JP5686349B2 - Deterioration diagnosis tool and deterioration diagnosis method for concrete structures - Google Patents
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Description
本発明は、主に、土木建築分野で使用される劣化診断ツールおよびそれを用いたコンクリート構造物の劣化診断方法に関する。 The present invention mainly relates to a deterioration diagnosis tool used in the field of civil engineering and a deterioration diagnosis method for a concrete structure using the tool.
コンクリート構造物の長寿命化が望まれている。道路や鉄道などの重要構造物は、供用が始まるとマストランの状態で活用し続ける。このため、これらのコンクリート構造物の長寿命化を図る上で、維持管理が極めて重要である。コンクリート構造物を維持管理していくためには、コンクリート構造物を調査・診断する必要がある。コンクリート構造物の劣化要因は多様であるが、塩害、中性化、アルカリシリカ反応が３大劣化要因とされている。特に、塩害によるコンクリート構造物の劣化は深刻で、重要構造物の長寿命化を図る上では最も留意すべき劣化要因である。 Longer life of concrete structures is desired. Important structures such as roads and railroads will continue to be used in the state of Mastran once they begin operation. For this reason, maintenance management is extremely important for extending the life of these concrete structures. In order to maintain and manage the concrete structure, it is necessary to investigate and diagnose the concrete structure. Although there are various deterioration factors of concrete structures, salt damage, neutralization, and alkali silica reaction are considered as three major deterioration factors. In particular, the deterioration of concrete structures due to salt damage is serious, and is the most important deterioration factor for extending the life of important structures.
従来、コンクリート構造物の調査方法としては、コンクリート構造物からコンクリートをコアリングして分析する手法が一般的である。しかしながら、この方法は構造物の鉄筋位置を探査上で、鉄筋位置をはずして行う必要があり、準備作業に多くの工程を必要とすると共に、調査場所が限定されるものであった。また、コアリング作業によって構造物を破壊する課題があった。 Conventionally, as a method for investigating a concrete structure, a method of coring and analyzing concrete from a concrete structure is generally used. However, this method requires the rebar position to be removed when exploring the position of the reinforcing bar in the structure, requires many steps for preparation work, and limits the investigation site. Moreover, there existed a subject which destroys a structure by coring work.
一方、最近では、モルタルのパネルをコンクリート構造物に張り付け、それを一定期間後に回収し、分析する方法が提案されている（非特許文献１〜非特許文献２）。この方法によれば、従来のコアリング法による調査方法の課題を解消できる。しかしながら、劣化診断ツールとしてのモルタルパネルの在り方については改良の余地が残されていた。劣化診断ツールとしてのモルタルパネルに求められる性能としては、（１）物質透過性などの品質が一定であること、（２）回収後の分析の精度を確保できる材料設計になっていること、（３）大きさや形状、使い勝手などの利便性に優れること、（４）サンプルの識別が容易であることなどが挙げられる。
On the other hand, recently, a method has been proposed in which a panel of mortar is attached to a concrete structure, which is recovered after a certain period of time and analyzed (Non-patent
そこで、本発明者らは、劣化診断ツールとしてのモルタルパネルの在り方を追求し、鋭意努力を重ねてきた。その結果、特定の材料設計からなり、出来るだけ品質が一定であることがモルタルパネルの劣化診断ツールとして最適であることを知見し、本発明を完成するに至った。 Therefore, the present inventors have pursued the ideal state of a mortar panel as a deterioration diagnosis tool and have made extensive efforts. As a result, the inventors have found out that it is optimal as a deterioration diagnosis tool for mortar panels to have a specific material design and that the quality is as constant as possible, and have completed the present invention.
劣化診断ツールの在り方として、各モルタルパネル間の均質性は重要である。非特許文献１では、セメント種、モルタル配合、初期水中養生期間を同じとすることで、この均質性を確保し、概ね良好な結果が得られているものの、実構造物評価を行った４橋の内１橋ではモルタルパネルからの推定値と実測値に大幅な差異が生じたことが報告されている。また、短期間で将来の劣化因子の浸入量を予測することから出来るだけモルタルパネルの品質が一定でなければ将来予測の誤差が生じる。
The homogeneity between each mortar panel is important as a way of a deterioration diagnosis tool. In
JIS R 5210で規定されたポルトランドセメントであっても、少量混合成分の種類や量等は製造工場で異なると共に、使用者への開示なしにJIS規格の範囲内での自由な変更が可能である。このため、物質透過性等のJIS規格に無い性質については、長期的に同一品質のポルトランドセメントを入手できる保証は全くない。 Even for Portland cement specified by JIS R 5210, the types and amounts of small-mixed components differ among manufacturing plants, and can be freely changed within the scope of JIS standards without disclosure to users. . For this reason, there is no guarantee that Portland cement of the same quality can be obtained in the long term for properties that are not in JIS standards such as material permeability.
また一般的に流通しているポルトランドセメントは、モジュラス（Ca、Si、Al、Feの酸化物組成比）によって管理されているため、鉱物組成の変動も考慮する必要がある。 In addition, since Portland cement that is generally distributed is controlled by the modulus (the oxide composition ratio of Ca, Si, Al, and Fe), it is necessary to consider the variation of the mineral composition.
本発明者は、（１）物質透過性などの品質が一定であること、（２）回収後の分析の精度を確保できる材料設計になっていること、（３）大きさや形状、使い勝手などの利便性に優れること、（４）サンプルの識別が容易であることが特徴である。 The present inventor has (1) that the quality of substance permeability is constant, (2) that the material is designed to ensure the accuracy of analysis after collection, (3) the size, shape, usability, etc. It is characterized by excellent convenience and (4) easy sample identification.
本発明は、（１）物質透過性などの品質が一定であること、（２）回収後の分析の精度を確保できる材料設計になっていること、（３）大きさや形状、使い勝手などの利便性に優れること、（４）サンプルの識別が容易である劣化診断ツールを提供する。 In the present invention, (1) quality such as substance permeability is constant, (2) the material is designed to ensure the accuracy of analysis after collection, and (3) convenience in size, shape, convenience, etc. (4) A degradation diagnosis tool that can easily identify a sample is provided.
即ち、本発明は、１）成分が既知のセメントと、ケイ石系細骨材および／またはアルミナ質細骨材とを使用し、水／セメント比が３０〜７０％、セメントと細骨材の比率が質量比で１対０．５〜１対４の範囲にあり、厚さ３〜２０ｍｍの範囲にあるモルタルのパネルであり、セメント質量１００に対して、増粘材０．１〜３．０質量部、消泡剤０．５〜５．０質量部が添加されており、フレッシュ性状でブリィーディングがなく、モルタルパネルの面積が、５〜１００ｃｍ２であり、セメントの反応率が８０％以上であることを特徴とする該コンクリート構造物の劣化診断ツール、２）モルタルパネルの強熱減量の標準偏差および不溶解残分の標準偏差が、繰り返し数１０において、それぞれ５％以内であることを特徴とする該コンクリート構造物の劣化診断ツール、３）モルタルのパネルの製作を湿潤養生または蒸気養生で製作すること、４）モルタルパネルは少なくとも一面を残してシールされ、塩化物イオンや二酸化炭素が遮蔽される構造を有し、他面に粘着機能を付与したことを特徴とする該コンクリート構造物の劣化診断ツール、５）粘着機能を付与した面にナンバリングが施されていることを特徴とする該コンクリート構造物の劣化診断ツール、６）該コンクリート構造物の劣化診断ツールをコンクリート構造物の表面に密着固定し、一定の経過時間の後、回収し、分析することを特徴とするコンクリート構造物の劣化診断方法、７）分析が、中性化深さおよび／または塩化物イオン含有量であることを特徴とする該コンクリート構造物の劣化診断方法、である。 That is, the present invention uses 1) known cement, quartzite-based fine aggregate and / or alumina fine aggregate, and has a water / cement ratio of 30 to 70%. ratio is in the range of 1-to-0.5-to 4 in weight ratio, Ri panels der of mortar in the thickness range of 3 to 20 mm, relative to cement weight 100, thickeners 0.1 3.0 parts by weight, are added defoamer 0.5 to 5.0 parts by weight, rather name is Bed Ryi loading fresh properties, the area of the motor Rutarupaneru, Ri 5 to 100 cm 2 der, cement 2 ) The mortar panel ignition loss standard deviation and the insoluble residue standard deviation when the number of repetitions is 10, respectively. The concrete, which is within 5 % 3 ) Deterioration diagnostic tool for structures, 3 ) Manufacture of mortar panel by wet curing or steam curing, 4 ) Structure that mortar panel is sealed leaving at least one side, and chloride ion and carbon dioxide are shielded 5 ) A deterioration diagnosis tool for a concrete structure characterized by having an adhesive function on the other surface, 5 ) The concrete structure characterized in that the surface provided with the adhesive function is numbered 6 ) Degradation diagnosis method for concrete structures, characterized in that the deterioration diagnosis tool for concrete structures is fixed in close contact with the surface of the concrete structure, and is collected and analyzed after a certain elapsed time. 7 ) A method for diagnosing deterioration of a concrete structure, characterized in that the analysis is a neutralization depth and / or a chloride ion content. The
本発明のコンクリート構造物の劣化診断ツールは、（１）物質透過性などの品質が一定であること、（２）回収後の分析の精度を確保できる材料設計になっていること、（３）大きさや形状、使い勝手などの利便性に優れること、（４）サンプルの識別が容易であるなどの効果を奏する。 The deterioration diagnosis tool for a concrete structure of the present invention has (1) a quality such as material permeability is constant, (2) a material design that can ensure the accuracy of analysis after collection, (3) There are advantages such as excellent convenience such as size, shape and usability, and (4) easy sample identification.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は、特に規定しない限り質量基準で示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
本発明において使用するセメントは、その素性が明確である必要がある。セメントの素性とは、普通セメント、高炉セメントなどのように、銘柄が明らかになっている程度では不十分であり、例えば、普通セメントであっても、成分が既知で、化学成分が明らかになっている必要があり、さらに、化合物組成が特定されていることが望ましい。化学成分とは、セメント中のカルシウム、珪素、アルミニウム等の酸化物の含有量の割合で示されるもので、セメントの反応速度、水和熱などを推定するために必要な情報である。セメントの化学成分は、JISR5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」に記載された方法により特定することが望ましい。化合物組成とは、一般的にはセメント中の代表的な化合物である3CaO・SiO2、β-2CaO・SiO2、3CaO・Al2O3、4CaO・Al2O3・Fe2O3の割合で示されるもので、クリンカーの焼成条件や製造されたセメントの特性を考える上で必要な情報である。セメントの化合物組成は、リートベルト法により特定することが望ましい。
The cement used in the present invention needs to have a clear identity. The nature of the cement is not sufficient to the extent that the brand is known, such as ordinary cement and blast furnace cement.For example, even with ordinary cement, the ingredients are known and the chemical composition is revealed. Furthermore, it is desirable that the compound composition is specified. The chemical component is indicated by the ratio of the content of oxides such as calcium, silicon, and aluminum in the cement, and is information necessary for estimating the reaction rate, heat of hydration, and the like of the cement. The chemical component of the cement is desirably specified by the method described in JISR5202 “Method for chemical analysis of Portland cement”. The compound composition, the proportion of generally 3CaO · SiO 2 which is a typical compound in the cement, β-2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O 3, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2
本発明では、骨材はケイ石系および／またはアルミナ質系である必要がある。ケイ石系および／またはアルミナ質系の骨材はセメントや塩化物イオンとほとんど反応しないので、塩化物イオンがモルタル内部に侵入し、フリーデル氏塩を形成しても粉末Ｘ線回折で明確な同定が可能である。ケイ石系および／またはアルミナ質系以外の骨材を使用した場合、例えば、石灰石系のものを使用すると、カルシウムアルミネートモノカーボネート水和物やカルシウムアルミネートヘミカーボネート水和物を生成する。これらの粉末Ｘ線回折のピークはフリーデル氏塩と非常に近いため、明確な同定が難しくなることがある。 In the present invention, the aggregate needs to be silicalite and / or alumina. Silica-based and / or alumina-based aggregates hardly react with cement and chloride ions, so even if chloride ions penetrate into the mortar and form Friedel's salt, it is clear by powder X-ray diffraction Identification is possible. When aggregates other than the quartzite-based and / or alumina-based are used, for example, when a limestone-based aggregate is used, calcium aluminate monocarbonate hydrate or calcium aluminate hemicarbonate hydrate is generated. These powder X-ray diffraction peaks are very close to Friedel's salt and can be difficult to clearly identify.
モルタルの水／セメント比は３０〜７０％の範囲にあることが必要である。３０％未満の場合、モルタル硬化体が密実になりすぎ、調査期間中に適度な塩化物イオンがモルタル内部に浸入せず、塩化物イオンの飛来量の推定が難しくなることがある。また、７０％を超えると、モルタル内部がポーラスになりすぎ、塩化物イオンが短期間に浸入し飽和してしまう可能性がある。 The water / cement ratio of the mortar needs to be in the range of 30-70%. If it is less than 30%, the mortar hardened body becomes too dense, and appropriate chloride ions do not penetrate into the mortar during the investigation period, making it difficult to estimate the amount of chloride ions flying. On the other hand, if it exceeds 70%, the inside of the mortar becomes too porous, and chloride ions may enter and saturate in a short time.
セメントと細骨材の比率は、質量比で、１対０．５〜１対４の範囲にあることが必要である。セメントと細骨材の比率が１対０．５未満では、モルタルの粘性が大きくなり、均一な品質のモルタルパネルの製造が困難になる場合がある。また、モルタルの単位体積当りのセメント量が大きくなることで、モルタル硬化体が密実になりすぎ、調査期間中に塩化物イオンがモルタル内部に浸入せず、塩化物イオンの飛来量の推定が難しくなることがある。セメントと細骨材の比率が１対４を超えると、モルタルパネルを製造するための適度なモルタルの流動性が得られにくくなり、均一な品質のモルタルパネルの製造が困難になる場合がある。また、モルタルの単位体積当りの骨材量が大きくなることで、粉末Ｘ線回折による分析では骨材由来のピークが大きくなりすぎ、塩化物イオンがモルタル硬化体中に浸入して生成されるフリーデル氏塩の同定が難しくなる場合がある。 The ratio of cement and fine aggregate is required to be in the range of 1: 0.5 to 1: 4 in terms of mass ratio. When the ratio of cement and fine aggregate is less than 1: 0.5, the viscosity of the mortar increases, and it may be difficult to manufacture a mortar panel having a uniform quality. In addition, since the amount of cement per unit volume of mortar increases, the cured mortar becomes too dense, and chloride ions do not enter the mortar during the survey period, making it difficult to estimate the amount of chloride ions flying in. May be. When the ratio of cement and fine aggregate exceeds 1: 4, it is difficult to obtain an appropriate mortar fluidity for producing a mortar panel, and it may be difficult to produce a mortar panel of uniform quality. In addition, the aggregate amount per unit volume of the mortar becomes large, so that the peak derived from the aggregate becomes too large in the analysis by powder X-ray diffraction, and chloride ions enter the hardened mortar and are free. The identification of Dell salt may be difficult.
セメント質量１００に対して、増粘材０．０５〜２．０質量部、消泡剤０．０５〜２．０質量部が添加されていることが望ましい。各々０．０５質量部未満では、ブリーディングの影響が大きくなり、モルタルの品質がバラつき、正確な推定ができなくなることがあり、２．０質量部を超えても効果は頭打ちとなり、経済的でなくなる。なお増粘剤や消泡剤の種類は特に限定されない。 It is desirable that 0.05 to 2.0 parts by mass of a thickener and 0.05 to 2.0 parts by mass of an antifoaming agent are added to 100 masses of cement. If the amount is less than 0.05 parts by mass, the influence of bleeding increases, the quality of the mortar varies, and accurate estimation may not be possible. If the amount exceeds 2.0 parts by mass, the effect reaches a peak and is not economical. . The type of thickener or antifoaming agent is not particularly limited.
平板状をなすモルタルパネル１の厚さＴは３〜２０ｍｍの範囲にあることが必要である。厚さＴが３ｍｍ未満では、モルタルパネル１のひび割れが懸念され、また均一なパネル１の製造が困難である。２０ｍｍを超えると自重が大きくなるので、壁面に取り付けた際に落下の危険性が高くなり、こちらも長期間の継続的な調査が困難になる場合がある。尚、後述するように、モルタルパネル１は工場で製作した二次製品である。
The thickness T of the
モルタルパネル１の面積は特に限定されるものではないが、５〜１００ｃｍ2であることが望ましい。尚、モルタルパネル１の面積は、面積が一番大きい面である外面２の面積である。前記面積が５ｃｍ2未満では、分析精度の問題や製造が困難となる。逆に１００ｃｍ2を超えると取扱が不便になる。例えば、図１（Ａ）に示すように、モルタルパネル１が正四角形の場合、面積が１００ｃｍ2とは、１辺が１０ｃｍの正四角形に相当する。なお、モルタルパネル１の形状は特に限定されるものではなく、その形状は、図１（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、正四角形、長方形、円形、楕円形、多角形などが挙げられ、図１（Ａ）（Ｂ）のパネル１は、外面２，内面３及び他の４つの側面を有し、図１（Ｃ）（Ｄ）のパネル１は、外面２，内面３及び他の略円筒状の１つの側面を有し、図１（Ｅ）の六角形のパネル１は、外面２，内面３及び他の６つの側面を有する。
The area of the
モルタルパネル１のセメントの水和率は８０％以上が好ましい。セメントの水和率が８０％未満だと、物質透過性が一定とならず、モルタルパネル１の品質のバラツキが大きくなる場合がある。
The hydration rate of the cement of the
モルタルパネル１の強熱減量の標準偏差および不溶解残分の標準偏差が、繰り返し数１０において、それぞれ５％以内であることが望ましい。これは、モルタルパネル１の材料均一性を表す指標となりえるものである。
It is desirable that the standard deviation of the loss on ignition and the standard deviation of the insoluble residue of the
モルタルのパネル１の製作は28日間の湿潤養生が一般的であるが蒸気養生で実施することも可能である。
The production of the
モルタルパネル１は、図１（Ａ）の正四角形のものでは、測定対象の物質を受ける面の反対側の片面、もしくは測定対象の物質を受ける面以外の５面がシールされ、塩化物イオンや二酸化炭素が遮蔽される構造を有していることが望ましい。この場合、塩化物イオン及び／又は二酸化炭素を遮蔽する遮蔽層を塗布するなどしてモルタルパネル１に設ける。また、測定対象の物質を受ける面の反対側の片面にさらに粘着機能を付与する必要があり、その粘着機構は接着剤などにより付与することができる。例えば、正方形のパネル１を示す図１（Ａ）では、測定対象の物質を受ける面が一面たる外面２であり、反対側の片面が他面たる内面３であり、この内面３に粘着機能を付与する。また、図１（Ａ）では、少なくとも内面３に前記シールを施し、外面２以外の内面３と４側面を合わせた５面に前記シールを施すことが好ましい。また、図１（Ｂ）〜（Ｅ）では、少なくとも内面３に前記シールを施し、外面２を除いた残りの全ての面に前記シールを施すことが好ましい。そして、パネル１は測定対象であるコンクリート構造物の略平坦な表面に前記粘着機能により貼設される。
The
モルタルパネル１の面のうち測定対象の物質を受ける面（外面２）の反対側の片面（内面３）にナンバリングが施されていることが望ましい。暴露面にナンバリングやサンプル名を記入することも重要であるが、暴露面は紫外線の影響や風雨の影響などにより、記したマーキングが消えてしまう可能性がある。例えば、正方形のパネル１を示す図１（Ａ）では、パネル１を他の同形の複数のパネルと識別するために内面３にナンバリングなどの識別表示部を印刷や筆記などにより設ける。
It is desirable that numbering is applied to one surface (inner surface 3) opposite to the surface (outer surface 2) that receives the substance to be measured among the surfaces of the
本発明では，各材料の混合方法は特に限定されるものではなく，それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、予めその一部、或いは全部を混合しておいても差し支えない。混合装置としては、既存の如何なる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー，オムニミキサー，プロシェアミキサー，ヘンシェルミキサー，Ｖ型ミキサー及びナウターミキサー等が挙げられる。また、本発明ではモルタルパネルの製造方法についても特に限定されるものではない。例えば、本願の請求範囲内の形状を施した鉄製やゴム製などの型枠内に流し込み、硬化養生を行うなどの方法が考えられる。 In the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance. As the mixing apparatus, any existing apparatus can be used, and examples thereof include a tilting cylinder mixer, an omni mixer, a pro-shear mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a nauter mixer. In the present invention, the method for producing a mortar panel is not particularly limited. For example, a method of pouring into a mold such as iron or rubber having a shape within the scope of claims of the present application and curing curing can be considered.
以下、実験例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on experimental examples, but the present invention is not limited thereto.
「実験例１」
（使用材料）
"
(Materials used)
セメントＡ：普通ポルトランドセメント JISR5202による化学成分分析値は物性表の通り Cement A: Ordinary Portland cement Chemical component analysis values according to JISR5202 are as shown in the physical property table
セメントＢ：早強ポルトランドセメント JISR5202による化学成分分析値は物性表の通り Cement B: Early strong Portland cement Chemical component analysis values according to JISR5202 are as shown in the physical properties table
増粘剤Ａ：市販のメチルセルロース系増粘剤
消泡剤Ａ：市販のシリコン系消泡剤
水：水道水
Thickener A: Commercially available methylcellulose thickener Antifoam A: Commercial silicone antifoam Water: Tap water
上記使用材料を用いて下記の表２に示す配合により、セメントの種類、水／セメント比、セメント／細骨材比を変え、各種モルタルパネルを製造した。なお、増粘剤Ａはセメント１００質量部に対して０．５部、消泡剤はセメント１００質量部に対して０．５部混和した。モルタルパネルは４×４×０．５cmの大きさとした（図１（Ａ）で縦が４cm、横４cm，厚さＴが０．５cm）。モルタルは、JISR5201に示すモルタルミキサーにて全材料投入後、低速で３０秒練り混ぜた後、高速で９０秒間練り混ぜた。練りあがったモルタルは４×４×１６cmの型枠に打込み、２０℃８０％R.H．以上の恒温恒湿室内にて２４時間静置し、脱型を行った。脱型後、材齢２８日まで２０℃水中にて養生を行い、その後、ダイヤモンドカッターにて所定の厚みに切断して供試体（モルタルパネル）とした。供試体は日本海側の海岸線から約30ｍの道路橋の橋脚の海側壁面にエポキシ系接着剤にて貼り付け、１条件につき５枚のサンプルを１年間暴露した。暴露終了後、供試体を回収し、［非特許文献１］に示す手法を用いて道路橋のコンクリート単位面積当たりの塩分浸透量を推定した。また、値のバラつきを変動係数で評価した。次に実際に暴露した道路橋からコンクリートコアを採取し、推定した塩分浸透量との比較を行い、各条件の推定値の平均値とコンクリートコアから直接測定した値との差異の割合を％にて評価した。試験結果を表２に示す。尚、以下の実験例も本実験例と同様に行った。 Various mortar panels were manufactured by changing the kind of cement, the water / cement ratio, and the cement / fine aggregate ratio according to the formulation shown in Table 2 below using the above-mentioned materials. In addition, 0.5 part of thickener A was mixed with 100 parts by weight of cement, and 0.5 part of antifoaming agent was mixed with 100 parts by weight of cement. The mortar panel was 4 × 4 × 0.5 cm in size (in FIG. 1A, the length was 4 cm, the width was 4 cm, and the thickness T was 0.5 cm). The mortar was mixed with a mortar mixer shown in JISR5201, and after mixing for 30 seconds at low speed, it was mixed for 90 seconds at high speed. The kneaded mortar was poured into a 4 × 4 × 16 cm formwork, 20 ° C., 80% R.H. The mold was left to stand for 24 hours in the above constant temperature and humidity chamber. After demolding, it was cured in water at 20 ° C. until the age of 28 days, and then cut into a predetermined thickness with a diamond cutter to obtain a specimen (mortar panel). Specimens were attached to the sea side wall of the pier of a road bridge about 30m from the coastline on the Sea of Japan side with an epoxy adhesive, and five samples were exposed for one year for one condition. After the completion of the exposure, the specimen was collected, and the amount of salt permeation per concrete unit area of the road bridge was estimated using the method shown in [Non-Patent Document 1]. Moreover, the variation in value was evaluated by a coefficient of variation. Next, concrete cores were collected from the road bridges that were actually exposed and compared with the estimated amount of salt infiltration, and the ratio of the difference between the average value of the estimated values for each condition and the value measured directly from the concrete core was set to%. And evaluated. The test results are shown in Table 2. The following experimental examples were performed in the same manner as this experimental example.
表２のように、実施例は変動係数及びコアとの差異が２０％以内に収まっており、実際のコンクリートの塩分浸透量を精度よく推定できている。一方、比較例は変動係数もしくはコアとの差異が大きく、精度よい推定ができなくなる。 As shown in Table 2, in the examples, the variation coefficient and the difference from the core are within 20%, and the actual salt penetration amount of concrete can be accurately estimated. On the other hand, the comparative example has a large variation coefficient or a difference from the core, and accurate estimation cannot be performed.
「実施例２」
表３のように増粘剤と消泡剤の種類および混和量を変えた他は、モルタルの配合を水／セメント比５０％、セメント／細骨材比１／２．０とし、セメントはセメントＡを用い、細骨材Ａを用い、実施例１と同様に試験を行った。さらに、本実施例ではJISA1123「コンクリートのブリーディング試験方法」に従って、練り混ぜから２時間後のモルタルのブリーディング率を測定した。結果を表３に示す。
"Example 2"
As shown in Table 3, the mortar composition was changed to 50% water / cement ratio and the cement /
下記表３中では、それぞれ下記を用いた。
増粘剤Ａ：市販のメチルセルロース系増粘剤
増粘剤Ｂ：市販のポリアクリルアミド系増粘剤
増粘剤Ｃ：市販のポリビニルアルコール系増粘剤
消泡剤Ａ：市販のシリコン系消泡剤
消泡剤Ｂ：市販のアミド系消泡剤
In Table 3 below, the following were used.
Thickener A: Commercial methylcellulose thickener Thickener B: Commercial polyacrylamide thickener Thickener C: Commercial polyvinyl alcohol thickener Antifoam A: Commercial silicone antifoam Antifoaming agent B: Commercially available amide type antifoaming agent
表３に示すように、増粘剤及び消泡剤の混和率が請求の範囲外となると、精度のよい推定が難しくなる。 As shown in Table 3, when the mixing ratio of the thickener and the antifoaming agent is outside the scope of claims, accurate estimation becomes difficult.
「実施例３」
モルタルの配合を水／セメント比５０％、セメント／細骨材比１／２．０とし、セメントはセメントＡを用い、細骨材を以下の３種類を用いた他は実施例１と同様に試験を行った。結果を表４に示す。
"Example 3"
The composition of mortar was 50% water / cement ratio, cement /
下記表４中では、それぞれ下記を用いた。
細骨材Ａ：ケイ石系珪砂 最大粒径1.0mm
細骨材Ｂ：アルミナ質系アルミナ骨材 最大粒径1.0mm
細骨材Ｃ：細骨材Ａと細骨材Ｂを質量比1：1で混和したもの
細骨材Ｄ：石灰石系砕砂 最大粒径1.2mm
In Table 4 below, the following were used.
Fine aggregate A: Silica-based silica sand Maximum particle size 1.0mm
Fine aggregate B: Alumina-based alumina aggregate Maximum particle size 1.0mm
Fine aggregate C: Fine aggregate A and fine aggregate B mixed at a mass ratio of 1: 1 Fine aggregate D: Limestone crushed sand Maximum particle size 1.2mm
表４に示すように、骨材種類をケイ石系及び／又はアルミナ質以外のものを用いると、精度のよい推定ができなくなる。 As shown in Table 4, when an aggregate type other than quartzite and / or alumina is used, accurate estimation cannot be performed.
「実施例４」
モルタルの配合を水／セメント比５０％、セメント／細骨材比１／２．０とし、セメントはセメントＡを用い、細骨材は細骨材Ａを用いモルタルを作製し、モルタルパネルのサイズを変えたこと以外は実施例１と同様に試験を行った。またその他に暴露後のモルタルパネルの状況も観察した。結果を表５に示す。
Example 4
The mortar composition is 50% water / cement ratio, and the cement / fine aggregate ratio is 1 / 2.0. Cement is used for cement and fine aggregate is used for fine aggregate. The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the above was changed. In addition, the condition of the mortar panel after exposure was also observed. The results are shown in Table 5.
表５より、モルタルパネルの大きさについて比較例はひび割れや供試体の落下などがあり、精度の高い推定が難しくなる。 From Table 5, the comparative examples of the size of the mortar panel include cracks and drop of the specimen, and it is difficult to estimate with high accuracy.
「実施例５」
モルタルの配合を水／セメント比５０％、セメント／細骨材比１／２．０とし、セメントはセメントＡを用い、細骨材は細骨材Ａを用いモルタルを作製し、モルタルの養生方法を下記のように変え、養生終了後、モルタルを粉砕し、リートベルト法により、セメント鉱物中のＣ3Ｓ、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦの未反応鉱物を同定し、水和率を測定したこと以外は実施例１と同様に試験を行った。結果を表６に示す。
"Example 5"
Mortar blending with water / cement ratio 50%, cement /
下記表６中では、それぞれ下記を用いた。
養生方法Ａ：脱型後、材齢３日まで２０℃水中養生後、暴露開始。
養生方法Ｂ：脱型後、材齢７日まで２０℃水中養生後、暴露開始。
養生方法Ｃ：脱型後、材齢２８日まで２０℃水中養生後、暴露開始。
養生方法Ｄ：脱型後、材齢９１日まで２０℃水中養生後、暴露開始。
養生方法Ｅ：モルタル打込み後、４時間後に蒸気養生を開始し、蒸気養生開始後４時間 後に８０℃まで到達させ、それを４時間保持し、その後材齢２４時間まで 自然冷却した後、暴露開始。
In Table 6 below, the following were used.
Curing method A: After demolding, exposure was started after curing at 20 ° C in water until the age of 3 days.
Curing method B: After demolding, exposure to 20 ° C. water until 7 days of age, then start exposure.
Curing Method C: After demolding, exposure was started after water curing at 20 ° C. until the age of 28 days.
Curing method D: After demolding, exposure was started after curing in water at 20 ° C. until the age of 91 days.
Curing method E: Start steam curing 4 hours after mortar implantation, reach 80 ° C 4 hours after starting steam curing, hold it for 4 hours, and then naturally cool to age 24 hours, then start exposure .
表６より、水和率が８０％以下のものは変動係数及びコアとの差異が大きく、精度のよい推定が難しくなる。 From Table 6, when the hydration rate is 80% or less, the coefficient of variation and the difference from the core are large, and accurate estimation becomes difficult.
「実施例６」
モルタルの配合をセメント／細骨材比１／２．０とし、セメントはセメントＡを用い、細骨材は細骨材Ａを用いモルタルを作製した以外は実施例１と同様に試験を行った。但し、モルタルパネルの強熱減量および不溶解残分を測定した。水／セメント比は５０％を中心に±５％任意に変動させ、前記強熱減量及び不溶解残分の標準偏差が繰り返し数１０において、任意の値をとるモルタル供試体の集団を作製し、評価した。
"Example 6"
The test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the mortar was mixed with a cement / fine aggregate ratio of 1 / 2.0, cement was used with cement A, and fine aggregate was used with fine aggregate A. . However, the ignition loss and insoluble residue of the mortar panel were measured. The water / cement ratio is arbitrarily changed by ± 5% centering on 50%, and a population of mortar specimens in which the standard deviation of the ignition loss and the insoluble residue takes an arbitrary value at a repetition number of 10 is prepared, evaluated.
表７より、強熱減量及び不溶解残分の標準偏差が繰り返し数１０において、５を超えるものは変動係数もしくはコアとの差異が大きく、精度よい推定ができなくなる。 From Table 7, when the standard deviation of the ignition loss and insoluble residue exceeds 10 in the number of repetitions 10, the coefficient of variation or the difference from the core is large, and accurate estimation cannot be performed.
「実施例７」
実施例１と同様の方法でモルタルパネルを作製し、同じ道路橋にモルタルパネルを貼り付け暴露を行った。但し、本実施例ではコンクリート構造物である橋脚及び高欄部の２箇所に１条件５枚ずつ設置した。暴露後のモルタルパネルを用いて、本実施例ではコンクリートの中性化深さについて推定を行った。
"Example 7"
A mortar panel was prepared in the same manner as in Example 1, and the mortar panel was attached to the same road bridge for exposure. However, in this example, five pieces were installed in one condition at two locations on the pier and the balustrade that are concrete structures. In this example, the carbonation depth of the concrete was estimated using the exposed mortar panel.
尚、モルタルパネルはシリコン系の接着剤を用いて貼り付けた。また、モルタルパネルを暴露後、剥ぎ取って回収し、モルタルパネル中の炭酸カルシウム生成量を熱重量分析で測定し、暴露前後の重量差からモルタルパネルの含水率を算出した。モルタルパネルの炭酸カルシウム生成量と、コンクリート構造物から採取したコアの中性化深さ測定結果とから、ばらつきは見られるが、モルタルパネルの炭酸カルシウム生成量が多いほど、コンクリート構造物の中性化深さも大きくなる傾向が確認できた。しかし、モルタルパネルとコンクリート構造物は同一環境下に置かれているものの、使用材料や配合が異なることから、中性化に対する抵抗性は異なる。そこで、別途実施したモルタルパネルの暴露試験結果から、コンクリート構造物の中性化深さを予測する方法について検討した。そして、モルタルパネルの条件におけるFickの拡散方程式の解析解から、モルタルパネルの単位暴露面積当りの拡散物質（二酸化炭層）の浸透量の式が得られる。 The mortar panel was attached using a silicon-based adhesive. Moreover, after exposing the mortar panel, it was peeled off and collected, and the amount of calcium carbonate produced in the mortar panel was measured by thermogravimetric analysis, and the moisture content of the mortar panel was calculated from the weight difference before and after the exposure. There is some variation between the amount of calcium carbonate produced by the mortar panel and the measurement result of the neutralization depth of the core taken from the concrete structure, but the more calcium carbonate produced by the mortar panel, the more neutral the concrete structure. The tendency to increase the depth of formation was confirmed. However, although the mortar panel and the concrete structure are placed in the same environment, the resistance to neutralization is different because the materials used and the composition are different. Therefore, we examined a method for predicting the neutralization depth of concrete structures from the results of mortar panel exposure tests conducted separately. From the analytical solution of Fick's diffusion equation under the conditions of the mortar panel, an equation for the penetration amount of the diffusing material (carbon dioxide layer) per unit exposed area of the mortar panel is obtained.
具体的には下記の数１を用い、モルタルパネル中の炭酸カルシウム生成量から二酸化炭素拡散係数を求めた。
Specifically, the following
同じ環境下に置かれる異なる配合のモルタルパネル及びコンクリート構造物中への二酸化炭素の浸透量、即ち炭酸カルシウムの生成量の比は、二酸化炭素の拡散係数の比とＭ∞の比が分かれば上記数１により求めることができる。尚、Ｍ∞は各モルタルパネルの二酸化炭素固定能と見なすことができ、水酸化カルシウム生成量で近似できると考えられる。この影響は、二酸化炭素固定化の影響を含む拡散係数を用いることにより、数１に取り込むこととした。
そして、各設置箇所で求めた二酸化炭素拡散係数を用いて、以下の数２で拡散係数比を求めた。
And the diffusion coefficient ratio was calculated | required by the following formula |
この拡散係数比Ｒについて、暴露したモルタルパネルと実構造物のコンクリートコアと比較し、コアとの差異を評価することで中性化環境の推定の正確性の比較を行った。 The diffusion coefficient ratio R was compared with the exposed mortar panel and the concrete core of the actual structure, and the accuracy of the neutralization environment was compared by evaluating the difference from the core.
表８のように、実施例は中性化環境の推定においてもコアとの差異が２０％以内に収まっており、実際のコンクリートの塩分浸透量を精度よく推定できている。一方、比較例は変動係数もしくはコアとの差異が大きく、精度よい推定ができなくなる。 As shown in Table 8, in the example, the difference from the core is within 20% in the estimation of the neutralization environment, and the actual salt penetration amount of the concrete can be accurately estimated. On the other hand, the comparative example has a large variation coefficient or a difference from the core, and accurate estimation cannot be performed.
このように本実施例では、既知の成分からなるモルタルパネル１を複数形成し、これらモルタルパネル１に識別表示部を設け、そのモルタルパネル１をコンクリート構造物のほぼ平坦な表面に接着固定し、数ヶ月（１ヶ月以上、１年未満）の間暴露した後、回収して分析することにより、モルタルパネル１を固定した付近のコンクリートの状況を確実に推定することができる。
As described above, in this embodiment, a plurality of
１ パネル
２ 外面（一面）
３ 内面（他面）
1
3 Inner surface (other surface)
Claims (7)
セメント質量１００に対して、増粘材０．０５〜２．０質量部、消泡剤０．０５〜２．０質量部が添加されており、フレッシュ性状でブリィーディングがなく、
セメントの反応率が８０％以上であり、
モルタルパネルの面積が、５〜１００ｃｍ ２ であることを特徴とするコンクリート構造物の劣化診断ツール。 Using cement with known ingredients and quartzite-based fine aggregate and / or alumina fine aggregate, water / cement ratio is 30 to 70%, and the ratio of cement to fine aggregate is 1 to 0 by mass ratio. in the range of .5～1 pair 4, a degradation diagnostic tools mortar panels der Turkey Nkurito structure in the thickness range of 3 to 20 mm,
Thickener 0.05-2.0 parts by mass and defoaming agent 0.05-2.0 parts by mass are added with respect to cement mass 100, and there is no bleeding in fresh properties.
Cement reaction rate is 80% or more,
A deterioration diagnosis tool for a concrete structure , wherein the area of the mortar panel is 5 to 100 cm 2 .
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