＡcＮ（ｔ）  ・・・式２
Ａc：コンクリートの部屋に面する面積
Ｎ（ｔ）は任意の時間におけるコンクリートの単位面積当たりのアンモニアガス発生量である。
次に、式２を式１に代入して室内のアンモニアガス濃度を求める。
ＣiＶr＝Ｃi-1Ｖr＋ｋ（ｑ0Ｃ。−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ  ・・・式１
Ｃi，Ｃi-1：対象としている時間ｉあるいはｉ−１における室内アンモニアガス濃度
Ｖr：室容量
ｑi：取入れ外気量と漏入量の和
ｑ0：排出空気量と漏出量の和
（但し、ｑi＝ｑ。）
Ｓ（ｉ）：対象としている時間ｉにおけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量
Ｒ：室内自然消失量
Ｃi＝Ｃi-1＋｛ｋ（ｑ0Ｃ0−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ｝／Ｖｒ・・・式５
このうち、右辺の分数の分子が、コンクリート壁面からのアンモニアガス発生量（Ｓ（ｉ））と自然消失量（Ｒ）および換気による変動（ｑ0Ｃ0−ｑiＣi）の収支を含めたアンモニアガスの“総量”となる。
式１では、任意の時間におけるアンモニアガス濃度（Ｃｉ）の予測式が示されているが、左辺はＣｉ×Ｖｒ（Ｖｒ：部屋の室容積）となっており室内全体のアンモニアガスの“量”を示す形になっている。
そこで、式１の両辺をＶｒで除して変形することで式５が求められる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物からのアンモニアガス低減方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、油絵などの美術品は、空気中のアンモニアガスの存在によって変色したりすることが知られている。
特に、美術館などの建設工事においては、打設したコンクリートから長期にわたり微量であるが、アンモニアガスの発生が大きな問題となっており、こうしたアンモニアガスの低減技術の確立が強く求められている。
【０００３】
一般的には、美術館、博物館の建設工事では、美術品に対するアンモニアガスの影響が少なくなるように、２年程度の長期の枯らし期間を設けている。この枯らし期間は、コンクリートが十分に乾燥し、アンモニアガスの発生量が十分に低減するまで行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、美術館建設後、所要の枯らし期間が要求されることは、建設コストや美術館運営上の観点からも効率的でないことは明らかである。
【０００５】
また、アンモニアガスを吸着除去するフィルターなどを、開館後設置して空気質環境を調整する方法が取られる場合がある。
しかし、現状においては、コンクリートから発生するアンモニアガスの定量的な評価に基づいた対策となっていないために、低減対策として効率的でなかったり、十分な効果が得られない場合がある。
【０００６】
さらに、コンクリート工事以後、コンクリート表面にアンモニアガスを吸着する壁紙やボードを取り付ける方法や、ケミカルフィルターなどにアンモニアガスを補足する方法なども対策として取られている。
しかし、意匠上あるいは建築物の機能上の問題で、コンクリート表面の全てにこうしたアンモニアガス吸着シートを貼ることが困難であったり、ケミカルフィルターを用いた換気設備のような高価な設備を投入できない場合も往々にしてある。
【０００７】
また、コンクリートから発生するアンモニアガス量は、材料やコンクリートの乾燥程度により大きな差があり、ガス発生量が多い場合には、こうした吸着処理だけでは対処しきれない場合がある。
さらに、コンクリートからのアンモニアガス発生量が通常以下のレベルであっても、部屋の大きさやレイアウトなど換気が十分にされない環境下では同様な問題が発生するため、最適なアンモニアガス濃度を達成できない場合もある。
【０００８】
一方、コンクリートから発生するアンモニアガスを低減するに際して、コンクリート強度の違い、使用するセメントや骨材の種類、コンクリートの乾燥条件、部屋の大きさや換気条件などの違いについて考慮されることがなく、条件によっては、アンモニアガス濃度を効果的に低減することができないといった問題点があった。
【０００９】
また、建設工事の期間も工事の規模や契約により異なっており、所定のアンモニアガス濃度を達成すべき時間的な要因も正確には考慮されていないという問題もあった。
これに加え、コンクリートから発生するアンモニアガス濃度を低減するコンクリートを製造するには、適切なセメント材料の選択や骨材の選択を始め、低減処理剤の適用などの方策が採られるが、これらの方法の選択を誤ると、低減効果が得られないばかりか、場合によっては多大なコストアップを招く可能性がある。
【００１０】
また、コンクリートに混入すべきアンモニアガス低減用の混和材料（混和剤を含む）の種類、混入量、組み合せはアンモニアガスの発生量の程度に影響するばかりでなく、コンクリートの硬化時間や強度に影響を与えるために、構造物の施工に実際に用いる場合のコストや施工性に大きく影響する。
これらのことから、打設後のコンクリート構造物の置かれる空気環境を十分に配慮して、最終的に求められるアンモニアガス濃度環境を確保しつつ、構造物の施工時のコンクリートの作業性、品質、工期およびコストを適正な範囲内とするような技術が求められていた。
【００１１】
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、コンクリートに用いるセメントや骨材の選択、コンクリート中に混入すべき低減用混和材料の種類と混入量を、構造物に要求される性能および施工するに当たっての作業性やコストに関する条件を勘案しながら適正に決定するための技術の提供をすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、竣工時においてコンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルを予め設定すると共に、各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間を予め設定し、前記コンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルと、前記各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間とに基づいて、コンクリート打設後の時間ゼロから任意の時間までの期間について、換気量やアンモニア発生量などの経時変化を考慮して予測する部屋の任意の時間におけるアンモニアガス濃度を下記に示す式１〜式４に基づいて求め、コンクリートに求められるコンクリートから発生するアンモニアガス発生量の許容量を設定し、コンクリートの鉄滓スラグの添加量が少なく、チタン石膏、排脱石膏などの天然二水石膏以外の石膏を添加したセメントを用いること、アンモニアイオンの含有率が１００μｇ／ｇ以下のＡＥ減水剤あるいは高性能減水剤を用いること、１５０ｐｐｍ以下のアンモニアイオン含有率の細骨材をｓ／ａ＝５５％以下の範囲で用いること、コンクリートにアンモニアガス低減用混和剤を添加することによって、コンクリートから発生するアンモニアガス発生量を前記設定値以下とすることを特徴とするコンクリート構造物からのアンモニアガス低減方法。
Ｎex（ｔ）＝αexp（−βｔ）  ・・・式３
ここで、α，βはコンクリート材料種別による発生強度と発生速度を表す係数である。
Ｎ（ｔ）は一定の試験条件で、試験体を用いて求められた単位面積当たりのアンモニアガス発生量Ｎex（ｔ）を表わす。
次に、式３に、試験体と実際の環境条件の差を補正する係数ｋeを導入して、式４の補正式を算出する。
Ｎ（ｔ）＝ｋeαexp（−βｋeｔ）  ・・・式４
ここで、ｋeの値は実験法の評価方法にも依存するが、通常０．１〜１．０の間の値を取る。
次に、式４を式２に代入して任意の時間におけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量Ｓ（ｔ）を得る。
Ｓ（ｔ）＝ＡcＮ（ｔ）  ・・・式２
Ａc：コンクリートの部屋に面する面積
Ｎ（ｔ）は任意の時間におけるコンクリートの単位面積当たりのアンモニアガス発生量である。
次に、式２を式１に代入して室内のアンモニアガス濃度を求める。
ＣiＶr＝Ｃi-1Ｖr＋ｋ（ｑ0Ｃ。−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ  ・・・式１
Ｃi，Ｃi-1：対象としている時間ｉあるいはｉ−１における室内アンモニアガス濃度
Ｖr：室容量
ｑi：取入れ外気量と漏入量の和
ｑ0：排出空気量と漏出量の和
（但し、ｑi＝ｑ。）
Ｓ（ｉ）：対象としている時間ｉにおけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量
Ｒ：室内自然消失量
【００１３】
請求項２に係る発明は、竣工時においてコンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルを予め設定すると共に、各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間を予め設定し、前記コンクリート構造物からのアンモニアガスによる影響を受けないアンモニアガス濃度レベルと、前記各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間とに基づいて、コンクリート打設後の時間ゼロから任意の時間までの期間について、換気量やアンモニア発生量などの経時変化を考慮して予測する部屋の任意の時間におけるアンモニアガス濃度を下記に示す式１〜式４に基づいて求め、コンクリートに求められるコンクリートから発生するアンモニアガス発生量の許容量を設定し、コンクリートの鉄滓スラグの添加量が少なく、チタン石膏、排脱石膏などの天然二水石膏以外の石膏を添加したセメントを用いること、アンモニアイオンの含有率が１００μｇ／ｇ以下のＡＥ減水剤あるいは高性能減水剤を用いること、１５０ｐｐｍ以下のアンモニアイオン含有率の細骨材をｓ／ａ＝５５％以下の範囲で用いること、コンクリートにアンモニアガス低減用混和剤を添加することによって、コンクリートから発生するアンモニアガス発生量を低減し、さらに、対象となる部屋の大きさからアンモニアガスの総量を下記の式５から求め、これを吸収できるシートの吸着量から計算してアンモニアガス吸着固定シートを貼付けることによってコンクリートから発生するアンモニアガス発生量を前記設定値以下とすることを特徴とするコンクリート構造物からのアンモニアガス低減方法。
Ｎex（ｔ）＝αexp（−βｔ）  ・・・式３
ここで、α，βはコンクリート材料種別による発生強度と発生速度を表す係数である。
Ｎ（ｔ）は一定の試験条件で、試験体を用いて求められた単位面積当たりのアンモニアガス発生量Ｎex（ｔ）を表わす。
次に、式３に、試験体と実際の環境条件の差を補正する係数ｋeを導入して、式４の補正式を算出する。
Ｎ（ｔ）＝ｋeαexp（−βｋeｔ）  ・・・式４
ここで、ｋeの値は実験法の評価方法にも依存するが、通常０．１〜１．０の間の値を取る。
次に、式４を式２に代入して任意の時間におけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量Ｓ（ｔ）を得る。
Ｓ（ｔ）＝ＡcＮ（ｔ）  ・・・式２
Ａc：コンクリートの部屋に面する面積
Ｎ（ｔ）は任意の時間におけるコンクリートの単位面積当たりのアンモニアガス発生量である。
次に、式２を式１に代入して室内のアンモニアガス濃度を求める。
ＣiＶr＝Ｃi-1Ｖr＋ｋ（ｑ0Ｃ。−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ  ・・・式１
Ｃi，Ｃi-1：対象としている時間ｉあるいはｉ−１における室内アンモニアガス濃度
Ｖr：室容量
ｑi：取入れ外気量と漏入量の和
ｑ0：排出空気量と漏出量の和
（但し、ｑi＝ｑ。）
Ｓ（ｉ）：対象としている時間ｉにおけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量
Ｒ：室内自然消失量
Ｃi＝Ｃi-1＋｛ｋ（ｑ0Ｃ0−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ｝／Ｖｒ・・・式５
このうち、右辺の分数の分子が、コンクリート壁面からのアンモニアガス発生量（Ｓ（ｉ））と自然消失量（Ｒ）および換気による変動（ｑ0Ｃ0−ｑiＣi）の収支を含めたアンモニアガスの“総量”となる。
式１では、任意の時間におけるアンモニアガス濃度（Ｃｉ）の予測式が示されているが、左辺はＣｉ×Ｖｒ（Ｖｒ：部屋の室容積）となっており室内全体のアンモニアガスの“量”を示す形になっている。
そこで、式１の両辺をＶｒで除して変形することで式５が求められる。
【００１４】
（作用）
請求項１記載のコンクリートからのアンモニアガス低減方法は、美術品などの収蔵品がアンモニアガスによって変色などの不具合を起こすことのないような、アンモニアガス濃度レベルを予め設定しておき、この供用性能と建築構造の各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間などの各種の条件に基づいて、コンクリートに許容されるアンモニアガス発生量を決定する。
【００１５】
このアンモニアガス発生量の許容値に対して、コンクリートのセメントの種類、骨材の種類、水結合材比の選択、該コンクリートに対するアンモニアガス低減用混和材料（混和剤を含む）の種類、このアンモニアガス低減用混和材料（混和剤を含む）の添加量の少なくとも１つまたはそれ以上を調整することにより、コンクリートのアンモニアガス発生量を許容値以下に調整することができる。
【００１６】
上記のような構成のために、このコンクリート建造物のアンモニアガス発生量の低減方法においては、要求性能に応じてコンクリート用材料の選択、強度、コンクリートに混入される混和材（剤）の種類や混入量の違いを発生するアンモニアガス量の制御に反映させることができる。
請求項２記載のコンクリートからのアンモニアガス低減方法は、美術品などの収蔵品がアンモニアガスによって変色などの不具合を起こすことのないような、アンモニアガス濃度レベルを予め設定しておき、この供用性能と建築構造の各部屋毎の大きさや換気量、およびコンクリート打設量、表面積、コンクリート打設から構造物の供用が開始されるまでの期間などの各種の条件に基づいて、コンクリートに許容されるアンモニアガス発生量を決定する。
このアンモニアガス発生量の許容値に対して、コンクリートのセメントの種類、骨材の種類、水結合材比の選択、該コンクリートに対するアンモニアガス低減用混和材料（混和剤を含む）の種類、このアンモニアガス低減用混和材料（混和剤を含む）の添加量の少なくとも１つまたはそれ以上を調整し、さらに、対象となる部屋の大きさからアンモニアガスの総量を求め、これを吸収できるシートの吸着量から計算してアンモニアガス吸着固定シートを貼付けることによってコンクリートから発生するアンモニアガス発生量を設定値以下とすることができる。
【００１７】
上記のような構成のために、このコンクリート建造物のアンモニアガス発生量の低減方法においては、要求性能に応じてコンクリート用材料の選択、強度、コンクリートに混入される混和材（剤）の種類や混入量の違いを発生するアンモニアガス量の制御に反映させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態により説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態のフローチャートを示す（請求項１、２に対応）。このフローチャートに基づいて説明する。
本実施の形態のコンクリート構造物から発生するアンモニアガス低減方法は、図１に示すように大きく分けて、要求性能の決定、調整量の算定、材料調合選定、調合による低減効果の確認、低減材使用の検討、およびその効果の確認の各ステップから構成される。
【００２０】
［ステップＳ１］
最初のステップＳ１では、対象となる部屋のアンモニアガス濃度の要求性能を決定している。
要求性能は、建築物あるいは対象とする部屋の用途、目的に応じて決められるものである。
【００２１】
ここでは、一例として美術品の収蔵庫として使用される場合について説明する。収蔵される美術品の中に重要な美術品が含まれる場合を考慮してアンモニアガス濃度のレベルを建物の竣工時において２０ｐｐｂと設定する。この２０ｐｐｂのアンモニアガス濃度値は、重要な美術品に対し安全な濃度であると一般に考えられている。この値は美術品の種類や重要度に応じて変更することができる。また、他の用途に対するアンモニアガス濃度値については、さらに厳しい値を設定することもできる。
【００２２】
［ステップＳ２］
次のステップＳ２では、建築物の設計図書から、部屋の面積と容積、コンクリート面の面積、換気量、コンクリート打設から竣工までの期間などから、低減すべきコンクリートのアンモニアガス量を算出する。
【００２３】
ここでは、一例として部屋の面積９６ｍ2、部屋の容積２３０ｍ3、コンクリート面の面積１６０ｍ2、コンクリート打設から竣工までの期間を４５週と設定した。この工事期間中の換気条件は、部屋の壁、屋根、開口部の取付状況に応じて３回ほど条件が変わる設定とした。
アンモニアガス濃度の予測に際しては、コンクリートから発生するアンモニアガス量の経時的な変化を近似的に数式化したものを用いることにより予測される。
【００２４】
室内のモデルは単室、複室のいずれのモデルでも同じである。一般的には、竣工前の部屋の空気室環境を予測するという目的に関しては、単室のモデルで十分である。また、コンクリート打設後、竣工前の段階では設備的な換気は積極的には行われないか、行われたとしても設備機器が配置された後の短時間であるので、部屋の開口部分の面積に応じて換気量、漏洩量を含めた空気の入れ替え量を考慮すればよい。
【００２５】
また、この場合工事の進行状況に応じて開口比率が大きく変化するので、変化の状況に応じて段階に分けてモデル化するものとする。循環空気量、空気の混合比率なども厳密には考慮されるべきであるが、工事期間中の実際と予測の目的を考慮して、これらの値は一定あるいは１と仮定して問題はない。
ある部屋の任意の時間におけるアンモニアガス濃度を予測するには、例えば以下の式を用いることができる。
【００２６】
ＣiＶr＝Ｃi-1Ｖr＋ｋ（ｑ0Ｃ。−ｑiＣi）＋Ｓ（ｉ）−Ｒ  ・・・式１
Ｃi，Ｃi-1：対象としている時間ｉあるいはｉ−１における室内アンモニアガス濃度
Ｖr：室容量
ｑi：取入れ外気量と漏入量の和
ｑ0：排出空気量と漏出量の和
（但し、ｑi＝ｑ。）
Ｓ（ｉ）：対象としている時間ｉにおけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量
Ｒ：室内自然消失量
ここで、Ｓは任意の時間におけるコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量で、下記の式２のように表される。
【００２７】
Ｓ（ｔ）＝ＡcＮ（ｔ）  ・・・式２
Ａc：コンクリートの部屋に面する面積
Ｎ（ｔ）は任意の時間におけるコンクリートの単位面積当たりのアンモニアガス発生量である。
Ｎ（ｔ）は一定の試験条件で、試験体を用いて求められた単位面積当たりのアンモニアガス発生量Ｎex（ｔ）を表わす以下の式３を用いて表すことができる。
【００２８】
Ｎex（ｔ）＝αexp（−βｔ）  ・・・式３
ここで、α，βはコンクリート材料種別による発生強度と発生速度を表す係数である。
式３は、実験的に求められたアンモニアガス発生曲線であるが、実環境と比べ湿度、温度、ガス濃度勾配（ガス拡散速度）などの諸条件の違いにより、実環境とはガスの発生速度が異なっている。このため、実環境のガス濃度を予測するためには、これらの環境条件の違いを適切に補正する必要がある。コンクリート材料から発生するアンモニアガスの総量は基本的には同じであると考えられるので、アンモニアガスの総発生量は同じとして、発生速度のみを補正する方法が妥当である。
【００２９】
よって、式３に、試験体と実際の環境条件の差を補正する係数ｋeを導入して、下記の式４のように補正することができる。
Ｎ（ｔ）＝ｋeαexp（−βｋeｔ）  ・・・式４
ここで、ｋeの値は実験法の評価方法にも依存するが、通常０．１〜１．０の間の値を取る。
【００３０】
式４を用いて、式１をコンクリート打設後の時間ゼロから任意の時間（通常は、竣工時）までの期間について、換気量やアンモニア発生量などの経時変化を考慮して逐次計算することにより、予測する部屋の任意の時間におけるアンモニアガス濃度が求められる。
本式を用いてコンクリートに求められる許容値を計算すると、後述する評価実験（図２）で１．５ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙ（材令７日）のアンモニアガスを発生する一般的なコンクリートを用いた場合、実環境におけるコンクリート打設後４５週後におけるコンクリートのアンモニアガス発生量は８０μｇ／ｍ2／ｄａｙ（≒５６０μｇ／ｍ2／週）となり、予測する部屋のアンモニアガス濃度は７０ｐｐｂとなる。設計要求性能は２０ｐｐｂであるので、５０ｐｐｂ分のアンモニアガス発生量を低減する必要がある。すなわち、材令４５週以降におけるコンクリート単位表面積あたりのアンモニアガス発生量が１１μｇ／ｍ2／ｄａｙ（≒７５μｇ／ｍ2／週）以下となる必要がある。この値を、初期材令（７日）における評価試験法の値に換算すると、０．３５ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙがアンモニア発生量の許容値となる。これに対し、一般的なコンクリートのアンモニアガス発生量は、約１．５ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙ程度であるので、この値と許容値との差１．１５ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙが低減量の目標値となる。言い換えれば、目標の低減量を達成するためには、コンクリートから発生するアンモニガス量を約４〜５分の１にしなければならないことになる。
【００３１】
［ステップＳ３］
次のステップＳ３では、１．１５ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙの低減分に対して、コンクリートの構成材料、あるいは調合の選択により低減が可能であるかについて検討する。
検討対象とした工事では、３つのコンクリートプラントがあり、セメントの種類の選択、限定された範囲での細骨材と粗骨材の選択、およびＡＥ減水剤の選択が可能である。
【００３２】
コンクリート材料から発生するアンモニアガス量については、以下のような方法で実験的に評価することができる。
この評価方法は、図２に示すように、評価するコンクリート試験体１をデシケータ（チャンバー）２内に入れる。次に、ボンベ４内の不活性ガス（Ｎ2ガス）を一定量で流す。ポンプ６を作動させ、流量計５の弁を調整して一定量（ここでは２リッター／分）の不活性ガスが流れるように調整する。
【００３３】
不活性ガスは、デシケータ（チャンバー）２内を通り、コンクリート試験体１から発生するアンモニアガスと一緒になってから、インピンジャー３を通る。インピンジャー３内には純水が入っており、ここを通るアンモニアガスは純水中に溶けることにより、捕集される。
純水に溶けたアンモニアガスは、アンモニアイオンとして存在している。所定の時間（ここでは６時間）窒素ガスを透過させた後、純粋をサンプリングし、この純水中に溶けたアンモニアイオンをイオンクロマトにより定量分析する。
【００３４】
同様な評価は、コンクリート試験体１を一定期間デシケータ（チャンバー）２内に入れ、内部に放出されたアンモニガスを検知管、あるいは測定装置などで直接分析する方法でも測定可能である。
予め上記の方法で各種のコンクリート材料の種類がアンモニアガス発生量に及ぼす影響を評価した結果の一例を表１から表５に示す。
【００３５】
表１は、セメント材料によるアンモニアガス発生量の違いを示す。
表２は、セメント添加用石膏種類によるアンモニアガス発生量の違いを示す。
表３は、セメント添加鋼滓スラグ量によるアンモニアガス発生量の違いを示す。
表４は、細骨材種類によるアンモニアガス発生量の違いを示す。
表５は、ＡＥ減水剤種類によるアンモニアガス発生量の違いを示す。
【表１】
0003887504.tif 000002
【表２】
0003887504.tif 000003
【表３】
0003887504.tif 000004
【表４】
0003887504.tif 000005
【表５】
0003887504.tif 000006
構成材料のうち、アンモニアガス発生量への影響が大きいものは、セメントと細骨材であり、粗骨材の種類の影響は大きくない。ＡＥ減水剤の多くはアンモニアガス発生量に大きな影響を及ぼさないが、ある種のものは影響を与える。
【００３６】
セメントの種類に関しては、１００ｐｐｍ以上の窒素含有量のセメント（表１のＡ，Ｂ）を用いると、コンクリートのアンモニアガス発生量が大きくなり、またコンクリートに用いる単位セメント量が増加してもアンモニアガス発生量が大きくなる。
また、セメントを構成する材料の中では、鉄滓スラグの添加量が多いもの、かつ凝結調整のために添加される石膏に天然二水石膏を用いたセメント（表２のＡ）は、アンモニアガスの発生量が多くなっている。
【００３７】
コンクリートの力学的な諸性能を考えると、鉄滓スラグの添加量が少なく、チタン石膏、排脱石膏（表２のＢ，Ｃ）などの天然二水石膏以外の石膏を添加したセメントを用いることが、コンクリートのアンモニアガス発生量を抑える上で有効となる。
ＡＥ減水剤および高性能ＡＥ減水剤は、通常、アンモニアの発生源となるものはないが、その製造過程においてアンモニアイオンを含む物質を触媒として使う場合があり、こうした場合にはＡＥ減水剤および高性能ＡＥ減水剤にアンモニアイオンが含まれることになる。ＡＥ減水剤および高性能ＡＥ減水剤の使用量は、セメントや骨材に比べて少ないが、アンモニアイオンの含有率が１００μｇ／ｇ以上になる（表５のＥ，Ｆ）と、コンクリートのアンモニアガス発生量を増加させるので、１００μｇ／ｇ以下の含有率のＡＥ減水剤あるいは高性能減水剤をセメント重量の１％以下の範囲で用いることにより、コンクリートのアンモニアガス発生量の低減が可能となる。
【００３８】
また、細骨材は、表４に示すように、その種類によって、コンクリートのアンモニアガス発生に比較的大きな影響を及ぼす。原因としては骨材表面に付着した有機物と鉱物中の含有される窒化物の両者が考えられるが、川砂や海砂のなかに比較的アンモニアガス発生量を増加させる種類が多い。定量的には、特に１５０ｐｐｍ以上のアンモニアイオン含有量の細骨材を用いると、コンクリートのアンモニアガス発生量の増加が顕著であり、この量は細骨材の使用量とも関係している。コンクリートの一般的な性能も考慮すると、１５０ｐｐｍ以下のアンモニアイオン含有量の細骨材をｓ／ａ＝５５％以下の範囲で用いることにより、コンクリートから発生するアンモニアガスに対する細骨材の影響を小さくすることが可能となる。
【００３９】
上記各項目は、アンモニアガス低減コンクリートの調合を決定する上での基本方針となるが、実際の建設工事では強度などの設計条件を満たす必要があると共に、使用可能な材料が限られるので、制約条件を考慮した上で、使用可能な材料を評価し、上記方針に従って材料選定と調合を決定するものとする。この項目がステップＳ３に当たる。
【００４０】
図３は打設したコンクリートから発生するアンモニアガス量の予測曲線で、単位面積当たりの発生量として表している。
最初に、図２に示すような実験に基づいて、試験体レベルの発生量が、式３の形で表される。この実験条件では、実環境と比べ湿度、温度、ガス濃度勾配（ガス拡散速度）などの諸条件が異なり、実環境とはガスの発生速度よりも早くなっている。このため、実環境のアンモニアガス発生量を予測するために、環境条件の違いを、発生速度を式４のように補正した予測曲線が、図３に示す結果である。
【００４１】
標準コンクリート、材料選定後、低減剤混入後の各コンクリートのアンモニアガス発生曲線は式４のように表される。その結果を表６に示す。
また、図４は特定の建築空間を対象として、その空間のガス濃度を予測した結果である。
【００４２】
ここでは、対象とする部屋の容積を２３０ｍ3とし、５面がコンクリート製の壁、スラブ、天井で、有効なコンクリート表面積を１５９ｍ2と仮定した。
また、養生期間における換気率の違いを、天井が施工されるまでの期間、ドア、サッシなどが取り付けられるまでの期間、ドア、サッシなどが取り付けられた後の期間の３段階に分類して換気率をそれぞれ、５０％、１５％、１０％と設定した。これらの諸条件は設計図面や従来の建設作業空間の換気率の測定結果に基づいて決められる。
【００４３】
図４の予測結果は、上記の条件を式１に代入すると共に、式２のコンクリート壁面からのアンモニアガス発生量として、式４を用いて、コンクリート打設後から、１３０週経過後までについて、逐次計算した結果である。その結果を表６に示す。
計算結果の評価については、図１のステップＳ２に記述しているので省略する。
【表６】
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［ステップＳ４］
コンクリートの設計強度から定まる水セメント比はｗ／ｃ＝５５％であるが、ｗ／ｃが４０〜６０％の範囲では、Ｗ／Ｃはアンモニアガス発生量に大きな影響を及ぼさないので、ここでは調合上の水セメント比は変化させないこととした。この方針に従って使用可能な材料を評価した結果、セメント（総窒素量８２ｐｐｍ）、細骨材（山砂、アンモニアイオン溶出量８５ｐｐｍ以下）、粗骨材（石灰岩砕石）、ＡＥ減水剤（表５中Ａに相当）が、アンモニアガス発生量を低減するのに有効であると判断された。また、これらの材料を用いてｗ／ｃ＝５５％としてコンクリートを製造し、アンモニアガス発生量を評価した結果、発生量は仮定した標準コンクリートの４６％（評価試験で約０．６７ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙ）程度となった。
【００４４】
ただし、許容値の０．３５ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙに対しては、これを満足する値とはなっておらず、構成材料の調整に加え低減剤の混入などの対策が必要であることが示唆される。
［ステップＳ５］
材料の調整のみによる低減効果を確認するために、上記結果に適合するように式３の値を調整して、前述した予測計算を再度実施すると、予測する部屋のアンモニアガス濃度はコンクリート打設後４５週後において５０ｐｐｂと予測される。設計要求性能は２０ｐｐｂであるので、さらに３０ｐｐｂ分のアンモニアガス発生量をさらに低減する必要がある。この濃度を達成するためには、発生量をさらに低減する必要がある。
【００４５】
［ステップＳ６］
次のステップＳ６では、上記ステップＳ５でさらに低減が必要とされた分に対して、コンクリートにアンモニアガス低減用混和剤を添加することにより低減が可能であるかについて検討する。
コンクリート中のような高アルカリ環境下においても、アンモニアガス吸着性能を示す混入用低減材には幾つかのタイプがある。ここでは、ステップＳ６を選択する場合、アンモニア低減用混和剤のコストを考慮すると共に、予め標準的なコンクリート試験体を用いて測定しておいた低減効果を考慮して、アンモニアガス低減用のシリカ質混和材をセメント重量に対して１５％程度添加することとする。上記ステップＳ５で実験的に検討した結果に基づくと、低減効果は無添加のものに比ベアンモニアガス発生量を約５０％にまで低減することができ、評価の結果、発生量は０．３２ｍｍｇ／ｍ2／ｄａｙとなった。
【００４６】
［ステップＳ７］
この結果に適合するように式３の値を調整して、予測計算による確認を再度実施すると、予測する部屋のアンモニアガス濃度がコンクリート打設後４５週後において２９ｐｐｂと予測される。設計要求性能は２０ｐｐｂであるので、さらに９ｐｐｂ分のアンモニアガス発生量をさらに低減する必要がある。
【００４７】
［ステップＳ８］および［ステップＳ９］
さらに９ｐｐｂ分のアンモニアガス低減量に対し、ステップＳ８のコンクリート表面にアンモニアガス吸着シートを貼るか、ステップＳ９の空調設備の換気量およびアンモニアガス除去フィルターを増設するか、のいずれかの方法によって低減することを検討する。
【００４８】
設備機器の設置は工程上、材令５０週前後になることを配慮して、ここではステップＳ８のコンクリート表面にアンモニアガス吸着固定シートを貼付する方法を採用する。対象となるアンモニアガス低減濃度は９ｐｐｂと高くなり、対象となる部屋の大きさからアンモニアガスの総量を求め、これを吸収できるシートの吸着容量から計算して、コンクリート壁の露出の内、壁の１面である１４．４ｍ2分にアンモニアガス吸着固定シートを貼付することとした。
【００４９】
［ステップＳ１０］
ここで適用したアンモニアガス吸着シートの吸着速度は、予め図２と同様な試験条件あるいは室内実験から求めた実験式に基づいて計算することができる。
アンモニアガス吸着シートを材令３７週で貼付するとして、室内のアンモニアガス濃度の予測計算による確認を実施すると、アンモニアガス濃度はコンクリート打設後４５週後において１７ｐｐｂと予測され、この段階で目標性能が満たされたことになる。
【００５０】
もし、設計上の要求性能が高いか、低減効果が不充分で、さらなる低減が必要な場合には、もう一度ステップＳ８またはＳ９に戻り、アンモニアガス吸着フィルターの増強を行うか、コンクリート表面に貼るアンモニアガス吸着シートの面積を増やし、目標性能が達成されるかについて検討する。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、建築物の要求性能に応じて、コンクリートから発生するアンモニアガス量の許容値を定めておき、所定の許容値を満足するようにコンクリート材料の選定、アンモニアガスを低減するコンクリート用混和剤の混入、アンモニアガス低減のためのコンクリートの処理などを効率的に組み合わせて実施することにより、建築物内のアンモニアガス濃度を所定の性能値以内にするものであるから、所定の工事期間内に要求されるアンモニアガス濃度レベルに低減することが可能となる。
【００５２】
また、請求項２の発明によれば、構成材料、調合、混入用アンモニアガス低減材、外部処理用アンモニアガス低減材と経過時間、環境条件の効果を予め把握しておき、予測される低減効果を累積することによって、設計上設定されたアンモニアガス濃度レベルを達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態によるアンモニアガス低減方法のフローチャートである。
【図２】コンクリート試験体を用いたアンモニアガス発生量の測定を示す説明図である。
【図３】アンモニアガス発生量予測曲線である。
【図４】アンモニアガス濃度予測曲線である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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