特開 2024-89162 コンクリート構造物の炭酸化予測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024089162

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】コンクリート構造物の炭酸化予測方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/38 20060101AFI20240626BHJP

【ＦＩ】

G01N33/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204356

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】西山 沙友里

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 大樹

(72)【発明者】

【氏名】小田部 裕一

(57)【要約】

【課題】コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量に基づいて、コンクリート構造物の炭酸化を予測できるコンクリート構造物の炭酸化予測方法を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物の炭酸化を予測する方法であって、下記工程（１）～（３）を含む、コンクリート構造物の炭酸化予測方法。
（１）コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量の最大値（ＣＯ_２（∞））を得る工程。
（２）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ））を得る工程。
（３）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート構造物の炭酸化を予測する方法であって、下記工程（１）～（３）を含む、コンクリート構造物の炭酸化予測方法。
（１）コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量の最大値（ＣＯ_２（∞））を得る工程。
（２）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ））を得る工程。
（３）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。

【請求項2】

工程（３）が、下記工程（３１）及び（３２）を含む、請求項１に記載のコンクリート構造物の炭酸化予測方法。
（３１）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、下記式（１）における係数α及び／又はβを求める工程。
（３２）工程（３１）で求めた係数α及び／又はβを代入した下記式（１）に基づき、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。

【数1】

（式（１）中、ｔは材齢、ＣＯ_２（ｔ）は材齢ｔにおけるＣＯ_２吸収固定量、ＣＯ_２（∞）はＣＯ_２吸収固定量の最大値、α及びβは係数、を表す。）

【請求項3】

さらに、下記工程（４）及び（５）を含む、請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の炭酸化予測方法。
（４）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物の中性化深さ（Ｘ（ｔ））を得る工程。
（５）工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）、及び、工程（４）で得られたＸ（ｔ）を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を得る工程。

【請求項4】

コンクリート構造物が鉄筋を備え、
さらに、下記工程（６）を含む、請求項３に記載のコンクリート構造物の炭酸化予測方法。
（６）工程（５）で得られた関係を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量から中性化深さを予測し、該中性化深さと、かぶり厚さと、を比較する工程。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート構造物の炭酸化予測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート構造物の劣化現象の一つとして、コンクリート構造物が大気中の二酸化炭素（ＣＯ_２）を吸収し、該コンクリート構造物のアルカリ性が低下する炭酸化（中性化）という現象が知られている。この炭酸化は、時間の経過とともに、コンクリート構造物の表面から内部に向かって進行する。そして、例えば、鉄筋コンクリート構造物の場合、鉄筋周辺のコンクリートが炭酸化することにより、該鉄筋が腐食し易くなる。その結果、コンクリート構造物の耐荷力、長期耐久性等が低下する虞がある。

【0003】

従来、この炭酸化現象に対しては、炭酸化の進行を遅らせるために打設するコンクリートを緻密にする、コンクリートのかぶり厚さを十分に確保する、樹脂等で被覆を施した鉄筋を用いる等の対策が取られている。また、コンクリート構造物がどの程度炭酸化しているかを把握するため、例えば、特許文献１には、既存建物のコンクリートの中性化深さを予測する予測式を得る方法が開示されている。具体的には、コンクリートの経過年数、コンクリートがおかれた環境の空気のＣＯ_２濃度、コンクリート上のモルタルの厚さ、コンクリート上の化粧建材の厚さとの関係式を用いて、既存建物のコンクリートの中性化深さを予測する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１２７１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これまで、コンクリート構造物の炭酸化は劣化現象として捉えられていて、コンクリート構造物がＣＯ_２を吸収・固定する点には着目されていなかった。ところが、近年になり、カーボンニュートラル機運の上昇により、コンクリート構造物におけるＣＯ_２を吸収・固定する性能に関心が高まっている。

【0006】

しかしながら、コンクリート構造物の材齢に応じて、コンクリート構造物がどの程度の量のＣＯ_２を吸収・固定しているのか、また、コンクリート構造物が吸収・固定したＣＯ_２量（以下において、「ＣＯ_２吸収固定量」と記載することがある。）とコンクリート構造物の中性化深さとの関係性も見出されていない。そのため、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量に基づき、コンクリート構造物の炭酸化を予測することが求められている。

【0007】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量に基づき、コンクリート構造物の炭酸化を予測できるコンクリート構造物の炭酸化予測方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

コンクリート構造物の炭酸化予測方法は、コンクリート構造物の炭酸化を予測する方法であって、下記工程（１）～（３）を含む。
（１）コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量の最大値（ＣＯ_２（∞））を得る工程。
（２）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ））を得る工程。
（３）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。

【0009】

本発明に係るコンクリート構造物の炭酸化予測方法は、斯かる構成により、コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量に基づき、コンクリート構造物の炭酸化を予測できる。

【0010】

コンクリート構造物の炭酸化予測方法は、工程（３）が、下記工程（３１）及び（３２）を含んでもよい。
（３１）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、下記式（１）における係数α及び／又はβを求める工程。
（３２）工程（３１）で求めた係数α及び／又はβを代入した下記式（１）に基づき、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。

【数1】

（式（１）中、ｔは材齢、ＣＯ_２（ｔ）は材齢ｔにおけるＣＯ_２吸収固定量、ＣＯ_２（∞）はＣＯ_２吸収固定量の最大値、α及びβは係数、を表す。）

【0011】

本発明に係るコンクリート構造物の炭酸化予測方法は、斯かる構成により、より精度良く、コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量を得ることができる。

【0012】

コンクリート構造物の炭酸化予測方法は、さらに、下記工程（４）及び（５）を含んでもよい。
（４）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物の中性化深さ（Ｘ（ｔ））を得る工程。
（５）工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）、及び、工程（４）で得られたＸ（ｔ）を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を得る工程。

【0013】

本発明に係るコンクリート構造物の炭酸化予測方法は、斯かる構成により、コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量に基づき、さらにコンクリート構造物の中性化深さを予測できるため、劣化の進行度合いを把握できる。

【0014】

コンクリート構造物の炭酸化予測方法は、コンクリート構造物が鉄筋を備え、さらに、下記工程（６）を含んでもよい。
（６）工程（５）で得られた関係を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量から中性化深さを予測し、該中性化深さと、かぶり厚さと、を比較する工程。

【0015】

本発明に係るコンクリート構造物の炭酸化予測方法は、斯かる構成により、コンクリート構造物が備える鉄筋の健全性を照査できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量に基づき、コンクリート構造物の炭酸化を予測できるコンクリート構造物の炭酸化予測方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施例におけるコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を示すグラフである。

【図2】図２は、試験例１により得られた材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を示すグラフである。

【図3】図３は、試験例２により得られた中性化深さとＣＯ_２固定化率との関係を示すグラフである。

【図4】図４は、試験例２により得られた材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本実施形態に係るコンクリート構造物の炭酸化予測方法について説明する。

【0019】

＜炭酸化予測方法＞
本実施形態に係る炭酸化予測方法は、コンクリート構造物の炭酸化を予測する方法であって、下記工程（１）～（３）を含む。
（１）コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量の最大値（ＣＯ_２（∞））を得る工程。
（２）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ））を得る工程。
（３）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。

【0020】

工程（１）は、コンクリート構造物におけるＣＯ_２吸収固定量の最大値（ＣＯ_２（∞））を得る工程である。なお、ＣＯ_２（∞）は、コンクリート構造物が吸収・固定し得る最大のＣＯ_２量を意味する。

【0021】

コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量は、コンクリート構造物を構成するコンクリートの組成、配合等によって変わる。そこで、ＣＯ_２（∞）は、例えば、対象となるコンクリート構造物と同じ組成及び配合で作製された供試体を用いて得る。なお、本明細書において、コンクリート構造物と同じ配合で作製された供試体は、コンクリート、モルタル、セメントペーストから作製されたものを含む。

【0022】

ＣＯ_２（∞）は、一例として、促進中性化試験により得ることができる。促進中性化試験は、雰囲気中のＣＯ_２濃度を高くすることによってコンクリートの炭酸化（中性化）を促進させる試験であり、ＪＩＳ Ａ １１５３：２０１２に規定される。ＣＯ_２濃度は、例えば、１．０％以上１５．０％以下の範囲とする。ＣＯ_２（∞）は、促進中性化試験によってＣＯ_２濃度の高い雰囲気中に所定時間曝された供試体のＣＯ_２吸収固定量を測定することで得ることができる。具体的には、供試体のＣＯ_２吸収固定量は、前記雰囲気中に曝した曝露時間に応じて増加するため、曝露時間を順次増やして、ＣＯ_２吸収固定量が増加しなくなるまで複数回の測定を行う。そして、例えば、曝露時間が２番目に長い供試体のＣＯ_２吸収固定量の値に対して、曝露時間が最も長い供試体のＣＯ_２吸収固定量の値が－５％以上＋２％以下の範囲となったら、その時の曝露時間が最も長い供試体のＣＯ_２吸収固定量をＣＯ_２（∞）として判断してもよい。なお、ＣＯ_２吸収固定量の測定は、公知の方法で行えばよい。ＣＯ_２吸収固定量の測定としては、例えば、熱重量－示差熱同時分析（ＴＧ－ＤＴＡ）法による測定、クーロメーター法による測定、ＴＯＣ計を用いた測定、元素分析計を用いた測定等が挙げられる。

【0023】

ＣＯ_２（∞）を得る別の態様としては、促進中性化試験によって炭酸化を促進させることなく、実環境下（屋外又は屋内）に長時間曝された供試体を用いてＣＯ_２（∞）を得てもよい。その際、供試体のＣＯ_２吸収固定量が最大値に達しているかは、上述の判断と同じであってもよい。

【0024】

工程（２）は、任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ））を得る工程である。

【0025】

工程（２）では、対象のコンクリート構造物と同じ組成及び配合の供試体を用いてＣＯ_２（ｔ）を得てもよいし、対象となるコンクリート構造物自体を用いてＣＯ_２（ｔ）を得てもよい。また、供試体を用いる場合、供試体は、促進中性化試験によって炭酸化を促進させたものであってもよいし、実環境下（屋外又は屋内）に曝露したものであってもよい。

【0026】

工程（２）では、コンクリート構造物の材齢（ｔ）におけるＣＯ_２（ｔ）を得ることができれば、その方法は特に限定はない。ＣＯ_２（ｔ）を得る方法としては、例えば、任意の材齢（ｔ）において、実環境下（屋外又は屋内）でＣＯ_２（ｔ）を測定する方法、任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物の中性化深さ（Ｘ（ｔ））からＣＯ_２固定化率を求めた後、ＣＯ_２（ｔ）を得る方法等が挙げられる。なお、ＣＯ_２固定化率とは、セメント中のＣａＯがＣＯ_２と反応してＣａＣＯ_３となった割合を示す値である。

【0027】

ＣＯ_２（ｔ）の測定は、工程（１）と同様に、公知の方法で行えばよい。ＣＯ_２（ｔ）の測定は、炭酸化予測の精度を高くする観点から、暴露時間を１ヶ月～５年とし、その間に、好ましくは、３回以上の測定を行う。測定回数は、炭酸化予測の精度を高くする観点から多いほど好ましいが、測定を簡略化する観点から、好ましくは、１０回以下である。

【0028】

工程（３）は、工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程である。

【0029】

ＣＯ_２（∞）、各材齢ｔにおけるＣＯ_２（ｔ）を用いて得られるコンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係は、コンクリート構造物の材齢からコンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量を予測できれば、特に限定はない。

【0030】

本実施形態に係る炭酸化予測方法において、工程（３）は、好ましくは、下記工程（３１）及び（３２）を含み、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る。
（３１）工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、下記式（１）における係数α及び／又はβを求める工程。
（３２）工程（３１）で求めた係数α及び／又はβを代入した下記式（１）に基づき、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程。

【0031】

【数2】

【0032】

式（１）中、ｔは材齢、ＣＯ_２（ｔ）は材齢ｔにおけるＣＯ_２吸収固定量、ＣＯ_２（∞）はＣＯ_２吸収固定量の最大値、α及びβは係数、を表す。

【0033】

工程（３１）は、工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）を用いて、上記式（１）における係数α及び／又はβを求める工程である。

【0034】

工程（３１）では、ＣＯ_２（∞）と、各材齢ｔにおけるＣＯ_２（ｔ）から式（１）に沿うようにα及びβの係数を決定する。係数α、βは、例えば、Ｏｒｉｇｉｎ、Ｄｅｌｔａｇｒａｐｈ、ＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ等の公知のソフトを用いて計算により決定してもよい。

【0035】

係数α、βを決定する際、α、βの両方を計算により決定してもよいし、α、βのいずれか一方をあらかじめ定数として固定して、他方の係数を計算により決定してもよい。例えば、βの値をあらかじめ定数として固定して、αの値を計算により決定してもよい。α、βは、材齢ｔからＣＯ_２吸収固定量を予測する精度を向上させる観点から、好ましくは、α、βの両方を計算により決定する。

【0036】

工程（３２）は、工程（３１）で求めた係数α及び／又はβを代入した式（１）に基づき、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る工程である。

【0037】

工程（３２）では、工程（３１）において係数α、βのいずれか一方をあらかじめ定数として固定した場合には、計算により得られたα又はβの値を式（１）に代入する。また、工程（３１）において係数α、βの両方を計算により決定した場合には、計算により得られたα及びβの値を式（１）に代入する。これにより、対象のコンクリート構造物での材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係が得られる。

【0038】

本実施形態に係る炭酸化予測方法は、さらに下記工程（４）及び（５）を含んでいてもよい。
（４）任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物の中性化深さ（Ｘ（ｔ））を得る工程。
（５）工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）、及び、工程（４）で得られたＸ（ｔ）を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を得る工程。

【0039】

工程（４）は、任意の材齢（ｔ）におけるコンクリート構造物の中性化深さ（Ｘ（ｔ））を得る工程である。

【0040】

工程（４）では、コンクリート構造物の中性化深さ（Ｘ（ｔ））を得るために、コンクリート構造物の材齢ｔにおけるＸ（ｔ）を得る。Ｘ（ｔ）の測定は、公知の方法により行うことができ、例えば、ＪＩＳ Ａ １１５２：２０１８で規定された方法で行ってもよい。工程（４）では、対象のコンクリート構造物と同じ組成及び配合の供試体を用いてＸ（ｔ）を得てもよいし、対象となるコンクリート構造物自体を用いてＸ（ｔ）を得てもよい。また、供試体を用いる場合、供試体は、促進中性化試験によって炭酸化を促進させたものであってもよいし、実環境下（屋外又は屋内）に曝露したものであってもよい。

【0041】

Ｘ（ｔ）の測定は、材齢ｔを変えて複数回行われる。Ｘ（ｔ）を測定する回数は、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を精度よく得る観点から、好ましくは、３回以上である。Ｘ（ｔ）を測定する回数は、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を精度よく得る観点から多いほど好ましいが、測定を簡略化する観点から、好ましくは、１０回以下である。

【0042】

工程（５）は、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ）、及び、工程（４）で得られたＸ（ｔ）を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を得る工程である。

【0043】

工程（５）によって、コンクリート構造物の材齢ｔにおける、ＣＯ_２（ｔ）とＸ（ｔ）との関係が得られるため、例えば、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量に基づき、中性化深さを予測できる。その結果、コンクリート構造物の劣化の進行度合いを把握できる。

【0044】

本実施形態に係る炭酸化予測方法は、コンクリート構造物が鉄筋を備えた際、さらに下記工程（６）を含んでいてもよい。
（６）工程（５）で得られた関係を用いて、コンクリート構造物のＣＯ_２吸収固定量から中性化深さを予測し、該中性化深さと、かぶり厚さと、を比較する工程。

【0045】

コンクリート構造物が鉄筋を備える場合、コンクリート構造物の中性化深さが、コンクリート構造物のかぶり厚さよりも大きくなると鉄筋が腐食し易くなる。よって、予測された中性化深さと、かぶり厚さと、を比較することにより、鉄筋の腐食の可能性、すなわち鉄筋の健全性を照査することができる。なお、コンクリート構造物のかぶり厚さとは、鉄筋からコンクリート構造物の表面までの最短距離をいう。

【0046】

（第１の態様）
以下、本実施形態に係る第１の態様について説明する。

【0047】

本態様では、まず、対象となるコンクリート構造物と同じ組成及び配合で作製された供試体を用いて、上述の促進中性化試験により、高濃度ＣＯ_２環境下での任意の材齢（ｔ１）における前記供試体のＣＯ_２（ｔ１）を測定する。そして、材齢（ｔ１）を変えてＣＯ_２（ｔ１）の測定を複数回行うことにより、供試体におけるＣＯ_２（∞）を得る（工程（１））。

【0048】

次に、対象のコンクリート構造物と同じ組成及び配合の供試体を実環境下（屋外又は屋内）に暴露し、任意の材齢（ｔ２）における該供試体のＣＯ_２（ｔ２）を得る（工程（２））。なお、ＣＯ_２（ｔ２）は、実環境下において測定することなく、文献等の値を引用してもよい。

【0049】

続いて、工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ２）を用いて、下記式（１’）における係数α１及び／又はβ１を求める（工程（３１））。そして、工程（３１）で求めた係数α１及び／又はβ１を代入した下記式（１’）に基づき、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る（工程（３２））。

【0050】

【数3】

【0051】

（第２の態様）
以下、本実施形態に係る第２の態様について説明する。

【0052】

本態様では、まず、対象となるコンクリート構造物と同じ組成及び配合で作製された供試体を用いて、上述の促進中性化試験により、高濃度ＣＯ_２環境下での任意の材齢（ｔ１）における前記供試体のＣＯ_２（ｔ１）及び中性化深さＸ（ｔ１）を測定する。そして、材齢（ｔ１）を変えてＣＯ_２（ｔ１）の測定を複数回行うことにより、供試体におけるＣＯ_２（∞）を得る（工程（１））。なお、Ｘ（ｔ１）の測定は、上述の工程（４）において中性化深さを得る方法として記載した公知の方法により行うことができる。

【0053】

次に、工程（１）でＣＯ_２（∞）を得る過程において得られた任意の材齢（ｔ１）における供試体のＣＯ_２（ｔ１）を用いて、下記式（２）に基づき、ＣＯ_２固定化率（Ｙ（ｔ１））を得る。

【0054】

【数4】

【0055】

式（２）中、Ｙ（ｔ１）は材齢ｔ１におけるＣＯ_２固定化率、ＣＯ_２（ｔ１）は材齢ｔ１におけるＣＯ_２吸収固定量、Ｃは単位セメント量（ｋｇ／ｍ^３）、ＣａＯはセメント中のＣａＯ量（％）、ＭＣＯ_２はＣＯ_２のモル質量（４４．０ｇ／ｍｏｌ）、ＭＣａＯはＣａＯのモル質量（５６．１ｇ／ｍｏｌ）、を表す。

【0056】

そして、任意の材齢（ｔ１）における中性化深さＸ（ｔ１）及びＣＯ_２固定化率（Ｙ（ｔ１））を用いて、下記式（３）における係数α２及び／又はβ２を求める。そして、求めた係数α２及び／又はβ２を代入した下記式（３）に基づき、供試体の中性化深さＸ（ｔ１）とＣＯ_２固定化率（Ｙ（ｔ１））との関係を得る。なお、係数α２、β２は、上述の公知のソフトを用いて計算により決定してもよい。

【0057】

【数5】

【0058】

式（３）中、Ｙ（ｔ１）は材齢ｔ１におけるＣＯ_２固定化率、Ｙ（∞）はＣＯ_２固定化率の最大値、Ｘ（ｔ１）は材齢ｔ１における中性化深さ（ｍｍ）、α２及びβ２は係数、を表す。なお、Ｙ（∞）は、ＣＯ_２（∞）の値を上記式（２）に代入して得ることができる。

【0059】

上記式（３）によって、中性化深さとＣＯ_２固定化率の関係が得られたので、例えば、長期材齢のコンクリート構造物において任意の長期材齢ｔ３における中性化深さ（Ｘ（ｔ３））がわかれば、前記コンクリート構造物のＣＯ_２固定化率Ｙ（ｔ３）を得ることができる。なお、Ｘ（ｔ３）は、実環境下における測定によって得てもよく、文献等の値を引用してもよい。

【0060】

その後、得られたＹ（ｔ３）を下記式（４）に代入することで、長期材齢ｔ３におけるＣＯ_２（ｔ３）を得ることができる（工程（２））。

【0061】

【数6】

【0062】

式（４）中、ＣＯ_２（ｔ３）は長期材齢ｔ３におけるＣＯ_２吸収固定量、Ｙ（ｔ３）は長期材齢ｔ３におけるＣＯ_２固定化率、Ｃは単位セメント量（ｋｇ／ｍ^３）、ＣａＯはセメント中のＣａＯ量（％）、ＭＣＯ_２はＣＯ_２のモル質量（４４．０ｇ／ｍｏｌ）、ＭＣａＯはＣａＯのモル質量（５６．１ｇ／ｍｏｌ）、を表す。

【0063】

続いて、工程（１）で得られたＣＯ_２（∞）、及び、工程（２）で得られたＣＯ_２（ｔ３）を用いて、下記式（１’’）における係数α３及び／又はβ３を求める（工程（３１））。そして、工程（３１）で求めた係数α３及び／又はβ３を代入した下記式（１’’）に基づき、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得る（工程（３２））。

【0064】

【数7】

【実施例0065】

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0066】

＜供試体の作製＞
単位セメント量：２５０ｋｇ／ｍ^３、セメント中のＣａＯ：６５．２５％であるコンクリートの供試体を作製した。

【0067】

＜促進中性化試験＞
作製した供試体を用いて、ＪＩＳ Ａ １１５３：２０１２に規定の促進中性化試験（ＣＯ_２濃度５％）に基づき、各材齢（曝露時間）ｔ１におけるＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ１））、及び、中性化深さ（Ｘ（ｔ１））を測定した。なお、ＣＯ_２（ｔ１）の測定は、ＳＴＡ２５００（ＴＧ－ＤＴＡ同時測定装置）（ＮＥＴＺＳＣＨ製）を用いＴＧ－ＤＴＡ法によって行い、Ｘ（ｔ１）の測定は、ＪＩＳ Ａ １１５２：２０１８に規定のコンクリートの中性化深さの測定方法に基づき行った。結果を表１に示す。また、ＣＯ_２吸収固定量と中性化深さとの関係を示したグラフを図１に示す。

【0068】

【表1】

【0069】

＜ＣＯ_２（∞）の取得＞
表１から、材齢１８２日のＣＯ_２吸収固定量は、材齢９１日のＣＯ_２吸収固定量に対して＋１．２％となり、－５％以上＋２％以下の範囲内となる。したがって、材齢１８２日のＣＯ_２吸収固定量である８０ｋｇ・ＣＯ_２／ｍ^３をＣＯ_２（∞）とした。

【0070】

＜試験例１＞
作製した供試体を大気中に曝して、材齢ｔ２におけるＣＯ_２（ｔ２）を測定した。ＣＯ_２（ｔ２）の測定は、上述の方法と同様である。結果を表２に示す。

【0071】

【表2】

【0072】

次に、表２の材齢を横軸、ＣＯ_２吸収固定量を縦軸にプロットし、プロットに沿うように上記式（１’）の係数α１、β１を決定した。係数α１及びβ１の計算には、グラフ作成データ解析用ソフトＯｒｉｇｉｎを用いた。計算の結果、α１は１．２２×１０^－３、β１は０．７４であった。得られたα１及びβ１を上記式（１’）に代入し、得られた材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を図２に示す。以上より、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を取得できた。

【0073】

＜試験例２＞
表１で得られたＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ１））を上記式（２）に代入して、ＣＯ_２固定化率（Ｙ（ｔ１））を得た。得られた結果を表３に示す。また、表３には、表１で得られた中性化深さ（Ｘ（ｔ１））も併せて示す。なお、Ｙ（∞）は、ＣＯ_２（∞）の値８０ｋｇ・ＣＯ_２／ｍ^３を上記式（２）に代入して０．６２５とした。

【0074】

【表3】

【0075】

次に、表３の中性化深さを横軸、ＣＯ_２固定化率を縦軸にプロットし、プロットに沿うように上記式（３）の係数α２、β２を決定した。係数α２及びβ２の計算には、グラフ作成データ解析用ソフトＯｒｉｇｉｎを用いた。計算の結果、α２は７．０７×１０^－４、β２は３．０７であった。得られたα２及びβ２を上記式（３）に代入し、得られた中性化深さとＣＯ_２固定化率との関係を図３に示す。以上より、中性化深さとＣＯ_２固定化率との関係を得た。

【0076】

続いて、あらかじめ測定していた、大気中に長期曝露したコンクリート構造物の長期材齢ｔ３における中性化深さ（Ｘ（ｔ３））を得た。得られたＸ（ｔ３）を係数α２及びβ２が代入された上記式（３）へ代入して、各材齢ｔ３におけるＣＯ_２固定化率（Ｙ（ｔ３））を得た。その後、得られたＹ（ｔ３）を上記式（４）に代入し、ＣＯ_２吸収固定量（ＣＯ_２（ｔ３））を得た。結果を表４に示す。

【0077】

【表4】

【0078】

次に、表４の材齢を横軸、ＣＯ_２吸収固定量を縦軸にプロットし、プロットに沿うように上記式（１’’）の係数α３、β３を決定した。係数α３及びβ３の計算には、グラフ作成データ解析用ソフトＯｒｉｇｉｎを用いた。計算の結果、α３は８．６９×１０^－６、β３は１．１９であった。得られたα３及びβ３を上記式（１’’）に代入し、得られた材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を図４に示す。以上より、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を取得することができた。

【0079】

以上より、試験例１、試験例２のいずれの方法であっても、コンクリート構造物の材齢とＣＯ_２吸収固定量との関係を得ることができた。したがって、コンクリート構造物における材齢からＣＯ_２吸収固定量に基づき、コンクリート構造物の炭酸化を予測できることが示された。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】