JP2016109528A

JP2016109528A - 耐中性化特性の評価方法

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Publication number: JP2016109528A
Application number: JP2014246458A
Authority: JP
Inventors: 香織根岸; Kaori Negishi; 康弘東; Yasuhiro Azuma
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: JP6214003B2

Abstract

【課題】試験対象の鉄筋コンクリート柱の表面から鉄筋近傍までの細やかな耐中性化特定の評価を行う。【解決手段】評価の対象となる鉄筋コンクリート柱から部材１０２を切り出し、その部材１０２を、部材１０２の内部の鉄筋１０３ａに接し、当該部材１０２の中心と鉄筋１０３ａとを結ぶ線を延長した部材１０２の外周との交点における部材１０２との接線に平行かつ鉄筋１０３ａの長さ方向に平行となる方向の切断面１０４で、部材１０２のコンクリート部を切断し、供試体１０６を作成する。そして、この供試体１０６を用いて、耐中性化特性の評価を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、耐中性化特性の評価方法に関する。

鉄筋コンクリートは、通常はコンクリートがアルカリ性であるため鉄筋の腐食を防止する効果がある。しかし、大気中の二酸化炭素の影響でコンクリートのｐＨが時間と共に低下し（つまり中性化し）、鉄筋の腐食を進行させることが知られている。

例えば、鉄筋コンクリートに用いられるコンクリートが遠心力締固めによって製造されたコンクリートである場合、コンクリートの水セメント比（Ｗ／Ｃ）は２６％程度と非常に低い。そのため、鉄筋コンクリートの外側（外周側）が密実となり、中性化に対する耐性が高い。一方、鉄筋コンクリートの中心側には空隙が存在するような粗の状態であるため、中性化に対する耐性は必ずしも高くない。つまり、鉄筋コンクリートの外側からの深さによって耐中性化特性の度合いが、異なることが予想される。

ここで、鉄筋コンクリートの深さごとの耐中性化特性の評価を行う方法として、例えば、以下の方法が考えられる。すなわち、まず、試験対象の鉄筋コンクリート柱の表面から内部方向にかけて表面からの距離ごとにコンクリート部材を切り出す。その後、切り出した部材それぞれを樹脂等で封止し、中性化促進試験または暴露試験を行う。そして、試験後の鉄筋コンクリート柱の部材それぞれに対しフェノールフタレイン法により、ｐＨを測定する。

佐藤周之他、「フェノールフタレイン法によるコンクリート中性化の詳細評価技術に関する基礎的研究」、コンクリート工学年次論文集、Vol.31、No.1、p2023-2028、2009. 上田洋他、「コンクリート電柱の中性化および塩化物イオン浸透特性と型枠継ぎ目の影響」、土木学会第58回年次学術講演会、p67-68、2003.

しかし、上記の方法では、試験対象の鉄筋コンクリート柱の表面から鉄筋近傍までの連続した（細やかな）耐中性化特性の評価を行うことができない。そこで、本発明は、前記した問題を解決し、試験対象の鉄筋コンクリート柱の表面から鉄筋近傍までの細やかな耐中性化特性の評価を行うことを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、１本以上の鉄筋を備える鉄筋コンクリート柱の耐中性化特性の評価方法であって、評価の対象となる前記鉄筋コンクリート柱を、前記鉄筋コンクリート柱の内部の任意の１本の鉄筋に接し、前記鉄筋コンクリート柱の中心と前記鉄筋とを結ぶ線を延長した前記鉄筋コンクリート柱の外周との交点における前記鉄筋コンクリート柱との接線に平行かつ前記鉄筋の長さ方向に平行となる方向で前記鉄筋コンクリート柱のコンクリート部を切断し、前記切断した面を用いて、耐中性化特性の評価を行うことを特徴とする。

本発明によれば、試験対象の鉄筋コンクリート柱の表面から鉄筋近傍までの細やかな耐中性化特性の評価を行うことができる。

図１は、鉄筋コンクリート柱および鉄筋コンクリート柱から切り出した部材の例を示す図である。図２は、本実施形態の耐中性化特性の評価方法の手順を示すフローチャートである。図３は、図１で切り出した部材を斜め方向および上方向から見た図である。図４は、切断面の例を示す図である。図５は、切断面におけるフェノールフタレイン法の反応の予測例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、本発明は本実施形態に限定されない。

ここでは、耐中性化特性の評価の対象が、図１に示す鉄筋コンクリート柱１０１である場合を例に説明する。この鉄筋コンクリート柱１０１のコンクリート部分には遠心力締固めコンクリートが用いられる。鉄筋コンクリート柱１０１の形状は、例えば、図１に示すようなせっ頭円錐体型の他、円柱型であってももちろんよい。この鉄筋コンクリート柱１０１の内部には１本以上の鉄筋１０３が配置される。また、この鉄筋コンクリート柱１０１は中空部１０５を備える。

次に、図２を用いて本実施形態の耐中性化特性の評価方法の手順を説明する。まず、評価者は、鉄筋コンクリート柱１０１のうち耐中性化特性を評価したい部材１０２を切り出す（Ｓ１）。例えば、評価者は、図１の鉄筋コンクリート柱１０１から、鉄筋１０３に対して垂直に切り込みを入れ、輪切り状の部材１０２を切り出す。

次に、評価者は、Ｓ１で切り出した部材１０２を所定の切断面で切断することで供試体１０６を作成する（Ｓ２）。例えば、評価者は、図３に示すように、部材１０２を、部材１０２内の任意の１本の鉄筋１０３（例えば、鉄筋１０３ａ）に接し、部材１０２の中心と鉄筋１０３ａとを結ぶ線を延長した部材１０２の外周との交点における部材１０２との接線に平行かつ鉄筋１０３ａの長さ方向に平行となる方向の切断面１０４で、部材１０２のコンクリート部を切断し、供試体１０６を得る。この供試体１０６の切断面１０４ａは、例えば、図４に示すような状態となる。なお、図４の切断面１０４ａ内の塗りつぶし部分（例えば、符号４０１等に示す部分）は骨材であり、骨材が外側に寄っているのはコンクリートの製造時における遠心力によるものである。

Ｓ２の後、試験者は、供試体１０６に対し中性化促進試験または暴露試験を実施し（Ｓ３：試験実施）、耐中性化評価を行う（Ｓ４）。例えば、評価者は、供試体１０６の切断面１０４ａ以外をエポキシ樹脂等で封止し、中性化促進試験または暴露試験を実施する。そして、試験終了後、供試体１０６の切断面１０４ａの中性化領域をフェノールフタレイン法により評価する。

フェノールフタレイン法による評価は、例えば、９５％エタノール９０ｍｌにフェノールフタレインの粉末１ｇを溶かし、水を加えて１００ｍｌとしたものを試薬として用いる。そして、評価者は乾燥した切断面１０４ａに噴霧器等で試薬が滴らない程度に噴霧し、噴霧した試薬の赤色の発色量により各部分の中性化の進行状態を評価する。

例えば、図５に示すように、供試体１０６の切断面１０４ａに対しフェノールフタレイン法を実施することで、鉄筋コンクリート柱１０１の表面に近い部分から鉄筋１０３に近い部分までの中性化の評価を細やかに行うことができる。例えば、図３に示す切断面１０４の左右の端部（図５における符号３０１および符号３０２に示す部分に相当）におけるフェノールフタレインの反応状態を見ることで、鉄筋コンクリート柱１０１の表面に近い部分の中性化の進行状態を評価できる。また、切断面１０４ａの中央部（符号３０３に示す部分）におけるフェノールフタレインの反応状態を見ることで、鉄筋コンクリート柱１０１の鉄筋１０３ａに近い部分の中性化の進行状態を評価できる。

なお、鉄筋コンクリート柱１０１のコンクリート部分に遠心力締固めコンクリートを用いると、鉄筋コンクリート柱１０１の表面に近い部分はコンクリートが密実な状態なので中性化の進行が遅く、一方、中空部１０５に近い部分はコンクリートが粗な状態なので中性化の進行が速いと予測される。従って、上記のような方法で中性化の評価を行うと、図５の切断面１０４ａにおける符号３０１および符号３０２に示す領域ではフェノールフタレインが赤く変色し（ｐＨ１０以上）、符号３０３に示す領域ではフェノールフタレインが変色しない（ｐＨ８〜９程度）と考えられる。

そして、上記のフェノールフタレイン法により得られた色の情報から各評価箇所のｐＨを得た後、これを中性化促進試験または暴露試験に要した時間で除することによって、各評価箇所の中性化速度を求める。これにより、各評価箇所の耐中性化特性を評価することができる。

なお、切断面１０４ａにおけるフェノールフタレイン法の評価箇所が、鉄筋コンクリート柱１０１の表面からどの程度の深さに位置するかは以下のようにして求めることができる。例えば、図５の切断面１０４ａの右端から距離ｙに位置する点３０４の、部材１０２の表面（外周）からの深さｄは以下のようにして求めることができる。

まず、部材１０２（鉄筋コンクリート柱１０１）における鉄筋１０３ａのかぶり深さをｔ、部材１０２の直径をＤとすると（図３参照）、切断面１０４の長さｘは、以下の式（１）により求められる。

例えば、ｔ＝２０ｍｍ、Ｄ＝３００ｍｍの場合は、以下の式（２）に示すように切断面１０４の長さｘ＝７４．８ｍｍとなる。

従って、切断面１０４ａの左端から距離ｙに位置する点３０４の、部材１０２の表面からの深さｄは、以下の式（３）により求めることができる。

よって、例えば、ｔ＝２０ｍｍ、Ｄ＝３００ｍｍの場合、切断面１０４ａの左端から距離ｙに位置する点３０４の、部材１０２の表面からの深さｄは、以下の式（４）により求めることができる。

なお、本実施形態のように、鉄筋コンクリート柱１０１の部材１０２を、この部材１０２内の任意の１本の鉄筋１０３に接し、部材１０２の中心と鉄筋１０３ａとを結ぶ線を延長した部材１０２の外周との交点における部材１０２との接線に平行かつ鉄筋１０３ａの長さ方向に平行となる方向の切断面１０４で、部材１０２のコンクリート部を切断して供試体１０６を作成することで、鉄筋コンクリート柱１０１の深さ方向に大きく拡大された試験面を得ることができる。例えば、図３に示す部材１０２を切断面１０７や切断面１０８で切断して供試体を作成する場合よりも、上記の方法で切り出して供試体を作成した方が、深さ方向に大きく拡大された試験面を得ることができる。これにより鉄筋コンクリート柱１０１の深さ方向の耐中性化特性をきめ細かに評価できる。

なお、鉄筋コンクリート柱１０１に用いられるコンクリートは、遠心力締固めコンクリート以外のコンクリート（例えば、振動締固めコンクリート等）あってもよいが、本実施形態の耐中性化特性の評価方法は、遠心力締固めコンクリートのように、外周部と中心部とで耐中性特性が異なると予想されるコンクリートに対し、特に適用効果が高いと考えられる。

１０１鉄筋コンクリート柱
１０２部材
１０３鉄筋
１０４切断面
１０５中空部
１０６供試体

Claims

１本以上の鉄筋を備える鉄筋コンクリート柱の耐中性化特性の評価方法であって、
評価の対象となる前記鉄筋コンクリート柱を、前記鉄筋コンクリート柱の内部の任意の１本の鉄筋に接し、前記鉄筋コンクリート柱の中心と前記鉄筋とを結ぶ線を延長した前記鉄筋コンクリート柱の外周との交点における前記鉄筋コンクリート柱との接線に平行かつ前記鉄筋の長さ方向に平行となる方向で前記鉄筋コンクリート柱のコンクリート部を切断し、前記切断した面を用いて、耐中性化特性の評価を行うことを特徴とする耐中性化特性の評価方法。
前記耐中性化特性の評価は、
前記鉄筋コンクリート柱の前記切断した面以外を封止して中性化促進試験または暴露試験を実施した後、
前記切断した面に対し、フェノールフタレイン法を用いることで行われることを特徴とする請求項１に記載の耐中性化特性の評価方法。
前記鉄筋コンクリート柱のコンクリート部分は、
遠心力締固めにより作成されたコンクリートであることを特徴とする請求項１または２に記載の耐中性化特性の評価方法。