JP4039992B2 - コンクリート構造物の中性化深さの予測方法 - Google Patents
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Description
イ)上記式(A)がコンクリートの中性化予測式として妥当なものであること、
ロ)仕上塗材の同じ劣化状態においては、仕上塗材の種類にかかわらず、仕上塗材の樹脂厚と中性化抵抗Rとの間に比例関係があること、
ハ)仕上塗材の劣化が進行するほど、中性化抑制性能は低下すること、
以上の知見を得てなされたものである。
〔試験体の製作方法〕
劣化試験に用いる試験体にはサンシャインウェザーメータ内に設置できるように大きさ70×150mm 、厚さ5mmのモルタル板を用いた。劣化試験は、化学的劣化試験を先行して行い、その後、化学劣化した試験体のモルタル板裏面にコンクリートを後打ちした試験体を新たに作製し、その試験体に物理的劣化を与えた。後打ちコンクリートはモルタル板を底面として打ち込み、その際、塗装面にペーストが付着しないように養生した。後打ちコンクリートの使用材料と調合を表1に示す。
実験因子と水準及び試験体記号を表2に示す。上記モルタル板表面に塗布する仕上塗材は耐久性能、使用実績等を考慮し、JIS A 6909に適合した3種類を選定した。材質はいずれもアクリル系のものを用いた。塗厚さは標準仕様の塗厚さと、薄塗りの2種類とした。仕上塗材を劣化させる要因は、現実の劣化状況を考慮し、紫外線や降雨による化学的劣化と温熱変化に伴う躯体の伸縮による物理的劣化とを合わせた複合劣化とした。化学的劣化はサンシャインウェザーメータを用い(光源:サンシャインカーボンアーク燈、ブラックパネル温度:約63℃、降雨時間:120 分のうち18分)、照射1500時間(劣化6年に相当する)、3000時間(劣化12年相当する)とした。
日本建築学会大会学術公園梗概集、1994年9月。
〔文献B〕:渡邉康則ら、「外壁用塗材の耐候性能評価に関する研究その23」
日本建築学会大会学術公園梗概集、1994年9月。
各モルタル板に施した仕上塗材の平均厚さと、仕上塗材に含まれている樹脂質量に対する平均塗厚さ(以下、樹脂塗膜厚さと略す)を表3に示す。量塗厚さは各試験体において測定した塗布質量を基に推定した。塗厚さは仕上塗材の種類別に比較すると、防水形複層塗材Eが最も大きく、次いで防水形外装薄塗材E、複層塗材Eの順である。
中性化促進試験は、仕上塗材に所定の劣化を与えた後の試験体を中性化試験槽(温度:20±2℃、相対湿度:60±5%、C02 濃度:5±0.2 %)に入れ、所定材齢にて、試験体を切断し切断面の3点の中性化深さを測定し、平均値を中性化深さとした。
本試験においては、仕上げなしの場合と、各種仕上塗材を施した場合の上記式(A)と実験値の比較から、中性化抑制効果の定量的評価を試みた。仕上塗材の複合劣化0年(=劣化なし)、6年、12年の場合の標準塗厚さ試験体の中性化傾向および上記式(A)との比較をそれぞれ図1〜図3に示す。なお、式(A)の中性化抵抗は、実験値を用いて最小2乗法により算出した。仕上塗材毎に中性化抵抗を比較した場合、複層塗材、防水形外装薄塗材、防水形複層塗材の順で中性化の抑制効果は高くなった。また、仕上塗材の劣化程度が大きいほど抑制効果の低下も大きい傾向にあった。中性化傾向を上記式(A)と比較すると、実験値のばらつきがあるものの、式(A)の中性化傾向と実験値はほぼ合致している。従って、仕上塗材が劣化した場合でも、式(A)でコンクリートの中性化傾向を推定できると考えられる。
複合劣化における、樹脂塗膜厚さと式(A)の中性化抵抗との関係を図4に示す。樹脂塗膜厚さが大きいほど中性化抵抗は大きくなり、経年劣化が進むほど小さくなる。複合劣化を受けた場合、中性化抵抗は樹脂塗膜厚さに対してほぼ直線的に増加する傾向にあり、中性化抵抗は、樹脂塗膜厚さと相関があると考えられる。そこで、中性化抵抗を樹脂塗膜厚さとの関係から直線近似式で表した。近似式を上記図4に示す。同様に経年劣化0年(劣化なし)についても中性化抵抗と樹脂塗膜厚さとの関係を直線近似式で表した。
実験結果から、仕上塗材に劣化が生じた場合のコンクリートの中性化抵抗は上記式(A)でおおよそ表せ、また、中性化抵抗は樹脂塗膜厚さと劣化年数から推定できると考えられる。そこで、式(A)に経時的評価を入れた次式(4)を用いて、ステップ毎に式(5)から見かけの材齢を、式(7)(8)から中性化抵抗を算出し、中性化の進行を予測する方法を提案した。ここでは、材齢は「年」で表し、炭酸ガス濃度5%の促進中性化試験の結果から得た中性化抵抗Rを式(6)に示す屋外での想定炭酸ガス濃度(=0.03%)で補正した中性化抵抗R'を用いて算出する。適用条件として、仕上塗材は13年以内に塗り替えることとし、また、中性化抵抗Rの算出では、樹脂塗膜厚さに仕上塗材施工における塗厚さのばらつきを考慮した係数を乗じることとした。
Claims (1)
- 仕上塗材を塗布したコンクリート構造物の中性化深さの予測方法であって、仕上塗材の全塗厚に仕上塗材中に含まれる樹脂成分の割合を乗じたものである樹脂塗膜厚さの異なる各種仕上塗材を施した各コンクリート試験体を用意し、この各試験体に各仕上塗材の材齢に相当する劣化を与えた後、この劣化を与えた各試験体に対し各材齢に相当する中性化促進試験を行って各材齢及び各樹脂塗膜厚さでの中性化深さを測定する工程と、測定した中性化深さに基づき、下記の式(A)により各材齢及び各樹脂塗膜厚さでの中性化抵抗を求出する工程と、求出した中性化抵抗に基づき、単位樹脂塗膜厚さ当たりの中性化抵抗と材齢の関係を直線近似式で表しておく工程と、中性化深さを予測すべきコンクリート構造物の仕上塗材の樹脂塗膜厚と材齢と測定する工程と、測定された仕上塗材の樹脂塗膜厚と材齢とから上記直線近似式に基づいて中性化抵抗を求める工程と、求められた中性化抵抗を基に下記式(A)によりコンクリート構造物の中性化深さを予測することを特徴とするコンクリート構造物の中性化深さの予測方法。
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