JPH0820439B2 - コンクリートの変質加速試験方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、コンクリートの変質加速試験方法に関す
る。

《従来の技術》 コンクリートの強度発現機構は、その確定的な詳細は
解明されていないが、骨材間でセメントが硬化すること
により発揮されると一般的には解されており、この場合
のセメントの硬化は、非晶質のけい酸カルシウム水和物
（CSH）が生成される水和反応に基づいている。

ところで、土木，建築の分野で幅広く用いられている
コンクリートは、時間の経過とともに劣化し、強度など
が低下する。

このようなコンクリートの劣化においては、その詳細
な機構は解明されていないが、その強度発現の重要な部
分が前述したようにセメントの水和反応に依存している
ので、硬化後のコンクリートの変質劣化は、セメント水
和組織の変質が重要な要因になっていることが予測され
る。

セメント水和組織に変質を与える外敵要因としては、
現在のところ、水によるカルシウムの流出が大きな要因
として考えられている。

ところが、コンクリートの変質劣化を検討する場合、
通常の環境条件にコンクリートを放置してその経時的変
化を測定する方法では、変質劣化の度合いが極めて少な
いので、膨大な時間がかかる。

そこで、各種の試験方法で試みられているような加速
試験方法が考えられているが、これまでに考えられてい
る加速試験方法には、以下に説明する課題があった。

《発明が解決しようとする課題》 すなわち、現在考えられているコンクリートの加速試
験方法としては、例えば、カルシウムイオンの溶出に対
して、水中にコンクリートを浸漬し、水を頻繁に交換す
る方法がある。

しかしながら、この加速試験方法では、水に対するセ
メント成分の溶解度が小さいため、通常の環境条件より
も加速されてはいるが、その加速度合いが充分でなく、
この方法でもかなりの時間がかかる。

この発明は、このような背景に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、十分な加速度合いが得
られ、かつ、実際の条件に近い状態で加速することがで
きるコンクリートの変質加速試験方法を提供することに
ある。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明は、コンクリート
の変質試験方法において、試験対象のコンクリートを電
解質中に浸漬し、前記コンクリートの両側に一対の電極
を設置し、この電極に直流電圧を印加し、前記電解液中
に前記コンクリートからカルシウムイオンを溶出させる
ことを特徴とする。

上記電解質としては、蒸溜水が好適である。

《発明の作用効果》 上記構成の変質加速試験方法によれば、一対の電極間
に直流電圧を印加すると、コンクリートが浸漬された電
解質中に電界が形成され、コンクリート中に含まれてい
るカルシウムイオンは、正に帯電しているので、負極側
に吸引され、電解質中に溶出される。

このときの溶出の度合いは、電極間の直流電圧にほぼ
比例するので、カルシウムイオンの溶出の程度、すなわ
ち、試験の加速度の合いは、電極間の直流電圧の大きさ
を調整することで簡単に変更できる。

《実施例》 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参
照にして詳細に説明する。

第１図は、この発明にかかるコンクリートの変質加速
試験方法の一実施例を示している。

同図に示す試験方法では、電解液として水Ａが収納さ
れた容器Ｃと、直径が5cmで高さが1cmの円筒状のモルタ
ル製の試験体Ｘとを準備した。

試験体Ｘは、NO.1〜NO.3の３つを準備し、これらのそ
れぞれをその両端面が露出するようにして塩ビ製の支持
体Ｆに埋め込んで、これを水Ａ中に浸漬した。

そして、試験体Ｘの各露出面に対向するようにして炭
素製の一対の電極板B,Dを設置し、一方の電極板Ｂを直
流電源Ｅの正極側に、他方の電極板Ｄを直流電源Ｅの負
極側にそれぞれ接続した。

ここで、各試験体Ｘのモルタル組成は、普通ポルトラ
ンドセメントと標準砂とを水で、1:2:0.65の割り合いで
混合したものであり、試験開始時期の材令は４週間の気
中養生とした。

なお、第１図に示した符号Ｈの装置は、水Ａを室温に
保つためのヒータである。

電気的な試験条件は、当初は定電流による実験を計画
したが、カルシウムイオンの溶出が増加するにしたがっ
て定電流の条件を維持することができなかったので、25
Vの定電圧とした。

第２図がこの試験によって得られた結果である。

同図では、丸印で示したものが、直流電圧を印加しな
い場合の測定結果である。

同図に示す結果ら明らかなように、本発明方法によれ
ば、直流電圧を印加するとモルタル中のカルシウムイオ
ンの溶出が促進され、この方法がコンクリートの変質加
速試験に適用できることが解る。

なお、この試験では、NO.2とNO.3との試験体を93日お
よび48日でそれぞれ取り出し、その断面の性状を観察し
た。

添付した参照写真は、そのときの状態を示しており、
NO.3試験体では、＋側の表面から２〜3mmの範囲は、暗
灰色を呈し、その組織は緻密であった。

一方、それ以外の範囲はうすい灰色を呈し、その組織
は前者に比べて粗であった。

このような状態からすれば、本発明の試験によって一
側から徐々にカルシウムイオンが溶出していることを示
唆している。

また、NO.3試験体よりも溶出を促進させたNO.2試験体
では、厳密な部分が全く認められず、すべてうすい灰色
を呈し、その組織は粗であった。

これは、試験によって試験体のカルシウムイオンが殆
ど溶出したものと考えられる。

第３図は、NO.2,NO.3試験体のＸ線回折図を示してい
る。

第３図（Ａ）に示すように、試験前の試料では、おも
なセメント水和物であるCa（OH）_２とCSHとの回折線が
明瞭に認められる。

ところが、目視観察で暗灰色を呈し、緻密な組織と判
定された部分（第３図（Ｂ）、NO.3試験体の＋側）で
は、試験前のものと同様に、Ca（OH）_２とCSHとの回折
線が明瞭に認められ、この部分は変質していないと判定
できる。

一方、目視観察でうすい灰色を呈し、組織が粗くなっ
ていると判定された部分（第３図（Ｃ）、NO.3試験体の
−側）では、CSHの回折線のみでCa（OH）_２の回折線は
認められず、この部分はCa（OH）_２が既に溶出し終わっ
ており、変質していると判定できる。

また、第３図（D,E）に示したNO.2試験体では、中央
部分から＋側および−側とに２分割した試料ともCSHの
回折線のみが認められるだけであり、この試験体ではす
べてのCa（OH）_２が溶出し終ったものと判定される。

このことからも本発明の変質加速試験方法の有効性が
確認された。

さらに、NO.2およびNO.3試験体について単位体積重量
および吸水率の変化を測定してみた。

以下に表はその測定結果を示している。

この結果から明らかなように、試験後の試験体は試験
前に比べて単位体積重量が約８％減少し、吸水率が約38
％増大している。

この結果は、Ca（OH）_２とCSHとの溶出によって空隙
が増大し、これにより単位体積重量が減少し、吸水率が
増大したと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるコンクリートの変質加速試験方
法の実施状態の説明図、第２図は本発明方法の試験結果
のグラフ、第３図は試験体のＸ線回折グラフである。 Ａ……水（電解質） B,D……電極 Ｅ……直流電源 Ｘ……試験体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリートの変質試験方法において、試
   験対象のコンクリートを電解質中に浸漬し、前記コンク
   リートの両側に一対の電極を設置し、この電極に直流電
   圧を印加し、前記電解液中に前記コンクリートからカル
   シウムイオンを溶出させることを特徴とするコンクリー
   トの変質加速試験方法。
2. 【請求項２】上記電解質が水からなることを特徴とする
   請求項１記載のコンクリートの加速試験方法。