JPH11258148A - Method and apparatus for testing surface deterioration of cementitious cured object by acidic water - Google Patents

Method and apparatus for testing surface deterioration of cementitious cured object by acidic water

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JPH11258148A
JPH11258148A JP5761598A JP5761598A JPH11258148A JP H11258148 A JPH11258148 A JP H11258148A JP 5761598 A JP5761598 A JP 5761598A JP 5761598 A JP5761598 A JP 5761598A JP H11258148 A JPH11258148 A JP H11258148A
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JP
Japan
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water
acidic water
cement
product
concrete
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Application number
JP5761598A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosaku Ikeo
陽作 池尾
Toshio Yonezawa
敏男 米澤
Tateo Mitsui
健郎 三井
Nobutaka Ogawa
修隆 小川
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Takenaka Komuten Co Ltd
Takenaka Doboku Co Ltd
Original Assignee
Takenaka Komuten Co Ltd
Takenaka Doboku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a deterioration test means imitating a natural state in consideration of the physical force due to the acidity properties possessed by acidic water in a cementitious cured object such as concrete or the like and the movement of water. SOLUTION: A constant quantity per a time of acidic water 4 is sprinkled over the surface of a cementitious cured object comprising concrete, mortar or paste and the surface of the product applied to the surface of the cured object through a spray nozzle 5 so as to imitate a mode such that rain pours on a wall surface or applied to the surface of the product allowed to approach a vertical posture, after concentrated thereto through a concentrating plate 7 so as to imitate such a mode that rain is conc. along the surface of a roof to flow along the wall surface. Further, a process concentrating this water sprinkling through the concentrating plate 7 so as to imitate such a mode that conc. rain is applied to a floor locally in a waterfall state to apply the same to the surface of the product allowed to approach a horizontal posture under the setting of a predetermined falling height is repeatedly applied at a definite drying time interval and, thereafter, a change in the surface color of the product and a change in the surface roughness thereof are measured to evaluate the resistance against acidic water of the surface of the cement cured object.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セメントを硬化材
として用いたコンクリート、モルタル、ペーストおよび
これらを基盤として表面にコーティングした材料の表面
の酸性水に対する抵抗性を試験するセメント系硬化体表
面の酸性水による劣化試験方法及びその装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concrete cement, a mortar, a paste using a cement as a hardener, and a cement-based hardened body surface for testing the resistance of the surface of a material coated on the basis thereof to acid water. The present invention relates to a method and an apparatus for testing deterioration with acidic water.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンクリートはセメントの水和反応によ
り強度を増し、生じたセメントゲルと空隙層のCa(O
H)2で強アルカリ性を保持し、鉄筋腐食を防止する。酸
性雨はこのコンクリートを中性化させる作用と、pHが
低ければセメントゲルを分解し、コンクリートを劣化さ
せる作用を持つ。
2. Description of the Related Art Concrete increases its strength due to the hydration reaction of cement.
H) Maintain strong alkalinity by 2 and prevent corrosion of reinforcing steel. Acid rain has a function of neutralizing the concrete and a function of decomposing the cement gel if the pH is low to deteriorate the concrete.

【0003】最近、酸性雨による環境汚染が問題視さ
れ、コンクリート建造物についても、地下道や軒下での
コンクリートツララの生成や、モルタル剥離などの現象
がみられる。酸性雨がコンクリートに及ぼす影響につい
てはいくつかの報告がなされている。例えば、コンクリ
ートのセメントゲルの溶解は酸性雨だけでなく中性の水
でも起こるが、問題は速度であり、現在の大気環境中に
は、その促進要因が多い。影響を及ぼすかどうかは雨水
の酸濃度と雨量に関係する。
[0003] Recently, environmental pollution due to acid rain has been regarded as a problem, and concrete buildings have phenomena such as formation of concrete vines in underground passages and under eaves, and peeling of mortar. There are several reports on the effects of acid rain on concrete. For example, the dissolution of concrete cement gel occurs not only in acid rain but also in neutral water, but the problem is speed, and in the current atmospheric environment there are many factors that promote it. The effect depends on the acid concentration and rainfall in the rainwater.

【0004】コンクリート構造物の維持管理のため、酸
によるコンクリートの品質低下速度を検討し、容易な耐
酸性向上法としてのコーティング剤塗布効果に関する研
究としては、従前からの浸漬法がある。これは、酸性水
に試験体を浸漬させた後にコンクリートの圧縮強度、重
量減少、Caイオン量等の測定を行うもので、酸性水は
常にコンクリートと接しているため、酸性水の濃度はコ
ンクリートから溶出するアルカリによって随時変化して
おり、試験条件が一定とはいえない。また、溶液の移動
が少ないため、雨等の水の移動に伴う物理的な力を与え
ることができない。よって、耐酸性雨試験を行う場合、
コンクリート中のアルカリ成分の溶出によるpH上昇が
著しい浸漬法ではなく、一定pHの人工酸性雨による降
雨法が自然状態を模擬する適当な方法といえる。
[0004] In order to maintain the concrete structure, the rate of deterioration of the concrete quality by acid is examined, and as a study on the effect of applying a coating agent as an easy acid resistance improving method, there is a conventional dipping method. This is to measure the compressive strength, weight loss, Ca ion amount, etc. of concrete after immersing the test specimen in acidic water.Since acidic water is always in contact with concrete, the concentration of acidic water is The test conditions vary depending on the eluted alkali, and the test conditions are not constant. Further, since the movement of the solution is small, it is impossible to give a physical force accompanying the movement of water such as rain. Therefore, when performing the acid rain resistance test,
Rather than the immersion method in which the pH rise is remarkable due to the elution of the alkali component in the concrete, the rainfall method using artificial acid rain at a constant pH can be said to be an appropriate method for simulating the natural state.

【0005】叙上の自然状態を模擬し得る手段の付与と
いう観点から、特公平7−92431号公報における手
段が適格と考えられている。すなわち、この提案はもと
もとは、金属材料、塗料、メッキ、高分子材料等の屋外
における腐食を促進試験するためのもので、特に、近年
注目されてきた建築物、橋梁、コンクリート等の酸性雨
による腐食を促進試験するためにも用いることができる
とされたもので、一つの試験槽内で酸性雨による腐食、
光照射による劣化を試験できる装置であって、酸性雨に
よる腐食に太陽光による光劣化条件(耐候性試験用光源
を用いた光照射の条件)を追加し、かつ照射乾燥時にお
ける試料の初期の温度上昇傾向が屋外暴露(自然界)と
近似するようにし、試料表面の濡れが短時間で乾燥で
き、かつ試料を照射乾燥するための光源の光量が一定で
ある装置の開発が強く望まれていたことに応えたもので
ある。
From the viewpoint of providing means capable of simulating the natural state described above, the means disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-92431 is considered to be suitable. In other words, this proposal was originally intended to conduct an accelerated test of corrosion of metal materials, paints, plating, polymer materials and the like outdoors, and in particular, acid rain caused by buildings, bridges, concrete, etc. It is said that it can also be used for accelerated corrosion tests.
This is a device that can test the deterioration due to light irradiation. It adds the light deterioration condition due to sunlight (the condition of light irradiation using the light source for weather resistance test) to the corrosion due to acid rain, and the initial condition of the sample during irradiation drying. It has been strongly desired to develop a device in which the temperature rise tendency is close to that of outdoor exposure (nature), the wettability of the sample surface can be dried in a short time, and the light amount of the light source for irradiating and drying the sample is constant. In response to that.

【0006】その内容は、第1に、試料に酸性雨溶液を
スプレーし、その溶液に濡れた試料に耐候性試験用光源
の光照射を与えて光劣化を促進し、かつその光源の輻射
熱を利用して急激な乾燥を行う試験装置であって、試験
槽を上下に2分割し、上方をランプ室、下方を試験室と
し、この両室を仕切る開閉自在な仕切板を設け、ランプ
室には、耐候性試験用光源と、耐候性試験用光源上方に
その光を下方に反射する反射板と、耐候性試験用光源下
方にその光を選択透過するフィルターを配し、このフィ
ルターと前記仕切板とでなす空間の耐候性試験用光源の
光を遮らない位置にヒーターを配し、試験室には、床面
に試料を載置する試料台と、側壁に酸性雨溶液を試料台
上の試料にスプレーするスプレーノズルを配し、調温空
気を試験室の上方から送入して下方から排出する循環を
行って試験室内の温度を調節する調温装置を設け、酸性
雨溶液スプレー中は仕切板を閉め、耐候性試験用光源の
輻射熱に加えてヒーターを制御してランプ室内空気を高
温に維持し、スプレー停止と同時に仕切板を開き前記調
温空気を試験室内に導入して試験室の温度調節を開始す
るように、スプレー、ヒーター、仕切板及び調温装置の
動作を制御する制御装置を備えた酸性雨腐食サイクル試
験機をその手段としたものである。
[0006] First, an acid rain solution is sprayed on a sample, and a sample wetted with the solution is irradiated with light from a light source for a weather resistance test to promote light deterioration, and the radiant heat of the light source is reduced. A test device that performs rapid drying using a test chamber. The test chamber is divided into two parts, the upper part is a lamp chamber, the lower part is a test chamber, and an openable and closable partition plate is provided to partition both chambers. Is provided with a light source for weather resistance test, a reflector above the light source for weather resistance test, a reflector for reflecting the light downward, and a filter for selectively transmitting the light below the light source for weather resistance test, A heater is placed in the space between the plate and the light source for the weather resistance test so as not to block the light from the light source.In the test room, a sample table on which the sample is placed on the floor and an acid rain solution on the side wall are placed on the sample table. Arrange a spray nozzle to spray the sample, and apply the conditioned air above the test chamber. A temperature control device that regulates the temperature in the test chamber by circulating from the bottom and discharging from below is installed.The partition plate is closed while the acid rain solution is sprayed, and the heater is controlled in addition to the radiant heat of the light source for weather resistance test Spray, heater, partition plate and temperature control so that the air in the lamp room is maintained at a high temperature, and the partition plate is opened simultaneously with the stop of the spray, and the temperature-controlled air is introduced into the test room to start the temperature control of the test room. An acid rain corrosion cycle tester equipped with a control device for controlling the operation of the device is used as the means.

【0007】しかして、シャッターを設けることでラン
プ室のフィルターへの人工酸性雨溶液の付着がなくなる
ため、キセノンランプの光量の低下が解消され、常に一
定の光量で試料を照射できることになり、試験の再現性
が向上する。又、キセノンアークランプ等の耐候性試験
用光源を用いることによって、その輻射熱を用いるだけ
でなく、試料の光劣化を考慮した人工酸性雨による腐食
が促進できることになる。このランプからの熱をランプ
室内に蓄えて積極的に利用しようとしたものである。即
ち、シャッターが開き循環送風機が動作すると、ランプ
室内で高温に調節されていた空気は試験室内に送気され
る調温空気と一緒に降下することになる。試料表面の乾
燥初期において、試料表面は調温空気と共に降下するこ
の高温空気に晒され、同時に光源の輻射熱を受けるの
で、単純に光源の輻射熱や循環調温空気だけに晒される
場合に比べてより短時間で人工酸性雨溶液による濡れを
乾燥をできることになる。従って、例えば塗膜試料にお
いては、人工酸性雨溶液の塩濃度とpHの急速な変化に
よる塗膜面のしみ、塗膜面の熱膨張と素地の熱膨張の差
から生じる塗膜のはがれ、膨らみなどの現象を促進再現
できることになり、試料の光劣化を考慮した酸性雨によ
る腐食がより促進できる。
However, since the artificial acid rain solution does not adhere to the filter in the lamp chamber by providing the shutter, the decrease in the light amount of the xenon lamp is eliminated, and the sample can always be irradiated with a constant light amount. Reproducibility is improved. In addition, by using a light source for a weather resistance test such as a xenon arc lamp, not only the radiant heat can be used, but also corrosion due to artificial acid rain in consideration of light deterioration of the sample can be promoted. The heat from the lamp was stored in the lamp room and was actively used. That is, when the shutter is opened and the circulating blower is operated, the air that has been adjusted to a high temperature in the lamp chamber falls together with the conditioned air that is blown into the test chamber. In the initial stage of drying the sample surface, the sample surface is exposed to this high-temperature air that descends with the conditioned air, and at the same time receives the radiant heat of the light source. It is possible to dry the wetting by the artificial acid rain solution in a short time. Therefore, for example, in a coating film sample, the coating surface is stained due to a rapid change in the salt concentration and pH of the artificial acid rain solution, and the coating film peels and swells due to the difference between the thermal expansion of the coating surface and the thermal expansion of the substrate. Such a phenomenon can be promoted and reproduced, and corrosion due to acid rain in consideration of light deterioration of the sample can be further promoted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来手段では、
自然状態の模擬の点での配慮は格別なものと解される
が、それは、金属材料、塗料、メッキ、高分子材料を対
象とした場合に限られる。コンクリート等のセメント系
硬化体は酸性水の持つ特徴である酸性の性質と水の移動
による物理力によりセメント水和物が分解、溶出するた
め、金属板、塗装板に比べ酸性水による影響を受けやす
い。すなわち、酸性水には、水としての性質と酸として
の性質の2つの特徴があり、その特徴によってセメント
系硬化体が劣化する。水の化学的性質である溶解性と物
理的性質の物質としての物理力により、セメント系硬化
体表面のセメント水和物のうち溶出しやすい成分を洗い
流す。酸としての性質により、アルカリ性物質であるセ
メント水和物を分解する。酸性水のセメント系硬化体に
及ぼす影響を再現するには、この2つの要素の付加が必
要である。そのため、前記特公平7−92431号の付
加条件ではコンクリートの調合、セメントの種類等の違
いが表面劣化の進行に及ぼす影響を正確に把握すること
はできない。
In the above conventional means,
The considerations in simulating natural conditions are considered exceptional, but only when dealing with metallic materials, paints, plating, and polymeric materials. Cement-based hardened materials such as concrete decompose and elute cement hydrates due to the acidic properties of acidic water and the physical force of water movement, and are more affected by acidic water than metal plates and painted plates. Cheap. That is, the acidic water has two features, that is, the property as water and the property as an acid, and the cement-based hardened body deteriorates due to the two features. By the physical force of a substance having solubility and physical properties, which are the chemical properties of water, components that are easily eluted out of the cement hydrate on the surface of the cement-based hardened body are washed away. Decomposes cement hydrate, which is an alkaline substance, due to its properties as an acid. In order to reproduce the effect of the acidic water on the cement-based cured product, it is necessary to add these two elements. For this reason, under the additional conditions described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-92431, it is not possible to accurately understand the influence of the difference in the mix of concrete, the type of cement, etc. on the progress of surface deterioration.

【0009】酸性水を噴霧させるのみでは水の持つ物理
的な力を十分に与えることができないことから、セメン
ト水和物のように溶出や分解が起きやすい材料に及ぼす
酸性水の影響を十分に模擬しているとはいえない。事
実、特公平7−92431号に示される装置をコンクリ
ートについて用いた結果、(1) 促進劣化試験では中性化
深さの確認はできなかった。これは、中性化が主にCO
2 とCa(OH)2の反応であり、試験槽内に供試体を入
れ、CO2 ガスの供給も行わなかったために影響が少な
かったことによる。(2) 溶出Ca量が圧縮強度に与える
影響は、明確な差が得られなかった。人工酸性雨噴霧法
は自然状態の降雨と同じで浸透しにくいため、1〜1.
5年分の降雨量では内部のセメントゲルの分解までは進
まなかったことによる。との指摘が出されている。
[0009] Since the physical force of water cannot be sufficiently imparted only by spraying the acidic water, the effect of the acidic water on a material such as cement hydrate, which is liable to be dissolved or decomposed, is sufficiently examined. I can't say it's simulated. In fact, as a result of using the apparatus shown in Japanese Patent Publication No. Hei 7-92431 for concrete, (1) the depth of neutralization could not be confirmed in the accelerated deterioration test. This is because carbonation is mainly CO2
This is a reaction between 2 and Ca (OH) 2 , and the influence was small because the specimen was placed in the test tank and the supply of CO 2 gas was not performed. (2) There was no clear difference in the effect of the amount of eluted Ca on the compressive strength. Since the artificial acid rain spraying method is the same as rainfall in a natural state and hardly penetrates, 1-1.
This is because five years of rainfall did not progress until the internal cement gel decomposed. It has been pointed out.

【0010】さらには、雨水のpHがモルタルの色調変
化に及ぼす影響の調査結果が出されており、以下のこと
が明らかになっている。 (1) 酸性雨によりモルタル表面は色相及び彩度が直接影
響され赤褐色となった。 (2) 酸性雨により混和剤を用いた試料も赤褐色となっ
た。 (3) 酸性雨環境下での高炉スラグは他の混和剤よりも色
彩(色相)変化を抑えることが理解できた。 (4) 酸性雨による汚れは色彩調和の中でも特に明度・彩
度調和のバランスを崩す傾向にあった。 (5) セメント系材料は酸の作用からセメント中に含有す
る鉄分が主体となり躯体色彩を赤系に変化させることが
把握された。
[0010] In addition, the results of investigations on the effect of the pH of rainwater on the change in color tone of mortar have been reported, and the following has been clarified. (1) The hue and saturation of the mortar surface became reddish brown due to the acid rain. (2) The sample using the admixture became reddish brown due to acid rain. (3) It was understood that blast furnace slag under acid rain environment suppressed color (hue) change more than other admixtures. (4) Dirt due to acid rain tends to break the balance between lightness and saturation in color harmony. (5) It was found that the cement-based material mainly changed the iron color contained in cement from the action of acid and changed the body color to reddish.

【0011】このことから、セメント系硬化体の表面劣
化にはセメント水和物の変質の結果現れる色の変化もあ
り、表面の色の変化を把握していない以上、硬化体の酸
性水による表面劣化に対する抵抗性を正確に評価するこ
とはできないことが明らかである。本発明は叙上の現状
に鑑みなされたもので、その目的とするところは、酸性
水のセメント系硬化体に及ぼす影響を正確に再現し得、
かつ、その影響要素を正確に把握することによって酸性
水による表面劣化に対する抵抗性を正確に評価する手段
を提供するものである。
From the above, the surface deterioration of the cement-based hardened material includes a change in color which is caused as a result of the deterioration of the cement hydrate. It is clear that the resistance to degradation cannot be evaluated accurately. The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to accurately reproduce the effect of acidic water on a cement-based cured product,
Further, it is intended to provide a means for accurately evaluating the resistance to surface degradation due to acidic water by accurately grasping the influence factors.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のセメント系硬化体表面の酸性水による劣化試
験方法は、コンクリート、モルタル、ペーストのセメン
ト系硬化体および、これら硬化体の表面にコーティング
した製品の表面に壁面に雨が降りそそぐ態様を模擬して
一定濃度の酸性水を時間あたり一定量スプレーノズルを
介して散水し、又、屋根伝いに雨が集中してから壁面を
流れる態様を模擬して該散水を集中板を介して集中させ
てから垂直姿勢に近付けた該製品の表面に当て、さら
に、集中した雨が床に局所的に滝状に当たる態様を模擬
して該散水を集中板を介して集中させてから所定落下高
さ設定のもと水平姿勢に近付けた該製品の表面に当てる
工程を一定時間の乾燥時間をおいて繰り返して加え、し
かる後、製品表面の色の変化及び表面粗さの変化を測定
することにより、セメント硬化体表面の酸性水に対する
抵抗性を評価するとしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for testing the deterioration of a cement-based hardened material surface with acidic water, comprising the steps of: Simulates a mode in which rain falls on the wall surface of the product coated on the surface of the product, spraying a certain amount of acidic water per hour through a spray nozzle, and a mode in which rain concentrates on the roof and then flows on the wall surface Simulating the water spray through the concentration plate and then hitting the surface of the product approaching the vertical position, and further simulating the mode in which the concentrated rain hits the floor locally in a waterfall shape. A process of applying the product to the surface of the product which has been brought close to a horizontal position under a predetermined drop height setting after concentrating via the concentration plate is repeatedly added after a certain drying time, and then the product surface By measuring the change in and the surface roughness change in, in which the evaluating resistance to acid water cement surface.

【0013】本発明のセメント系硬化体表面の酸性水に
よる劣化試験装置は、酸性水タンクと酸性水の散水量、
流速、水滴径が調整できるようにし、散水している間は
調整した量、流速、水滴径で酸性水を一定濃度、一定量
で散水するようにした汲み上げポンプとスプレーノズル
とからなる酸性水散水装置と該スプレーノズルと前方に
所定高さ位置に配される酸性水集中板とから成るとした
ものである。
[0013] The apparatus for testing the deterioration of a cement-based cured product surface with acidic water according to the present invention comprises:
Adjustable flow rate and water droplet diameter, while spraying, adjust the amount, flow rate and water droplet diameter so that acidic water is sprayed at a constant concentration and a fixed amount. The apparatus comprises the apparatus, the spray nozzle, and an acidic water concentration plate disposed at a predetermined height in front of the apparatus.

【0014】セメント系硬化体が酸性水の影響を受けた
場合、劣化として表面に現れる状態の変化は、セメント
水和物の分解、溶出に伴い表面の鉱物組成のバランスが
変化することから生じる色の変化と、セメント水和物の
分解、溶出によって生じる表面粗さの変化である。その
ため、酸性水のセメント系硬化体への影響を把握するた
めには、この2つの変化を測定する必要がある。本発明
は、硬化体の色の変化、表面粗さの変化を測定し、その
変化の程度から酸性水の影響の大小を把握し硬化体の酸
性水に対する抵抗性を評価するとしたものである。表面
の色及び表面の粗さは装置さえあれば簡単に測定がで
き、測定者によるばらつきはほとんど無い。色の測定は
水分による色の変化の影響が生じないように硬化体表面
が十分乾燥した後に測定するものとし、測定には、CI
E XYZ、CIE L*a*b*表示ができる色彩色
差計を用いることが望ましい。表面粗さは、JIS B
0651に準拠した装置以上の性能を持つもので測定
することが望ましい。
When the hardened cementitious body is affected by acidic water, the change in the state that appears on the surface as deterioration is caused by a change in the balance of the mineral composition on the surface accompanying the decomposition and elution of the cement hydrate. And the change in surface roughness caused by the decomposition and elution of cement hydrate. Therefore, it is necessary to measure these two changes in order to grasp the influence of the acidic water on the cement-based hardened material. According to the present invention, the change in color and surface roughness of a cured product is measured, the magnitude of the effect of acidic water is determined based on the degree of the change, and the resistance of the cured product to acidic water is evaluated. The surface color and the surface roughness can be easily measured with only an apparatus, and there is almost no variation among the operators. The color shall be measured after the surface of the cured product has been sufficiently dried so that the effect of the color change due to moisture does not occur.
It is desirable to use a color difference meter capable of displaying EXYZ, CIE L * a * b *. Surface roughness is JIS B
It is desirable to perform measurement with a device having a performance higher than that of a device conforming to 0651.

【0015】[0015]

【作用】本発明では、酸性水の性質の1つである物理力
を散水並びに散水の集中化という方法で硬化体に与え
る。実際にセメント硬化体に酸性水が影響を及ぼす場
合、酸性雨として建築外壁等の硬化体に平均的に小さな
酸性の水滴としてあたる場合や、酸性雨が屋根づたいに
集まり大きな水の固まりとしてコンクリート床等にあた
る場合等が考えられる。従来の方法では、水の物理力を
与えていなかったり、雨の力として平均的に与えるだけ
のものであったため、実際にセメント系硬化体が受ける
酸性水の影響を十分に再現するものではなかったが、本
発明では、実際の酸性水の影響が再現できるように散水
ノズルおよびポンプを用いて酸性水の散水量、流速、水
滴径が調整できるうえに、散水の集中化もできるように
し、散水している間は調整した酸性水が一定濃度、一定
量で硬化体にあたるようにした。このことにより、硬化
体表面の色、表面の粗さを短期間に変化させることが可
能になり、短期間で表面の劣化を再現することができ
る。本発明によると、散水量は酸性水として雨を模擬す
る場合、水滴の大きさと速度が実際の雨の水滴径(最大
6mm)、速度(最大約9m/sec)を越えないように調
整してできるだけ多くしたほうが試験時間を短縮するこ
とができ、セメント硬化体への酸性水の散水は連続的に
散水するよりも、一定時間の乾燥時間をおいてくり返し
散水した方が劣化を促進させる硬化が大きい。
According to the present invention, a physical force, which is one of the properties of acidic water, is applied to the cured product by a method of watering and centralizing watering. When acidic water actually affects the hardened cement body, when it hardly hits the hardened body such as the outer wall of the building as acid rain as small acidic water droplets on average, or when the acid rain collects on the roof and the large amount of water collects on the concrete floor, etc. And so on. In the conventional method, the physical power of water is not given, or it is only given as an average of the power of rain, so it does not sufficiently reproduce the effect of acidic water actually on the cement-based hardened body However, in the present invention, the sprinkling amount, flow velocity, water droplet diameter of the acidic water can be adjusted by using a watering nozzle and a pump so that the effect of the actual acidic water can be reproduced. During sprinkling, the adjusted acidic water was applied to the cured product at a constant concentration and in a constant amount. This makes it possible to change the color and surface roughness of the surface of the cured product in a short period of time, and to reproduce surface deterioration in a short period of time. According to the present invention, when simulating rain as acidic water, the amount of water spray is adjusted so that the size and speed of water droplets do not exceed the actual water droplet diameter (maximum 6 mm) and speed (maximum approximately 9 m / sec). The test time can be shortened by increasing the amount as much as possible, and the watering of acidified water to the hardened cement can be accelerated by repeating repeated watering after a certain drying time, rather than by continuous watering. large.

【0016】本発明で評価できる材料は、コンクリー
ト、モルタル、ペーストのセメントを硬化材とした材料
のほかにこれらを基盤として表面をアルカリ金属ケイ酸
塩などの無機系化合物でコーティング、表面改質したも
の、アルキルアルコキシランなどの撥水剤をコーティン
グしたものが挙げられる。
The materials which can be evaluated in the present invention include concrete, mortar, paste cement as a hardening material, and a surface modified and coated with an inorganic compound such as an alkali metal silicate based on these materials. And those coated with a water repellent such as alkylalkoxylan.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に述べ
る。図1に示される如く、コンクリート試験体1の表面
に一定の濃度pH3.5の酸性水4を時間当り一定量散
水できるようにするため、pH3.5±0.1の酸性水
4をためたタンク2を設置し、そのタンク2から一定量
づつ汲み上げて散水することができるポンプ3とスプレ
ーノズル5を備え付け、排水受け6の上方に支持した試
験体1に対して散水した。散水に用いた水滴の大きさ
は、散水量は時間あたり降水量換算で1500mmとし
た。1回の酸性水の散水は30分とし、次の30分は乾
燥を行った。これを10回繰り返した。実験は温度20
℃湿度60%の環境で行った。実験に用いたコンクリー
トの材料、配合を表1に示す。
Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, acidic water 4 having a pH of 3.5 ± 0.1 was accumulated on the surface of a concrete specimen 1 so that a constant amount of acidic water 4 having a constant concentration of 3.5 could be sprinkled per hour. A tank 2 was provided, and a pump 3 and a spray nozzle 5 capable of pumping up and spraying water from the tank 2 by a predetermined amount were provided, and water was sprayed on a test body 1 supported above a drain receiver 6. Regarding the size of the water droplet used for watering, the watering amount was 1500 mm in terms of precipitation per hour. One sprinkling of acidic water was performed for 30 minutes, and drying was performed for the next 30 minutes. This was repeated 10 times. The experiment was performed at a temperature of 20.
The test was performed in an environment at 60 ° C. and a humidity of 60%. Table 1 shows the materials and compositions of the concrete used in the experiment.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】酸性水を散水する前と散水した後の表面の
色の変化と表面粗さ変化を表2に示す。
Table 2 shows a change in surface color and a change in surface roughness before and after spraying the acidic water.

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】表面の色は、CIE L*a*b*表示が
できる装置で測定し、表面粗さはJIS B 0651
に準拠した装置で測定した。コンクリートの種類によ
り、散水前と後で表面の色、表面粗さとも大きく変化し
たもの、表面の色は大きく変化するが粗さの変化が小さ
いもの、表面の粗さは大きく変化するが色の変化が小さ
いもの、表面の色、表面粗さとも変化が小さかったもの
があり、酸性水の散水によって劣化の状況が異なった。
色の変化は表面組成の変化を現し、表面粗さの変化は表
面組織の変化を現していると考えられ、コンクリートの
調合、材料種類によって表面を構成している組成、組織
に違いがあるためにこのような差が生じると考えられ
る。
The color of the surface is measured by a device capable of displaying CIE L * a * b *, and the surface roughness is measured according to JIS B 0651.
It measured with the apparatus according to. Depending on the type of concrete, the surface color and surface roughness changed greatly before and after watering, the surface color changed significantly but the change in roughness was small, and the surface roughness changed greatly but the color changed. Some of them had little change, and some had little change in surface color and surface roughness.
It is considered that the change in color indicates a change in the surface composition, and the change in surface roughness indicates a change in the surface structure.There are differences in the composition and structure of the surface depending on the concrete mix and material type. It is considered that such a difference occurs.

【0022】このことから、コンクリートにpH3.5
の酸性水を一定の勢いで散水し、乾燥するということを
繰り返すことにより表面の劣化を促進させ、コンクリー
トの劣化促進前後の表面の色、粗さを測定することによ
りコンクリートの酸性雨に対する抵抗性を短期間に評価
できることが確認された。次に、図2に示される如く、
ノズル5から散水した酸性水4をいったん前方に配した
酸性水集中板にあてて、酸性水4を集中させた後にコン
クリートの試験体1にあてた。酸性水4の量はポンプ3
の吐出量と酸性水集中板7の水の出口7aの幅を調整す
ることで変化させる。酸性水4の流れの勢いは、水量に
よって自然に変化する。屋根づたいで雨が集中して壁面
を流れる場合を模擬して、試験体1の角度を垂直に近づ
けた。
From this fact, it is possible to add pH 3.5 to concrete.
The acidity of concrete is accelerated by repeating the process of sprinkling and drying the acidic water at a constant rate and drying, and measuring the color and roughness of the surface before and after the accelerated deterioration of the concrete to reduce the resistance of the concrete to acid rain Was evaluated in a short period of time. Next, as shown in FIG.
The acidic water 4 sprinkled from the nozzle 5 was once applied to an acidic water concentrating plate disposed in front thereof, and the acidic water 4 was concentrated. The amount of acidic water 4 is pump 3
And the width of the water outlet 7a of the acidic water concentration plate 7 are adjusted. The momentum of the flow of the acidic water 4 naturally changes depending on the amount of water. The angle of the test piece 1 was made closer to the vertical to simulate the case where rain would concentrate on the roof and flow on the wall.

【0023】酸性水を散水する前と散水した後の表面の
色の変化と表面粗さ変化を表3に示す。
Table 3 shows the change in surface color and the change in surface roughness before and after spraying the acidic water.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】該水の出口の幅7aを試験体1に比し大き
く設定し、水量を多く設定すると、酸性水が流れる川の
護岸コンクリート等がある場合を模擬することができ
る。さらに、図3に示される如く、酸性水集中板7から
の酸性水4の落下高さHを調整することで、試験体1面
にあたる酸性水4の負荷を変化させ、試験体1の角度は
水平に近づけて、コンクリートの床に局所的に酸性水が
あたる場合を模擬した。
When the width 7a of the outlet of the water is set to be larger than that of the test piece 1 and the amount of the water is set to be larger, it is possible to simulate the case where there is a seawall concrete or the like of a river through which the acidic water flows. Further, as shown in FIG. 3, by adjusting the drop height H of the acidic water 4 from the acidic water concentration plate 7, the load of the acidic water 4 on the surface of the specimen 1 is changed, and the angle of the specimen 1 is changed. It simulated the case where the concrete floor was locally exposed to acidic water by approaching horizontally.

【0026】酸性水を散水する前と散水した後の表面の
色の変化と表面粗さ変化を表4に示す。
Table 4 shows a change in surface color and a change in surface roughness before and after spraying the acidic water.

【0027】[0027]

【表4】 [Table 4]

【0028】但し、上記の壁面模擬、床面模擬の場合
は、コンクリート試験体1にかかる時間当たりの酸性水
4の量は散水方法に比べ2倍の量になるように調整し
た。さらに、散水方法と壁面模擬、床面模擬の試験時の
酸性水4の全量を同じにするために、酸性水4のかけ流
しを30分、乾燥を30分とし、その繰返し回数を散水
方法の半分の5回とした。床面模擬の場合は、コンクリ
ート試験体1と酸性水集中板7の落下高さHを1mとし
ている。
However, in the case of the simulation of the wall surface and the simulation of the floor surface described above, the amount of the acidic water 4 per unit time required for the concrete test piece 1 was adjusted so as to be twice the amount of the water spray method. Furthermore, in order to make the total amount of the acidic water 4 at the time of the test of the water spray method, the wall surface simulation, and the floor surface simulation the same, the acid water 4 was poured for 30 minutes and the drying was performed for 30 minutes. Five times, half. In the case of floor simulation, the drop height H of the concrete test piece 1 and the acidic water concentration plate 7 is 1 m.

【0029】叙上表2〜4を総括すと表5となる。The above Tables 2 to 4 are summarized in Table 5.

【0030】[0030]

【表5】 [Table 5]

【0031】これから、表面粗さの変化は、酸性水の酸
の性質と、物理力との組合せの影響によって引き起こさ
れるセメント水和物の分解、溶出、流出による結果と考
えられる。そのため、酸の影響は酸性水の全量を同じに
したため小さいと考えられ、物理力の影響の違いが結果
として現れると考えられる。また、表面の組織が弱い
(劣化が進行しやすい)コンクリートでは、一旦表面が
劣化して粗さ大きくなると酸性水の影響を受ける表面積
が大きくなるため表面がさらに粗くなると推測される。
(配合1や4のコンクリートは物理力の影響を受けやす
い)色の変化は、粗さの変化に比べると物理力の影響は
小さいと考えられる。また、床面を模擬した場合のよう
に、物理量が大きくなると色の変化を起こしたセメント
水和物自体も流出する可能性が出てくるため、色の変化
は物理量と必ずしも比例しないと考えられる。
From this, it is considered that the change in the surface roughness is a result of the decomposition, elution, and outflow of the cement hydrate caused by the influence of the combination of the acid properties of the acidic water and the physical force. Therefore, it is considered that the influence of the acid is small because the total amount of the acidic water is made the same, and it is considered that the difference in the influence of the physical force appears as a result. Further, in the case of concrete having a weak surface structure (deterioration is likely to progress), it is presumed that once the surface is deteriorated and the roughness is increased, the surface area affected by the acidic water is increased, so that the surface is further roughened.
(Concrete of Formulations 1 and 4 are susceptible to physical force.) It is considered that the change in color is less affected by physical force than the change in roughness. Also, as in the case of simulating a floor surface, if the physical quantity increases, the cement hydrate itself that has changed color may flow out, so the color change is not necessarily proportional to the physical quantity. .

【0032】表面粗さ、色の変化とも試験方法によって
変化量に違いは出てくるものの、配合によって変化量に
逆転が生じることはないと思われる。以上の結果から、
同じ量の酸性水を用いても、雨を模擬した酸性水の散水
による方法よりも、酸性水を集中させ物理力を加えた方
法の方が、コンクリートの色、粗さの変化量が大きくな
ることがわかる。そのため、建築物のコンクリートの酸
性水による影響を再現する場合は、屋根づたいに集まり
大きな水の固まりとしてコンクリート床等にあたる場合
などの部位や状況によって試験方法を変化させる必要が
あり、それが、本発明で可能となる。
Although there are differences in the amount of change in the surface roughness and the change in color depending on the test method, it is considered that the amount of change does not reverse by the combination. From the above results,
Even if the same amount of acid water is used, the method of concentrating the acid water and adding physical force results in a larger change in the color and roughness of the concrete than the method of sprinkling acid water simulating rain. You can see that. Therefore, in order to reproduce the effect of acidic water on concrete in a building, it is necessary to change the test method depending on the site and conditions such as when the water gathers on the roof and hits the concrete floor as a large block of water. Is possible.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、以上の如く構成されるので、
以下の如き効果を奏する。酸性雨のみならず酸性水全般
によるセメント硬化体および、これら硬化体の表面にコ
ーティングした製品の劣化が自然状態を模擬して再現で
き、かつ、セメント劣化の特徴の表面の色の変化及び表
面粗さの変化を測定するので、セメント硬化体表面の酸
性水に対する抵抗性を短期間で正確に評価できる。
The present invention is configured as described above.
The following effects are obtained. The degradation of hardened cement and the products coated on the surface of these hardened materials due to not only acid rain but also acidic water can be reproduced by simulating the natural state, and the surface color change and surface roughness characteristic of cement deterioration Since the change in the hardness is measured, the resistance of the hardened cement body surface to the acidic water can be accurately evaluated in a short period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のセメント系硬化体表面の酸性水による
劣化試験方法の要領説明図である。
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a method of a method for testing the deterioration of a cement-based cured product surface with acidic water according to the present invention.

【図2】本発明のセメント系硬化体表面の酸性水による
劣化試験方法の要領説明図である。
FIG. 2 is a view for explaining the procedure of a method for testing the deterioration of a cement-based cured product surface with acidic water according to the present invention.

【図3】本発明のセメント系硬化体表面の酸性水による
劣化試験方法の要領説明図である。
FIG. 3 is a view for explaining the procedure of a method for testing the deterioration of a cement-based cured product surface with acidic water according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 試験体 2 タンク 3 ポンプ 4 酸性水 5 スプレーノズル 6 排水受け 7 酸性水集中板 7a 水の出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Specimen 2 Tank 3 Pump 4 Acid water 5 Spray nozzle 6 Drain receiver 7 Acid water concentration board 7a Water outlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井 健郎 千葉県印西市大塚一丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 小川 修隆 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中土木東京本店内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kenro Mitsui 1-5-1, Otsuka, Inzai City, Chiba Pref. No. 1 Inside Takenaka Civil Engineering Tokyo Head Office

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンクリート、モルタル、ペーストのセ
メント系硬化体および、これら硬化体の表面にコーティ
ングした製品の表面に壁面に雨が降りそそぐ態様を模擬
して一定濃度の酸性水を時間あたり一定量スプレーノズ
ルを介して散水し、又、屋根伝いに雨が集中してから壁
面を流れる態様を模擬して該散水を集中板を介して集中
させてから垂直姿勢に近付けた該製品の表面に当て、さ
らに、集中した雨が床に局所的に滝状に当たる態様を模
擬して該散水を集中板を介して集中させてから所定落下
高さ設定のもと水平姿勢に近付けた該製品の表面に当て
る工程を一定時間の乾燥時間をおいて繰り返して加え、
しかる後、製品表面の色の変化及び表面粗さの変化を測
定することにより、セメント硬化体表面の酸性水に対す
る抵抗性を評価するとしたことを特徴とするセメント系
硬化体表面の酸性水による劣化試験方法。
1. A method of spraying a fixed amount of acidic water at a constant concentration per hour to simulate a mode in which rain falls on the surface of a cement-based cured product of concrete, mortar, paste and a product coated on the surface of the cured product. Sprinkling water through a nozzle, and also simulating the manner in which rain flows along the roof and then flows on the wall, and then concentrates the watering through a concentrating plate, and then hits the surface of the product approaching a vertical position, Furthermore, simulating a mode in which the concentrated rain falls locally on the floor in a waterfall shape, the water sprinkling is concentrated through the concentrating plate, and then applied to the surface of the product approaching a horizontal posture under a predetermined drop height setting. Add the process repeatedly with a certain drying time,
Thereafter, by measuring the change in color and surface roughness of the product surface, the resistance of the surface of the hardened cement to the acidic water was evaluated to evaluate the deterioration of the hardened cementitious surface by the acidic water. Test method.
【請求項2】 酸性水タンクと酸性水の散水量、流速、
水滴径が調整できるようにし、散水している間は調整し
た量、流速、水滴径で酸性水を一定濃度、一定量で散水
するようにした汲み上げポンプとスプレーノズルとから
なる酸性水散水装置と該スプレーノズルと前方に所定高
さ位置に配される酸性水集中板とから成るとしたセメン
ト系硬化体表面の酸性水による劣化試験装置。
2. The acidic water tank and the amount of sprinkling of the acidic water, the flow velocity,
An acid water sprinkler system consisting of a pump and a spray nozzle that adjusts the water droplet diameter and adjusts the amount, flow rate, and water content of the acidic water at a constant concentration and constant amount during the water sprinkling. An apparatus for testing deterioration of a cement-based hardened material surface with acidic water, comprising the spray nozzle and an acidic water concentration plate disposed at a predetermined height in front of the spray nozzle.
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