特許 7461199 セメント質硬化体の表面における白華の発生可能性の評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-26

(45)【発行日】2024-04-03

(54)【発明の名称】セメント質硬化体の表面における白華の発生可能性の評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/38 20060101AFI20240327BHJP

   G01N 23/046 20180101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

G01N33/38

G01N23/046

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020069979

(22)【出願日】2020-04-08

(65)【公開番号】P2021165722

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103539

【弁理士】

【氏名又は名称】衡田 直行

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100162145

【弁理士】

【氏名又は名称】村地 俊弥

(72)【発明者】

【氏名】丸田 浩

(72)【発明者】

【氏名】早川 隆之

(72)【発明者】

【氏名】野崎 隆人

(72)【発明者】

【氏名】七尾 舞

(72)【発明者】

【氏名】肥後 康秀

【審査官】草川 貴史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１３０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０４８１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９２５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４３０２９１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３３／３８

Ｇ０１Ｎ ２３／０４６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セメント質硬化体の表面における白華の発生の可能性を評価するための方法であって、
上記セメント質硬化体に対してＸ線ＣＴ法を適用して、上記セメント質硬化体の内部における密度の分布を示す画像を、白色度が大きいほど上記密度が相対的に大きいものである画像として得る画像取得工程と、
上記画像を分析して、上記画像中で上記密度が相対的に大きい部分を、白色度がより大きく、白華の発生の可能性がより高い部分として評価する画像分析工程、
を含むことを特徴とするセメント質硬化体の表面における白華の発生可能性の評価方法。

【請求項2】

上記セメント質硬化体が、舗装面を有する表層部分と、基層部分とが積層されてなるインターロッキングブロックである請求項１に記載の白華の発生可能性の評価方法。

【請求項3】

上記画像取得工程における上記画像の取得が、以下の（ａ）～（ｃ）の中の一つ以上によって行われる請求項２に記載の白華の発生可能性の評価方法。
（ａ） 上記インターロッキングブロックの上記表層部分における厚さ方向の任意に定めた地点に対して、上記舗装面と平行な断面の画像が得られるように、上記Ｘ線ＣＴ法を適用すること
（ｂ） 上記インターロッキングブロックの上記基層部分における厚さ方向の任意に定めた地点に対して、上記舗装面と平行な断面の画像が得られるように、上記Ｘ線ＣＴ法を適用すること
（ｃ） 上記インターロッキングブロックの上記表層部分の上記舗装面の長さ方向または幅方向における任意に定めた地点に対して、上記舗装面と垂直な断面の画像が得られるように、上記Ｘ線ＣＴ法を適用すること

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セメント質硬化体の表面（例えば、インターロッキングブロックの舗装面）における白華の発生可能性の評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

セメント質硬化体（具体的には、コンクリート、モルタルまたはセメントペーストからなる硬化体）の表面に、白華と呼ばれる現象が生じうることが、知られている。
白華は、セメント、水等を含むセメント含有組成物（コンクリート等）中の可溶性成分を含む水分が、該セメント含有組成物の成形体の内部から表面に移動し、該可溶性成分が空気中の炭酸ガスと反応して、白色の物質からなる部分を当該表面に形成させる現象である。白華は、セメント質硬化体からなる製品の美観を損ねるので、好ましくない。

【0003】

従来、コンクリートの表面における白華の発生を予測する方法や、コンクリートの表面における白華の程度（度合）を評価するための方法が知られている。
一例として、特許文献１に、即時脱型コンクリートブロックから蒸発する水の量を測定する工程と、即時脱型コンクリートブロックから溶出するカルシウムイオン量を測定し、溶出カルシウムイオン積算値が特定の値を超えているか否かを確認する工程と、即時脱型コンクリートブロックのブロック充填率を測定し、ブロック充填率が特定の値を超えているか否かを確認する工程と、を含む即時脱型コンクリートブロックにおける白華の発生を予測する方法が、記載されている。

【0004】

他の例として、特許文献２に、コンクリート試験体の白華発生前と白華発生後の画像を撮影し、それぞれの画像データから得られる光の三原色であるＲ（赤）Ｇ（青）Ｂ（緑）の平均値を算出し、Ｒ（赤）Ｇ（青）Ｂ（緑）の平均値の合計をＲＧＢ合計値とし、白華発生後のＲＧＢ合計値から白華発生前のＲＧＢ合計値を差し引くことにより、ＲＧＢ変化量値を算出し、かかるＲＧＢ変化量値により、コンクリートの白華発生度合を評価することを特徴とする、コンクリートの白華発生度合評価方法が、記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－１３０２１号公報

【文献】特開２０１４－４１０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、セメント質硬化体の表面（例えば、インターロッキングブロックの舗装面）における白華の発生の可能性の高低を評価することのできる方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、セメント質硬化体に対してＸ線ＣＴ法を適用して、セメント質硬化体の内部における密度の分布を示す画像を得た後、この画像を分析して、画像中で密度が相対的に大きい部分を、白華の発生の可能性が高い部分として評価するという方法によれば、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。

【0008】

本発明は、以下の［１］～［３］を提供するものである。
［１］ セメント質硬化体の表面における白華の発生の可能性を評価するための方法であって、上記セメント質硬化体に対してＸ線ＣＴ法を適用して、上記セメント質硬化体の内部における密度の分布を示す画像を、白色度が大きいほど上記密度が相対的に大きいものである画像として得る画像取得工程と、上記画像を分析して、上記画像中で上記密度が相対的に大きい部分を、白色度がより大きく、白華の発生の可能性がより高い部分として評価する画像分析工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体の表面における白華の発生可能性の評価方法。
［２］ 上記セメント質硬化体が、舗装面を有する表層部分と、基層部分とが積層されてなるインターロッキングブロックである、上記［１］に記載の白華の発生可能性の評価方法。
［３］ 上記画像取得工程における上記画像の取得が、以下の（ａ）～（ｃ）の中の一つ以上によって行われる、上記［２］に記載の白華の発生可能性の評価方法。
（ａ） 上記インターロッキングブロックの上記表層部分における厚さ方向の任意に定めた地点に対して、上記舗装面と平行な断面の画像が得られるように、上記Ｘ線ＣＴ法を適用すること
（ｂ） 上記インターロッキングブロックの上記基層部分における厚さ方向の任意に定めた地点に対して、上記舗装面と平行な断面の画像が得られるように、上記Ｘ線ＣＴ法を適用すること
（ｃ） 上記インターロッキングブロックの上記表層部分の上記舗装面の長さ方向または幅方向における任意に定めた地点に対して、上記舗装面と垂直な断面の画像が得られるように、上記Ｘ線ＣＴ法を適用すること

【発明の効果】

【0009】

本発明の方法によれば、セメント質硬化体の表面における白華の発生の可能性の高低を評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】インターロッキングブロックの一例を示す斜視図である。

【図2】実施例１で用いたインターロッキングブロックの舗装面における白華の発生状況を示す写真である。

【図3】実施例１で用いたインターロッキングブロックの表層部分における水平方向に延びる断面のＸ線ＣＴ画像である。

【図4】実施例１で用いたインターロッキングブロックの基層部分における水平方向に延びる断面のＸ線ＣＴ画像である。

【図5】実施例１で用いたインターロッキングブロックにおける幅方向の中央で鉛直方向に延びる断面のＸ線ＣＴ画像である。

【図6】図５に示すＸ線ＣＴ画像を２値化して、明暗を強調した画像である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の方法は、セメント質硬化体の表面における白華の発生の可能性を評価するための方法であって、セメント質硬化体に対してＸ線ＣＴ法を適用して、セメント質硬化体の内部における密度の分布を示す画像を得る画像取得工程と、得られた画像を分析して、この画像中で密度が相対的に大きい部分を、白華の発生の可能性が高い部分として評価する画像分析工程、を含む方法である。
以下、セメント質硬化体がインターロッキングブロックである場合について、工程毎に詳しく説明する。

【0012】

図１中、インターロッキングブロック１は、舗装面４を有する表層部分２と、基層部分３とが積層されてなるものである。
ここで、舗装面とは、施工現場において、複数のインターロッキングブロックを敷き詰めて、舗装構造体（通常、インターロッキングブロック、及び、インターロッキングブロック間に介在する目地砂を含むもの）を形成させた場合における当該舗装構造体の上面（歩行者等が通行するための路面）をいう。
インターロッキングブロック１としては、非透水性または透水性のものを用いることができる。中でも、空隙を有しないために、Ｘ線ＣＴ法による画像中における密度の高低を、空隙の影響を受けずに評価しうる点で、非透水性のものが、本発明において、好ましく用いられる。

【0013】

非透水性のインターロッキングブロック１の一例は、表層部分２がセメント、細骨材（例えば、珪砂）、及び、水からなり、かつ、基層部分３がセメント、細骨材（例えば、山砂）、粗骨材（例えば、粒径が１３ｍｍ以下の砕石）、及び、水からなるものである。
この場合、表層部分２における水セメント比（水／セメントの質量比×１００％）は、好ましくは２５～３５％である。基層部分３における水セメント比は、好ましくは２２～３２％である。
本発明において、セメント質硬化体の他の例としては、インターロッキングブロック以外の即時脱型コンクリート製品（例えば、コンクリート平板）や、即時脱型以外の方法によるコンクリート製品（例えば、所定の養生後に脱型して製造されるもの）が挙げられる。
インターロッキングブロック１の寸法は、特に限定されないが、例えば、長さが１５０～３００ｍｍ、幅（長さと同等以下の寸法）が５０～２００ｍｍ、厚さが５０～２００ｍｍである。この場合、表層部分２の厚さは、３～１０ｍｍである。

【0014】

［画像取得工程］
画像取得工程は、インターロッキングブロック１に対してＸ線ＣＴ法を適用して、インターロッキングブロック１の内部における密度の分布を示す画像を得る工程である。
画像の取得は、以下の（ａ）～（ｃ）の中の一つ以上によって行われる。
（ａ） インターロッキングブロック１の表層部分２における厚さ方向の任意に定めた地点に対して、舗装面４と平行な断面の画像が得られるように、Ｘ線ＣＴ法を適用すること
（ｂ） インターロッキングブロック１の基層部分３における厚さ方向の任意に定めた地点に対して、舗装面４と平行な断面の画像が得られるように、Ｘ線ＣＴ法を適用すること
（ｃ） インターロッキングブロック１の表層部分２の舗装面４の長さ方向または幅方向における任意に定めた地点に対して、舗装面４と垂直な断面の画像が得られるように、Ｘ線ＣＴ法を適用すること

【0015】

本発明において、Ｘ線ＣＴ法とは、セメント質硬化体（インターロッキングブロック１）中の画像取得の対象面である断面を横断するＸ線の吸収に関する情報を、コンピュータに記憶させ、この情報に基いて、当該断面の画像を得る方法をいう。
なお、Ｘ線ＣＴ法における「ＣＴ」とは、コンピュータ断層撮影（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を意味する。
上記（ａ）～（ｃ）の中で、上記（ａ）の方法は、表層部分２の内部の断面を画像化するものであり、上記（ｃ）とは異なり、舗装面４の全体に亘る領域に関する情報を得ることができ、また、上記（ｂ）とは異なり、粗骨材の影響を受けない点で、最も好ましい。

【0016】

［画像分析工程］
画像分析工程は、画像取得工程で得られた画像を分析して、該画像中で密度が相対的に大きい部分を、白華の発生の可能性が高い部分として評価する工程である。
画像の分析は、目視でもよいし、人工知能（ＡＩ）等の適用でもよい。
画像中、密度が相対的に大きい部分は、例えば、白色度が、より大きい部分として表される。
画像中、密度が相対的に大きい部分は、画像を２値化して、明暗を強調することによって、より明瞭に、密度が相対的に小さい部分との差異を目視で認識し易いように表すことができる。

【0017】

製品として製造された多数のインターロッキングブロックに対して、本発明の方法を適用することによって、例えば、製品として出荷可能なもの（優良品）と、白華の発生の可能性が高い部分を有するもの（不良品）を各々、選別することができる。

【実施例】

【0018】

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
（Ａ）使用した材料
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（密度：３．１６ｇ／ｃｍ^３）
（２）基層用の細骨材：山砂（ＦＭ：２．６８、表乾密度：２．５８ｇ／ｃｍ^３）
（３）基層用の粗骨材：６号砕石（硬質砂岩、ＦＭ：６．０５）
（４）表層用の細骨材：５号珪砂（ＦＭ：２．２１、表乾密度：２．６０ｇ／ｃｍ^３）
（５）水：上水道水

【0019】

（Ｂ）インターロッキングブロックの製造
表１に示す材料及び配合量で、図１に示す２層のブロックとして、２００ｍｍ（長さ）×１００ｍｍ（幅）×１００ｍｍ（厚さ）の寸法を有するインターロッキングブロック１を作製した。表層部分２の厚さは５ｍｍであり、基層部分３の厚さは９５ｍｍであった。
作製から１４日後に、インターロッキングブロック１に白華の発生が認められた。
この白華を有するインターロッキングブロック１を上方から撮影した写真を、図２に示す。図２中、楕円の実線で囲んだ白色の部分は、舗装面４に表れた白華を示す。

【0020】

【表1】

【0021】

（Ｃ）Ｘ線ＣＴ法の適用
次に、インターロッキングブロック１に対して、Ｘ線ＣＴ法を適用して、以下の画像を得た。
Ｘ線ＣＴ法は、Ｘ線ＣＴ装置である「マイクロフォーカスＸ線ＣＴシステム」（島津製作所社製；商品名「ｉｎｓｐｅＸｉｏ ＳＭＸ－２２５ＣＴ」）を用いて行った。
図３に示す画像は、舗装面４から１ｍｍの距離にある表層部分２の断面（舗装面４と平行な、水平方向に延びる断面）の画像である。図３中、楕円の点線で囲んだ部分は、他の部分よりも白色度が高い領域を示す。白色度が高いことは、密度が大きいことを示す。
図４に示す画像は、舗装面４から３０ｍｍの距離にある基層部分３の断面（舗装面４と平行な、水平方向に延びる断面）の画像である。図４中、楕円の点線で囲んだ部分は、当該部分の左方に位置する部分よりも白色度が高い領域を示す。

【0022】

図５に示す画像は、舗装面４における幅方向の中央で鉛直方向に延びる断面（舗装面４と垂直な断面）の画像である。図５中、黒色の点線の上方に位置する部分は、他の部分よりも白色度が高い領域を示す。
図６に示す画像は、図５に示す画像を２値化して、明暗（白色の部分と黒色の部分の差異）を強調した画像である。
図３～図６から、Ｘ線ＣＴ法で得た画像の中で白色度が高い部分（密度が大きい部分）は、図２に示す白華が発生した領域と一致していることがわかる。
したがって、白華が発生する前であっても、製造したインターロッキングブロックについて、Ｘ線ＣＴ法を適用して、画像を見れば、その画像の中で白色度が高い部分（密度が大きい部分）を、白華の発生の可能性が高い部分として評価することができる。

【符号の説明】

【0023】

１ インターロッキングブロック
２ 表層部分
３ 基層部分
４ 舗装面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】