JP2793654B2 - Measurement method of carbonation degree of concrete building materials - Google Patents
Measurement method of carbonation degree of concrete building materialsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コンクリート系建築材料の炭酸化度の測定
方法に関し、特に工業化住宅における軽量気泡コンクリ
ート製パネルの炭酸化度の測定方法として好適である。The present invention relates to a method for measuring the degree of carbonation of a concrete building material, and is particularly suitable as a method for measuring the degree of carbonation of a lightweight cellular concrete panel in an industrialized house. is there.
［背景技術］ 通常のコンクリートの場合、炭酸化が問題となるの
は、その内部に埋め込まれている鋼材が腐食するからで
ある。即ち、通常のコンクリートにおけるポルトランド
セメントの主な水和物はポルトランダイトCa（OH）２で
あり、このアルカリによって鋼材は腐食から保護されて
いる。ところが、コンクリートが炭酸化されると、中性
化が起こり、防錆効果が失われる。鋼材は錆びると体積
が膨張し、これによってコンクリート自体が破壊され
る。[Background Art] In the case of ordinary concrete, the reason why carbonation becomes a problem is that the steel material embedded therein is corroded. That is, the main hydrate of Portland cement in ordinary concrete is portlandite Ca (OH) 2 , and the alkali protects the steel material from corrosion. However, when concrete is carbonated, it is neutralized and loses its rust prevention effect. When steel rusts, its volume expands, which destroys the concrete itself.
一方、工業化住宅用パネルの軽量気泡コンクリートの
ように、オートクレーブ養生（高圧高温水蒸気養生）さ
れているものは、通常のコンクリートとは組成及び構造
が異なる。主たる水和生成物は、良く結晶化したＣ−Ｓ
−Ｈ系のものであり、製造後、速やかに中性化されるの
で、通常のコンクリートのようなアルカリによる鋼材の
保護効果は得られない。そこで、軽量気泡コンクリート
の場合、鋼材の防錆効果は、鋼材に対する防錆処理によ
って得ている。従って、軽量気泡コンクリートでは、中
性化による炭酸化の問題は生じないが、軽量気泡コンク
リートにおいても炭酸化の進行に伴って多くの問題が生
じる。例えば、i.コンクリートのかさ密度が増加して、
空隙率が減少する、ii.遊離したシリカゲルによって、
乾燥収縮は炭酸化されていないものより大きくなる、ii
i.コンクリートの長さ変化は、ひび割れの原因となる、
等である。On the other hand, an autoclaved (high-pressure, high-temperature, steam-cured) cured material, such as lightweight cellular concrete for industrialized housing panels, has a different composition and structure from ordinary concrete. The main hydration product is a well crystallized CS
-H-based steel, which is neutralized immediately after production, so that the effect of protecting steel by alkali such as ordinary concrete cannot be obtained. Therefore, in the case of lightweight cellular concrete, the rust prevention effect of the steel material is obtained by rust prevention treatment on the steel material. Therefore, in light-weight cellular concrete, the problem of carbonation due to neutralization does not occur, but also in lightweight cellular concrete, many problems occur with the progress of carbonation. For example, i. Concrete bulk density increases,
Porosity is reduced, ii.
Drying shrinkage is greater than uncarbonated, ii
i.Changes in concrete length can cause cracks,
And so on.
従来、このようなコンクリート系建築材料の炭酸化度
の測定方法として、i.フェノールフタレインを使用した
定性的分析方法、ii.炭酸カルシウムの回折線の強度を
測定するＸ線回折法、iii.炭酸塩を塩酸で分解して生じ
た二酸化炭素ガス（炭酸ガス）による圧力上昇を水銀マ
ノメータで測定する方法等がある。Conventionally, as a method of measuring the degree of carbonation of such a concrete building material, i. A qualitative analysis method using phenolphthalein, ii. An X-ray diffraction method for measuring the intensity of diffraction lines of calcium carbonate, iii. There is a method of measuring a pressure rise due to carbon dioxide gas (carbon dioxide gas) generated by decomposing a carbonate with hydrochloric acid using a mercury manometer.
［発明が解決しようとする課題］ 上述したフェノールフタレインを使用する方法によれ
ば、炭酸化によるコンクリートの中性化を問題とした方
法であり、軽量気泡コンクリートの炭酸化については適
用できない。[Problem to be Solved by the Invention] According to the above-mentioned method using phenolphthalein, the method has a problem of carbonation of concrete by carbonation, and cannot be applied to carbonation of lightweight cellular concrete.
炭酸カルシウムの回折線の強度を測定するＸ線回折法
によれば、再現性及び精度に難点がある。According to the X-ray diffraction method for measuring the intensity of the diffraction line of calcium carbonate, there are difficulties in reproducibility and accuracy.
炭酸塩を分解して生じた二酸化炭素ガスを測定する方
法によれば、試料の前処理及び測定に時間がかかる。ま
た、測定操作において試料中の硫化物を沈澱させるため
に危険な昇コウを使用するので、安全上、操作する人
は、化学分析経験者であることが要求される。更に、硫
化物と昇コウとが反応して生じた硫化水銀は有毒である
ため、保管上及び処理上大きな問題となる。According to the method of measuring the carbon dioxide gas generated by decomposing the carbonate, it takes time for pretreatment and measurement of the sample. In addition, since dangerous damp raising is used to precipitate sulfide in a sample in the measurement operation, the operator is required to be an expert in chemical analysis for safety reasons. Further, mercury sulfide generated by the reaction between sulfide and asparagus is toxic, and poses a serious problem in storage and processing.
本発明は、容易、且つ短時間に測定することができる
コンクリート系建築材料の炭酸化度の測定方法を提供す
ることを目的とする。An object of the present invention is to provide a method for measuring the degree of carbonation of a concrete building material that can be easily and quickly measured.
［課題を解決するための手段］ 本発明に係るコンクリート系建築材料の炭酸化度の測
定方法は、コンクリート系建築材料を採取して秤量し、
これを試料とする操作と、この試料を酸素で燃焼させ
て、試料中の炭素分を二酸化炭素（CO2）にする操作
と、この二酸化炭素の量を測定する操作と、を有するこ
とを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The method for measuring the degree of carbonation of a concrete building material according to the present invention comprises collecting and weighing a concrete building material,
It is characterized by having an operation of using this as a sample, an operation of burning this sample with oxygen to convert carbon content in the sample to carbon dioxide (CO 2 ), and an operation of measuring the amount of carbon dioxide. And
炭酸化度は、建築材料の種類により相対的なものであ
るから、完全に炭酸化した試料のCO2量を炭酸化度100
％、炭酸化していない試料のCO2量を炭酸化度０％とし
て、測定すべき試料の炭酸化度（％）を算出する。Degree of carbonation, since is relative depending on the type of building materials, fully carbonated degree the amount of CO 2 carbonated sample 100
%, The amount of CO 2 samples not carbonated 0% degree of carbonation, and calculates degree of carbonation of the sample to be measured (%).
二酸化炭素量の測定手段は、任意であるが、乾式の例
えば赤外線分析計が好ましい。この赤外線分析計として
は、例えば市販の光断続法による変調方式を利用した非
分散型赤外線分析計、流体変調方式（クロスフロー方
式）を利用した非分散型赤外線分析計等を用いることが
できる。The means for measuring the amount of carbon dioxide is arbitrary, but a dry type, for example, an infrared analyzer is preferable. As the infrared spectrometer, for example, a commercially available non-dispersive infrared spectrometer using a modulation method based on the optical intermittent method, a non-dispersive infrared spectrometer using a fluid modulation method (cross flow method), or the like can be used.
［実施例］ 本発明の一実施例を、この実施例で使用する測定装置
と併せて説明する。[Example] An example of the present invention will be described together with a measuring apparatus used in this example.
第１図は、本実施例で使用するコンクリート系建築材
料の炭酸化度の測定装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for measuring the degree of carbonation of a concrete building material used in the present embodiment.
この測定装置は、試料１の燃焼部10と、この燃焼部10
における燃焼ガスである二酸化炭素（CO2）量の赤外線
検出部20と、計測部30とが連結されて構成される。The measuring device includes a combustion section 10 of the sample 1 and the combustion section 10.
The infrared detecting unit 20 for measuring the amount of carbon dioxide (CO 2 ), which is the combustion gas, is connected to the measuring unit 30.
前記燃焼部10は、管状ヒータ11と、この中に配置され
る試料１収容用の容器12とを備える。この燃焼部10内に
は、図示しない酸素供給装置より酸素が流されている。The combustion unit 10 includes a tubular heater 11 and a container 12 for housing the sample 1 disposed therein. Oxygen is supplied into the combustion section 10 from an oxygen supply device (not shown).
前記CO2量の赤外線検出部20は、赤外線21を放射する
赤外光源22と、燃焼部10からのCO2ガスが導入されるセ
ル23と、赤外線検出器24とを備える。The CO 2 amount infrared detecting section 20 includes an infrared light source 22 that emits infrared rays 21, a cell 23 into which CO 2 gas from the combustion section 10 is introduced, and an infrared detector 24.
前記計測部30は、操作部31と、データを処理するマイ
クロコンピュータ32と、プリンタ33とを備え、必要に応
じて図示しない表示パネル、CRT等の表示装置を備え
る。The measurement unit 30 includes an operation unit 31, a microcomputer 32 that processes data, and a printer 33, and a display device such as a display panel or a CRT (not shown) as necessary.
この測定装置を使用して、次のようにコンクリート系
建築材料の炭酸化度の測定が行われる。Using this measuring device, the degree of carbonation of a concrete building material is measured as follows.
先ず、炭酸化度を測定するコンクリート系建築材料を
切断し、乾燥した後、粉砕する。First, a concrete building material for measuring the degree of carbonation is cut, dried, and ground.
次に、粉砕した建築材料を適当量採取して秤量し、こ
の試料１を容器12に入れる。この試料１の入った容器12
を燃焼部10内に配置し、酸素気流の下、ヒータ11で試料
１を1200℃程度に加熱して燃焼させる。この燃焼によっ
て、試料１中の炭素分は二酸化炭素に変換され、CO2ガ
スが発生する。Next, an appropriate amount of the crushed building material is collected and weighed, and the sample 1 is placed in the container 12. Container 12 containing this sample 1
Is placed in the combustion section 10, and the sample 1 is heated to about 1200 ° C. by the heater 11 and burned under an oxygen stream. By this combustion, the carbon content in the sample 1 is converted into carbon dioxide, and CO 2 gas is generated.
次に、発生したCO2ガスは、酸素気流に搬送されて赤
外線検出部20のセル23内に導かれる。赤外光源22から放
射された赤外線21は、このセル23を透過して赤外線検出
器24に達し、ここでセル23内のCO2ガス濃度に対応した
交流信号に変換される。Next, the generated CO 2 gas is conveyed to the oxygen gas flow and guided into the cell 23 of the infrared detection unit 20. The infrared light 21 emitted from the infrared light source 22 passes through the cell 23 and reaches the infrared detector 24, where it is converted into an AC signal corresponding to the CO 2 gas concentration in the cell 23.
この赤外線検出器24から出力された交流信号は、計測
部30においてAD変換器によりデジタル信号に変換されて
マイクロコンピュータ32に入力される。ここで、CO2ガ
スの直線化処理、変換、積算が行われ、更に校正式によ
りブランク値の補正と試料重量の補正がなされた後、炭
酸化度の結果が表示パネル等に表示され、またプリンタ
33で印字される。The AC signal output from the infrared detector 24 is converted into a digital signal by the AD converter in the measuring unit 30 and input to the microcomputer 32. Here, the linearization processing, conversion, and integration of CO 2 gas are performed, and further, the correction of the blank value and the correction of the sample weight are performed by the calibration formula, and then the result of the degree of carbonation is displayed on a display panel or the like. Printer
Printed at 33.
実験例 上記実施例において、コンクリート系建築材料として
軽量気泡コンクリート（PALC）を用い、また赤外線検出
部20として流体変調方式（クロスフロー方式）を利用し
た非分散型赤外線分析計を使用して、炭酸化度の異なる
７個の試料１を測定した。この試料１の燃焼、CO2ガス
の定量には、（株）堀場製作所製のEMIA−110（商品
名）を使用した。Experimental Example In the above example, light-weight cellular concrete (PALC) was used as a concrete building material, and a non-dispersive infrared spectrometer using a fluid modulation method (cross-flow method) was used as the infrared detection unit 20. Seven samples 1 having different degrees of conversion were measured. EMIA-110 (trade name) manufactured by Horiba, Ltd. was used for combustion of this sample 1 and quantitative determination of CO 2 gas.
また、比較例として、従来の炭酸塩を分解して生じた
CO2ガスを測定する方法により、実験例と同じ各試料に
ついて炭酸化度（％）を測定した。In addition, as a comparative example, it was generated by decomposing a conventional carbonate.
The degree of carbonation (%) was measured for each of the same samples as in the experimental example by a method of measuring CO 2 gas.
これらの測定結果を下記の表−１に示す。 The results of these measurements are shown in Table 1 below.
この表より、実験例と比較例との相関係数γは、0.99
97であり、極めてよい相関関係を示している。従って、
本実施例によれば、比較例の従来法と略同様の炭酸化度
の測定精度が得られることがわかる。 From this table, the correlation coefficient γ between the experimental example and the comparative example is 0.99
97, indicating a very good correlation. Therefore,
According to the present example, it can be seen that the measurement accuracy of the degree of carbonation was substantially the same as that of the conventional method of the comparative example.
また、本実施例によれば、試料の前処理（切断、乾
燥、粉砕）に５分、試料の秤量に１分、測定に１分、計
測に１分の合計約８分かかる。Further, according to the present embodiment, it takes about 8 minutes in total for 5 minutes for sample pretreatment (cutting, drying, and pulverization), 1 minute for weighing the sample, 1 minute for measurement, and 1 minute for measurement.
これに対して、比較例の従来法によれば、試料の前処
理（切断、乾燥、乳鉢での粉砕）に13分、試料の秤量に
１分、測定に30分、計測に１分の合計約45分かかる。On the other hand, according to the conventional method of the comparative example, a total of 13 minutes for sample pretreatment (cutting, drying, crushing in a mortar), 1 minute for sample weighing, 30 minutes for measurement, and 1 minute for measurement It takes about 45 minutes.
従って、本実施例によれば、比較例と比べて、１試料
当たり、約37分測定時間を短縮することができ、約1/6
の測定時間で済む。Therefore, according to the present embodiment, the measurement time can be reduced by about 37 minutes per sample as compared with the comparative example, and about 1/6
Measurement time.
なお、使用する測定装置の赤外線検出部20は、非分散
型であれば、流体変調方式（クロスフロー方式）を利用
した非分散型赤外線分析計の代わりに、光断続法による
変調方式を利用した非分散型赤外線分析計を使用しても
よい。If the infrared detector 20 of the measuring device to be used is a non-dispersive type, instead of a non-dispersive infrared analyzer using a fluid modulation method (cross flow method), a modulation method based on an optical intermittent method is used. A non-dispersive infrared analyzer may be used.
また、上記実施例では、速やかに燃焼させるために酸
素気流を燃焼部10内に導入したが、多少時間がかかって
も差し支えないのであれば、空気中で燃焼させてもよ
い。Further, in the above-described embodiment, the oxygen gas flow is introduced into the combustion section 10 for prompt combustion, but the combustion may be performed in air if it takes some time.
更に、炭酸化度の測定対象となるコンクリート系建築
材料は、通常のコンクリート、軽量気泡コンクリート等
任意である。Further, the concrete building material for which the degree of carbonation is to be measured is arbitrary such as ordinary concrete and lightweight cellular concrete.
［発明の効果］ 本発明によれば、コンクリート系建築材料の炭酸化度
を容易、かつ短時間に測定することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, the degree of carbonation of a concrete building material can be measured easily and in a short time.
第１図は本発明の一実施例で使用する測定装置の構成図
である。 １……試料、10……燃焼部、11……ヒータ、12……容
器、20……赤外線検出部、22……赤外光源、23……セ
ル、24……赤外線検出器、30……計測部。FIG. 1 is a configuration diagram of a measuring device used in one embodiment of the present invention. 1 ... sample, 10 ... burning part, 11 ... heater, 12 ... container, 20 ... infrared detector, 22 ... infrared light source, 23 ... cell, 24 ... infrared detector, 30 ... Measurement unit.
Claims (1)
し、これを試料とする操作と、 この試料を酸素で燃焼させて、試料中の炭素分を二酸化
炭素にする操作と、 この二酸化炭素の量を測定する操作と、 を有することを特徴とするコンクリート系建築材料の炭
酸化度の測定方法。1. An operation of collecting and weighing a concrete building material and using it as a sample; an operation of burning the sample with oxygen to convert carbon content in the sample to carbon dioxide; A method of measuring the degree of carbonation of a concrete building material, comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP23863289A JP2793654B2 (en) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Measurement method of carbonation degree of concrete building materials |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100460A JPH03100460A (en) | 1991-04-25 |
| JP2793654B2 true JP2793654B2 (en) | 1998-09-03 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4996895B2 (en) * | 2006-08-23 | 2012-08-08 | 四国電力株式会社 | Calcium carbonate concentration measuring method, measuring device and calcium carbonate concentration control device |
| JP2014190903A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Clion Co Ltd | Calculation method of carbonation degree of light-weight air bubble concrete panel |
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- 1989-09-13 JP JP23863289A patent/JP2793654B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH03100460A (en) | 1991-04-25 |
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