コンクリート並びにコンクリート養生方法
【課題】コンクリートの製造とはまったく別個の材料や手間を必要とすることなく、セメント水和物の溶脱並びにコンクリートから溶出した成分によるコンクリート周辺のｐＨの上昇を抑制する。
【解決手段】コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生するようにした。
【解決手段】コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート並びにコンクリート養生方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分施設の建造に用いて好適なコンクリート並びにコンクリート養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低レベル放射性廃棄物処理における長期に亘る安全性確保のため、低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分施設の設計検討が進められている。処分施設に使用されるモルタルやコンクリートといったセメント系材料については、地下水との接触によってセメント水和物の溶脱が徐々に進行して放射性物質の漏洩に対するバリア性能が低下してしまうことが懸念されている。また、溶脱に伴うカルシウム（Ｃａ）を含んだ高ｐＨ溶液の作用によって、放射性核種の漏洩防止目的で設けられるベントナイト系人工バリアの性能を低下させることも憂慮されている。このような背景のもと、処分施設の設計・安全性評価における最重要課題の一つとしてセメント系材料の溶脱に関する評価及び対策が検討されている。
【０００３】
セメント水和物の溶脱やコンクリートの腐食を防止する従来の方法としては、エポキシ樹脂等の合成樹脂にギ酸カルシウムのようなギ酸化合物を配合したコーティング材をコンクリート構造物の表面にコーティングするものがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１１９８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のコンクリート腐食防止方法では、コンクリートとは別にコーティング材を製造することが必要となると共に、さらに、コンクリート構造物の建造に加えてコーティング材をコーティングする作業が必要となり、施工に手間がかかると共にコストアップにつながる。
【０００６】
本発明はかかる要望に応えるもので、コンクリートの製造とはまったく別個の材料や手間を必要とすることなく、セメント水和物の溶脱並びにコンクリートから溶出した成分によるコンクリート周辺のｐＨの上昇を抑制することができるコンクリート並びにコンクリート養生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため、請求項１記載のコンクリートは、コンクリート表面に重炭酸イオンが供給された状態で養生が施されるようにしている。
【０００８】
また、請求項２記載のコンクリートは、重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液によって湿潤状態で養生が施されるようにしている。
【０００９】
また、請求項５記載のコンクリート養生方法は、コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生するようにしている。
【００１０】
また、請求項６記載のコンクリート養生方法は、重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液を用いて湿潤状態で養生するようにしている。
【００１１】
したがって、このコンクリート並びにコンクリート養生方法によると、養生中のコンクリート表面に重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）が供給され、この重炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給される水酸化物イオン（ＯＨ−）による高ｐＨ条件下で解離反応によって炭酸イオン（ＣＯ３２−）に変化する。そして、この炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給されるカルシウムイオン（Ｃａ２＋）と反応することによってコンクリート表面にカルサイト（ＣａＣＯ３）の沈殿層が生成される。さらに、重炭酸イオンから変化した水素イオン（Ｈ＋）とセメント系材料中の細孔溶液から供給される水酸化物イオンとが反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。
【００１２】
なお、本発明が適用可能なコンクリートには、セメント系材料と細骨材と粗骨材と水とを含むコンクリートに加えて、粗骨材を含まずにセメント系材料と細骨材と水とからなるセメントモルタル、及び、細骨材も粗骨材も含まずにセメント系材料と水とからなるセメントペーストを含む。ここで、セメント系材料とは、セメント、並びに、一般に混和材や混合材とも呼ばれる材料であってフライアッシュや高炉スラグ微粉末や石灰石微粉末等のセメントに混合させる粉体材料のことをいう。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のコンクリートにおいて、前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンが供給されるようにしている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載のコンクリートにおいて、前記溶液が更にカルシウムイオンを含むようにしている。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項５記載のコンクリート養生方法において、前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンを供給するようにしている。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項６記載のコンクリートにおいて、前記溶液が更にカルシウムイオンを含むようにしている。
【００１７】
したがって、このコンクリート並びにコンクリート養生方法によると、セメント系材料中の細孔溶液から供給されるカルシウムイオンに加えて養生に用いられる溶液（以下、養生溶液と呼ぶ）からもカルシウムイオンが供給され、カルサイト（ＣａＣＯ３）の沈殿層の生成が促進される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコンクリート並びにコンクリート養生方法によれば、養生中のコンクリート表面に重炭酸イオンが供給され、この重炭酸イオンから変化した炭酸イオンがセメント系材料から供給されるカルシウムイオンと反応することによってコンクリート表面にカルサイトの沈殿層が生成されるので、セメント系材料からのカルシウムイオンの溶出を抑制することが可能であり、放射性物質の漏洩に対するコンクリートのバリア性能の低下を防止することができる。また、コンクリート表面にカルサイトの沈殿層が生成されるので、養生後コンクリートの中性化抵抗性や塩害抵抗性を向上させることができる。
【００１９】
さらに、本発明のコンクリート並びにコンクリート養生方法によれば、重炭酸イオンから変化した水素イオンとセメント系材料から供給される水酸化物イオンとが反応して水が生成されるので、コンクリート周辺のｐＨの上昇を抑制することが可能であり、溶脱に伴うカルシウムを含んだ高ｐＨ溶液の作用を抑止し、放射性核種の漏洩防止目的で設けられるベントナイト系人工バリアの性能の低下を防止することができる。また、養生溶液のｐＨの上昇を抑制することができるので、養生溶液を廃棄する際に中性化させる等の特別な処理を行う必要がなく、養生溶液の廃棄が簡便になる。
【００２０】
また、本発明のコンクリート並びにコンクリート養生方法によれば、セメント系材料中の細孔溶液から供給されるカルシウムイオンに加えて養生溶液からもカルシウムイオンが供給されてカルサイトの沈殿層の生成が促進されるので、放射性物質の漏洩に対するバリア性能の低下をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の構成を最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本発明のコンクリート養生方法は、コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生するものであって、重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液を用いて湿潤状態で養生することを特徴とするものである。そして、本発明のコンクリートは、このコンクリート養生方法によって養生が施されたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明が適用されるコンクリートは特に限定されず、従来のセメントペースト、セメントモルタル、コンクリートのいずれであっても良い。
【００２４】
本発明が適用されるコンクリートに用いられるセメントは特に限定されるものではなく、当業者の間で広く用いられているコンクリート材料用の一般的なセメントが用いられる。具体的には例えば低熱ポルトランドセメントや普通ポルトランドセメントが用いられる。なお、一種類のセメントが用いられるようにしても良いし、複数種類のセメントが組み合わされて用いられるようにしても良い。
【００２５】
また、本発明が適用されるコンクリートに用いられる細骨材並びに粗骨材は特に限定されるものではなく、当業者の間で広く用いられているコンクリート材料用の一般的な細骨材や粗骨材が用いられる。具体的には例えば、細骨材としてはケイ砂が用いられ、粗骨材としては砕石が用いられる。
【００２６】
コンクリートの養生には、重炭酸イオンを少なくとも含む溶液が用いられる。具体的には例えば、コンクリートの一般的な養生に用いられる水道水に重炭酸イオンを少なくとも含む溶液が用いられる。重炭酸イオンの含有量は、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは４ｍｇ／Ｌ以上、更に好ましくは４０ｍｇ／Ｌ以上、最も好ましくは４００ｍｇ／Ｌ以上である。
【００２７】
コンクリートの養生に用いられる養生溶液は、カルシウムイオンを更に含むことが望ましい。カルシウムイオンの含有量は、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以上、更に好ましくは１００ｍｇ／Ｌ以上、最も好ましくは１０００ｍｇ／Ｌ以上である。
【００２８】
コンクリートの養生期間は、好ましくは１日以上、より好ましくは５０日以上、更に好ましくは１００日以上、最も好ましくは１５０日以上である。
【００２９】
コンクリートの養生の態様は、コンクリートの表面に養生溶液が供給されて養生溶液に含まれる重炭酸イオン並びにカルシウムイオンが供給される態様であればどのような態様であっても良い。例えば、混練したコンクリート（又は、セメントペースト、セメントモルタル）を型枠に投入し、硬化の程度を確認して脱型した後、養生溶液中に浸漬させて養生させるようにしても良い。または、混練したコンクリートを型枠に打設し、硬化の程度を確認して脱型した後、養生溶液を含ませた布等をコンクリートに被せると共に、養生溶液がコンクリート全体に十分に供給されるように必要に応じて養生溶液を散布等によって布等に補給しながら養生するようにしても良い。
【００３０】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、コンクリートの養生の態様の説明において、コンクリートの硬化の程度を確認して脱型した後の即ち新設のコンクリートを養生する場合を例に挙げて説明しているが、既存のコンクリートに適用しても良い。この場合も、養生中のコンクリート表面に重炭酸イオンが供給され、この重炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給される水酸化物イオンによる高ｐＨ条件下で解離反応によって炭酸イオンに変化する。そして、この炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給されるカルシウムイオンと反応することによってコンクリート表面にカルサイトの沈殿層が生成される。
【実施例１】
【００３１】
本発明のコンクリート養生方法を用いたコンクリートの作製及び性能評価試験の実施例を図１〜図１８を用いて説明する。
【００３２】
本実施例では、セメントペーストであってセメント及び混和材の種類が異なる配合１−１，１−２，１−３，１−４（以下、配合１−１〜１−４と表記する）、並びに、セメントモルタルであってセメントの種類及び混和材の有無が異なる配合１−５，１−６，１−７（以下、配合１−５〜１−７と表記する）の合計七種類の配合条件（以下、配合１−１〜１−７と表記する）を設定した。各配合種類のコンクリート材料の配合割合は表１に示す通りとした。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１の配合１−１〜１−７のコンクリート材料として、具体的には、セメントは、配合１−１，１−２，１−５，１−６は低熱ポルトランドセメント（密度３．２２ｇ／ｃｍ３、比表面積３２９０ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製）を使用し、配合１−３，１−４，１−７は研究用普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ３、比表面積３３１０ｃｍ２／ｇ、社団法人セメント協会製）を使用した。
【００３５】
混和材は、配合１−１，１−６，１−７はフライアッシュ（密度２．４２ｇ／ｃｍ３、比表面積３７００ｃｍ２／ｇ、東北電力能代火力発電所産・II種）、配合１−２，１−３は高炉スラグ微粉末（密度２．９１ｇ／ｃｍ３、比表面積４２３０ｃｍ２／ｇ、新日鉄高炉セメント株式会社製・エスメント ４０００種）、配合１−４は石灰石微粉末（密度２．７１ｇ／ｃｍ３、比表面積約６０００ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製・ＴＭ−１）を用いた。
【００３６】
配合１−５〜１−７の細骨材は、石灰石砕砂（表乾密度２．６６ｇ／ｃｍ３、粗粒率２．４４、青森県下北郡尻屋産）を用いた。また、水は水道水を使用した。
【００３７】
セメントペーストである配合１−１〜１−４のコンクリート材料の混練は、セメント及び混和材をミキサーに投入して低速回転で３０秒間撹拌混合した後に水を投入して低速回転で６０秒間混練し、その後９０秒間ミキサー内部の掻き落としを行って静置し、さらに、低速回転で９０秒間混練してから１０秒間手練りをすることにより行った。なお、配合１−１〜１−７のコンクリート材料の混練には、ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に定めるミキサーを用いた。
【００３８】
また、セメントモルタルである配合１−５〜１−７のコンクリート材料の混練は、セメント及び混和材をミキサーに投入して低速回転で３０秒間撹拌混合した後に水を投入して低速回転で３０秒間混練し、細骨材を更に投入しながら低速回転で３０秒間混練してから高速回転で３０秒間混練し、その後９０秒間ミキサー内部の掻き落としを行って静置し、さらに、高速回転で６０秒間混練してから１０秒間手練りをすることにより行った。
【００３９】
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、混練完了後、試料を２０ｍｍ×２０ｍｍ×８０ｍｍの供試体型枠に投入した。そして、供試体中の水分が逸散しないように底面に水を張って湿空状態にした容器中に保存した。
【００４０】
型枠投入から概ね２４時間後に供試体を脱型し、セメント上澄み溶液中で１３週間に亘って硬化養生を行った。硬化養生の温度は、セメントの水和や混和材の反応を促進するために５０℃とした。セメント上澄み溶液は、研究用セメントとイオン交換水とを質量比で１：１０の割合で混合し、ハンドミキサーで１０分間撹拌した後、２４時間静置して作製した。なお、本実施例では、本発明に係る養生を施す前に１３週間に亘る硬化養生を行うようにしているが、本発明に係る養生を施す前に行う硬化養生の期間はこれに限られるものではなく、コンクリートの硬化状況に合わせて適宜調整するようにすれば良い。さらに、硬化養生を施さないで、そのまま本発明に係る養生を施すようにしても良い。
【００４１】
硬化養生後、角柱供試体全面をエポキシ樹脂系の塗布材によってコーティングすると共に軸方向の一端を１０ｍｍ程度切断して一面のみ曝露された状態とした。
【００４２】
そして、本実施例では、硬化養生後、配合１−１〜１−７のそれぞれについて、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａに浸漬させた養生と、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂに浸漬させた養生とを行った。
【００４３】
重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａとしてはイオン交換水を用いた。具体的には、純水製造装置（日本ミリポア社製・ＥｌｉｘＵＶ５）によって作製し、脱気装置（日京テクノス社製・ＮＴ−ＤＯ１００）によって脱気処理した純水であるイオン交換水を用いた。なお、養生溶液１ａのｐＨは７．０であった。
【００４４】
重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂとしては、重炭酸イオンを４００ｍｇ／Ｌ含む溶液を用いた。なお、養生溶液１ｂのｐＨは８．４であった。
【００４５】
養生溶液に浸漬させての養生（以下、浸漬養生と呼ぶ）は、環境温度を２０℃に保ちながらグローブボックス内で行った。グローブボックスには炭酸ガス除去装置を設けると共にグローブボックス内に窒素を充填し、コンクリート並びに養生溶液の炭酸化を防止する雰囲気とした。また、浸漬養生開始から一週間後、その後は四週又は五週間隔で養生溶液の交換を行った。
【００４６】
（１）ｐＨと水酸化物イオン溶出量の分析
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて５２週間に亘って養生を施したときの養生溶液のｐＨ及び水酸化物イオンの累積溶出量の測定を行い、図１〜図６に示される結果が得られた。
【００４７】
なお、図１〜図６について、横軸は養生期間を表し、折れ線グラフは水酸化物イオンの累積溶出量を表し（数値軸は右縦軸）、棒グラフは養生溶液のｐＨを表す（数値軸は左縦軸）。また、水酸化物イオンの累積溶出量は浸漬養生開始から各養生期間までの溶出量の合計を表す。一方、養生溶液のｐＨは、横軸の養生期間の各時点で養生溶液を交換したため、養生溶液交換から四週又は五週の期間における養生溶液の初期ｐＨからの変化を表す。
【００４８】
配合１−１及び１−２を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約１４０ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約２７０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ａの初期ｐＨである７．０を大きく上回り、概ね１０．５〜１１．５の範囲となった。
【００４９】
これに対し、配合１−１及び１−２を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図２に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約０．７ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約０．８ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｂの初期ｐＨである８．４から大きく変化せず、概ね８．５〜９．０の範囲となった。
【００５０】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材としてフライアッシュを用いても高炉スラグ微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、水酸化物イオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の０．５％以下に抑制できることが確認された。また、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５１】
また、配合１−３及び１−４を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図３に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約２９０ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約７８０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ａの初期ｐＨである７．０を大きく上回り、概ね１１〜１２の範囲となった。
【００５２】
これに対し、配合１−３及び１−４を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図４に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約０．９ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約１．０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｂの初期ｐＨである８．４から大きく変化せず、概ね８．５〜９．０の範囲となった。
【００５３】
この結果から、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材として高炉スラグ微粉末を用いても石灰石微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、水酸化物イオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の０．５％以下に抑制できることが確認された。また、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５４】
さらに、配合１−５〜１−７を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図５に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約３４０ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約７０ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約９０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ａの初期ｐＨである７．０を大きく上回り、概ね１０．０〜１１．５の範囲となった。
【００５５】
これに対し、配合１−５〜１−７を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図６に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、約０．７ｍｇ／Ｌ〜０．８ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｂの初期ｐＨである８．４から大きく変化せず、概ね８．５〜９．０の範囲となった。
【００５６】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても用いなくても、また、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、水酸化物イオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の１．５％以下に抑制できることが確認された。また、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５７】
これらの結果から、イオン交換水であって重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いて養生した場合には水酸化物イオンの溶出量が非常に多くなると共に養生溶液のｐＨが大きく上昇する一方で、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず水酸化物イオンの溶出量を大幅に抑制できると共に養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５８】
また、これらの結果から、コンクリートの養生溶液のｐＨは養生中のセメント系材料からの水酸化物イオンの溶出量に影響を受け、水酸化物イオンの溶出量が多いほどｐＨが高くなり、水酸化物イオンの溶出量が抑制されればｐＨは大きくは変化しないことが確認された。すなわち、養生溶液のｐＨ上昇を抑制するには水酸化物イオンの溶出の抑制が有効であることが確認された。
【００５９】
（２）カルシウムイオン溶出量の分析
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて５２週間に亘って養生を施したときの養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量の測定を行い、図７〜図１２に示される結果が得られた。
【００６０】
なお、図７〜図１２について、横軸は養生期間を表し、折れ線グラフはカルシウムイオンの累積溶出量を表し（数値軸は右縦軸）、棒グラフは養生溶液のカルシウムイオン濃度を表す（数値軸は左縦軸）。また、カルシウムイオンの累積溶出量は浸漬養生開始から各養生期間までの溶出量の合計を表す。一方、養生溶液のカルシウムイオン濃度は、横軸の養生期間の各時点で養生溶液を交換したため、養生溶液交換から四週又は五週の期間における養生溶液の初期濃度からの変化を表す。なお、養生溶液１ａの初期のカルシウムイオン濃度は０ｍｇ／Ｌであり、養生溶液１ｂは５ｍｇ／Ｌであった。
【００６１】
配合１−１及び１−２を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図７に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約２００ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約２９０ｍｇ／Ｌとなった。
【００６２】
これに対し、配合１−１及び１−２を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図８に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約４４ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約４３ｍｇ／Ｌとなった。
【００６３】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材としてフライアッシュを用いても高炉スラグ微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、カルシウムイオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合のおよそ２割以下に抑制できることが確認された。
【００６４】
また、配合１−３及び１−４を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図９に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約３２０ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約６７０ｍｇ／Ｌとなった。
【００６５】
これに対し、配合１−３及び１−４を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１０に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約３９ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約２４ｍｇ／Ｌとなった。
【００６６】
この結果から、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材として高炉スラグ微粉末を用いても石灰石微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、カルシウムイオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合のおよそ１割以下に抑制できることが確認された。
【００６７】
さらに、配合１−５〜１−７を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１１に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約３６０ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約１３０ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約１５０ｍｇ／Ｌとなった。
【００６８】
これに対し、配合１−５〜１−７の養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１２に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約２９ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約３５ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約３３ｍｇ／Ｌとなった。
【００６９】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても用いなくても、また、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、カルシウムイオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の１割弱〜３割弱に抑制できることが確認された。
【００７０】
これらの結果から、イオン交換水であって重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いて養生した場合にはカルシウムイオンの溶出量が非常に多くなる一方で、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらずカルシウムイオンの溶出量を大幅に抑制できることが確認された。
【００７１】
（３）供試体表層部分のカルシウム濃度の分析
配合１−１及び１−４について、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて２６週間に亘って養生を施したときの供試体表層のカルシウム濃度の測定を行い、図１３〜図１６に示される結果が得られた。
【００７２】
なお、カルシウム濃度の測定は、元素の二次元分布を観測するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒの略）を用いて行った。図１３〜図１６の横軸は角柱供試体軸方向の長さを表し、図１３〜図１６は供試体を含む１ｍｍ四方の範囲のカルシウムの濃度分布を表している。そして、図１３〜図１６は供試体の軸方向断面のカルシウム濃度分布を明暗によって表している。また、図１３〜図１６中の折れ線３はカルシウム元素の検出カウント数を表す（数値軸は左縦軸）。また、矢印１で示した位置が供試体の曝露面の位置であり、矢印１の右側の部分が供試体である。
【００７３】
配合１−１を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１３の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、供試体の曝露面近傍の範囲２においてカルシウム濃度が低下しており、曝露面から供試体中のカルシウムが養生溶液中に溶出したことが確認された。なお、図１３においては、カルシウム濃度が低い部分ほど暗くなっている。
【００７４】
これに対し、配合１−１を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１４の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、カルシウムの溶出に伴ってカルシウム濃度が低下している範囲２が、養生溶液１ａを用いて養生した場合と比べて三分の一から四分の一程度となった。
【００７５】
また、図１４の折れ線３の変化から、範囲２においては供試体の曝露面に近くなるほどカルシウム元素の検出カウント数が減少している一方で、曝露面において検出カウント数が急激に増加しており、曝露面ではカルシウム濃度が高くなっていることが確認された。そして、この現象は、養生溶液１ａで養生した場合の結果である図１３では見られないことも確認された。
【００７６】
さらに、配合１−４を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１５の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、供試体の中央側から曝露面に向かってカルシウム濃度が減少しており、矢印４の向きにセメント水和物であるカルシウムの溶脱が進行していることが確認された。なお、図１５においては、曝露面左側及び曝露面近傍のカルシウム濃度が極端に低い部分が暗くなっていると共に、曝露面右側の供試体内部についてはカルシウム濃度が高い部分ほど暗くなっている。
【００７７】
これに対し、配合１−４を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１６の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、配合１−１の供試体に見られたカルシウムの溶出に伴ってカルシウム濃度が低下している範囲２は見られず、供試体曝露面からカルシウムが殆ど溶出していないことが確認された。
【００７８】
この結果からも、イオン交換水であって重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いて養生した場合にはカルシウムイオンの溶出量が非常に多くなる一方で、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらずカルシウムイオンの溶出量を大幅に抑制できることが確認された。
【００７９】
（４）供試体表層部分の含有鉱物の分析
配合１−１について、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて５２週間に亘って養生を施したときの供試体表層の含有鉱物の分析を行い、図１７及び図１８に示される結果が得られた。
【００８０】
なお、含有鉱物の分析は、Ｘ線が結晶格子によって回折する現象を利用して物質の結晶構造を調べるＸ線回折法を用いて行った。また、図１７及び図１８について、横軸は入射方向と反射方向との角度である２θ°を表し、縦軸はＸ線の強度を表す。
【００８１】
配合１−１を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１７に示される通り、珪酸カルシウム水和物（ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｈ２Ｏ；Ｃ−Ｓ−Ｈ、図中の記号●）並びにフライアッシュ成分のムライト（Ｍｕｌｉｔｅ、図中の記号□）及び石英（ＳｉＯ２；Ｑｕａｒｔｚ、図中の記号◆）に対応するピークが確認された。
【００８２】
これに対し、配合１−１を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１８に示される通り、主要な鉱物としてカルサイト（ＣａＣＯ３；Ｃａｌｃｉｔｅ、図中の記号○）に対応する顕著なピークが確認された。
【００８３】
この結果から、養生溶液１ｂを用いて養生することによって、養生溶液１ａを用いて養生した場合には見られない現象として、供試体表層部分にカルサイト層を生成できることが確認された。
【００８４】
（５）実施例１の結果
以上の実施例１の結果から、重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）を含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、養生溶液中の重炭酸イオンとセメント中のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）及び水酸化物イオン（ＯＨ−）とをコンクリート表面において反応させることによってカルサイト（ＣａＣＯ３）と水（Ｈ２Ｏ）とを生成させ、このカルサイトによってコンクリート表面に層を形成させ、このカルサイト層によってセメント中のカルシウムイオン及び水酸化物イオンの溶出を抑制できることが確認された。すなわち、重炭酸イオンを含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、セメント水和物の溶脱を抑制できると共に養生溶液のｐＨ上昇を抑制できることが確認された。
【実施例２】
【００８５】
本発明のコンクリート養生方法を用いたコンクリートの作製及び性能評価試験の他の実施例を図１９〜図２６を用いて説明する。
【００８６】
本実施例では、実施例１と同じ配合１−１〜１−７の配合条件を設定し、実施例１と同じコンクリート材料を用いると共に、実施例１と同様の手順によって供試体を作製した。
【００８７】
実施例２では、硬化養生後の浸漬養生用の養生溶液として、１Ｌ当たり４００ｍｇの重炭酸イオンに加え、１Ｌ当たり１１００ｍｇのカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いた。なお、浸漬養生の条件や手順は実施例１と同様とした。
【００８８】
（１）ｐＨと水酸化物イオン溶出量の分析
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、養生溶液１ｃを用いて５２週間に亘って養生を施したときの養生溶液のｐＨ及び水酸化物イオンの累積溶出量の測定を行い、図１９〜図２１に示される結果が得られた。なお、図１９〜図２１の表示内容や表示方法等は図１〜図６と同じである。
【００８９】
配合１−１及び１−２を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図１９に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、どちらの配合も約０．０１３ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｃの初期ｐＨである７．４から大きく変化せず、概ね７．５〜８．０の範囲となった。
【００９０】
また、配合１−３及び１−４を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２０に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約０．０１２ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約０．０１５ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｃの初期ｐＨである７．４から大きく変化せず、概ね７．５〜８．０の範囲となった。
【００９１】
さらに、配合１−５〜１−７を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２１に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約０．０１ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約０．０１３ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約０．００６ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｃの初期ｐＨである７．４から大きく変化せず、概ね７．５〜８．０の範囲となった。
【００９２】
これらの結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、養生溶液１ｂを用いて養生した場合と比べて水酸化物イオンの溶出量を更に大幅に抑制できると共に養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００９３】
（２）供試体表層部分のカルシウム濃度の分析
配合１−１及び１−４について、養生溶液１ｃを用いて２６週間に亘って養生を施したときの供試体表層のカルシウム濃度の測定を行い、図２２及び図２３に示される結果が得られた。なお、カルシウム濃度の測定方法は実施例１と同様であり、図２２及び図２３の表示内容や表示方法等は図１３〜図１６と同じである。
【００９４】
配合１−１を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２２に示される通り、濃度分布を表す明暗の具合からは、養生溶液１ａや１ｂを用いて養生した場合に見られたカルシウムの溶出に伴って供試体の曝露面近傍においてカルシウム濃度が低下している範囲２は見られなかった。また、折れ線３の変化からも、曝露面近傍における検出カウント数の顕著な減少傾向は見られず、また、曝露面において検出カウント数の増加のピークがあり、曝露面ではカルシウム濃度が高くなっていることが確認された。
【００９５】
さらに、配合１−４を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２３の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、カルシウムの溶出に伴って供試体の曝露面近傍においてカルシウム濃度が低下している範囲２は見られず、供試体曝露面からカルシウムが殆ど溶出していないことが確認された。
【００９６】
この結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、養生溶液がカルシウムイオンを含まない場合と比べてカルシウムイオンの溶出量を更に大幅に抑制できることが確認された。
【００９７】
（３）供試体表層部分の含有鉱物の分析
配合１−１について、養生溶液１ｃを用いて５２週間に亘って養生を施したときの供試体表層の含有鉱物の分析を行い、図２４に示される結果が得られた。なお、含有鉱物の分析方法は実施例１と同様であり、図２４の表示内容や表示方法等は図１７及び図１８と同じである。
【００９８】
配合１−１を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２４に示される通り、他の鉱物と比べて際だって突出したカルサイト（ＣａＣＯ３；Ｃａｌｃｉｔｅ、図中の記号○）に対応するピークが確認された。
【００９９】
この結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いて養生することによって、養生溶液がカルシウムイオンを含まない場合と比べてより多くのカルサイトを生成して供試体表層部分により強固なカルサイト層を生成できることが確認された。
【０１００】
（４）供試体曝露面微小領域のカルシウム濃度及び炭素濃度の分析
配合１−１及び１−６について、養生溶液１ｃを用いて５２週間に亘って養生を施したときの供試体曝露面微小領域のカルシウム濃度及び炭素濃度の測定を行い、図２５及び図２６に示される結果が得られた。
【０１０１】
なお、カルシウム濃度及び炭素濃度の測定はＥＰＭＡを用いて行った。また、図２５及び図２６は、供試体曝露面微小領域の厚さ方向即ち角柱供試体軸方向１００μｍ、幅５００μｍの範囲について角柱供試体軸方向断面の濃度分布を明暗によって表している。また、矢印１で示した位置が供試体の曝露面の位置であり、矢印１の右側の部分が供試体である。
【０１０２】
配合１−１を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２５の明暗の具合に示される通り、曝露面で層状にカルシウム濃度が高くなっていると共に炭素濃度が高くなっており、曝露面にカルシウム濃縮層５（図２５（Ａ））及び炭素濃縮層６（図２５（Ｂ））が生成されていることが確認された。
【０１０３】
また、配合１−６を養生溶液１ｃを用いて養生した場合についても、図２６の明暗の具合に示される通り、曝露面で層状にカルシウム濃度が高くなっていると共に炭素濃度が高くなっており、曝露面にカルシウム濃縮層５（図２６（Ａ））及び炭素濃縮層６（図２６（Ｂ））が生成されていることが確認された。
【０１０４】
ここで、供試体曝露面にカルシウム（Ｃａ）濃縮層５や炭素（Ｃ）濃縮層６が見られるのは、前述の含有鉱物の分析結果において突出したピークが見られたカルサイト（ＣａＣＯ３）に対応するものである。これらのことから、重炭酸イオンやカルシウムイオンを含む養生溶液を用いて養生することによって、供試体曝露面にカルサイトの層を形成できることが確認された。
【０１０５】
（５）実施例２の結果
以上の実施例２の結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、カルシウムイオンを含まない養生溶液を用いて養生する場合と比べ、コンクリート表面により多くのカルサイトを生成させてより強固なカルサイト層を形成させ、セメント中のカルシウムイオン及び水酸化物イオンの溶出をより確実に抑制できることが確認された。すなわち、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、セメント水和物の溶脱をより確実に抑制できると共に養生溶液のｐＨ上昇をより確実に抑制できることが確認された。
【実施例３】
【０１０６】
本発明のコンクリート養生方法を用いたコンクリートの作製及び性能評価試験の更に他の実施例を図２７〜図３０を用いて説明する。
【０１０７】
本実施例では、セメントの種類が異なる配合２−１及び２−２の二種類のセメントペーストを用いた。
【０１０８】
配合２−１及び２−２のコンクリート材料として、具体的には、セメントは、配合２−１は研究用普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ３、比表面積３３１０ｃｍ２／ｇ、社団法人セメント協会製）を使用し、配合２−２は低熱ポルトランドセメント（密度３．２２ｇ／ｃｍ３、比表面積３２９０ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製）を使用した。
【０１０９】
混和材は、フライアッシュ（密度２．４２ｇ／ｃｍ３、比表面積３７００ｃｍ２／ｇ、東北電力能代火力発電所産・II種）、高炉スラグ微粉末（密度２．９１ｇ／ｃｍ３、比表面積４２３０ｃｍ２／ｇ、新日鉄高炉セメント株式会社製・エスメント ４０００種）、石灰石微粉末（密度２．７１ｇ／ｃｍ３、比表面積約６０００ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製・ＴＭ−１）を用いた。
【０１１０】
コンクリート材料の混練は、セメント及び混和材をミキサーに投入して低速回転で３０秒間撹拌混合した後に水を投入して低速回転で６０秒間混練し、その後９０秒間ミキサー内部の掻き落としを行って静置し、さらに、低速回転で９０秒間混練してから１０秒間手練りをすることにより行った。
【０１１１】
配合２−１及び２−２のそれぞれについて、混練完了後、試料を２０ｍｍ×２０ｍｍ×８０ｍｍの供試体型枠に投入した。そして、供試体中の水分が逸散しないように底面に水を張って湿空状態にした容器中に保存した。
【０１１２】
型枠投入から概ね２４時間後に供試体を脱型し、セメント上澄み溶液中で１３週間に亘って硬化養生を行った。硬化養生の温度は、セメントの水和や混和材の反応を促進するために５０℃とした。
【０１１３】
硬化養生後、角柱供試体全面をエポキシ樹脂系の塗布材によってコーティングすると共に軸方向の一端を１０ｍｍ程度切断して一面のみ曝露された状態とした。
【０１１４】
そして、本実施例では、硬化養生後、配合２−１及び２−２のそれぞれについて、重炭酸イオンの濃度が異なる三種類の養生溶液に浸漬させた養生を行った。各養生溶液の重炭酸イオン濃度は、養生溶液２ａは４００ｍｇ／Ｌ，養生溶液２ｂは４０ｍｇ／Ｌ，養生溶液２ｃは４ｍｇ／Ｌ，養生溶液２ｄは０ｍｇ／Ｌ（純水）とした。
【０１１５】
（１）水酸化物イオン溶出量の分析
配合２−１及び２−２のそれぞれについて、養生溶液２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄを用いて２６週間に亘って養生を施したときの養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量の測定を行い、図２７及び図２８に示される結果が得られた。なお、図２７及び図２８について、横軸は養生期間を表し、縦軸は浸漬養生開始から各養生期間までの水酸化物イオンの溶出量の合計を表す。
【０１１６】
配合２−１を各養生溶液を用いて養生した場合については、図２７に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約３９０ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約２６０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。。
【０１１７】
また、配合２−２を各養生溶液を用いて養生した場合については、図２８に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約３００ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約１６０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。
【０１１８】
これらの結果から、セメントの種類によらず、養生溶液の重炭酸イオン濃度が高ければ高いほど水酸化物イオンの溶出量を抑制できることが確認された。
【０１１９】
（２）カルシウムイオン溶出量の分析
配合２−１及び２−２のそれぞれについて、養生溶液２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄを用いて２６週間に亘って養生を施したときの養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量の測定を行い、図２９及び図３０に示される結果が得られた。なお、図２９及び図３０について、横軸は養生期間を表し、縦軸は浸漬養生開始から各養生期間までのカルシウムイオンの溶出量の合計を表す。
【０１２０】
配合２−１を各養生溶液を用いて養生した場合については、図２９に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約４５０ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が最も低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約３３０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。
【０１２１】
また、配合２−２を各養生溶液を用いて養生した場合については、図３０に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約３３０ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が最も低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約２１０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。
【０１２２】
これらの結果から、セメントの種類によらず、養生溶液の重炭酸イオン濃度が高ければ高いほどカルシウムイオンの溶出量を抑制できることが確認された。
【０１２３】
（３）実施例３の結果
以上の実施例３の結果から、セメントの種類によらず、養生溶液中に重炭酸イオンを含ませることにより水酸化物イオン及びカルシウムイオンの溶出を抑制することができると共に養生溶液の重炭酸イオン濃度が高ければ高いほど水酸化物イオン及びカルシウムイオンの溶出をより一層抑制できることが確認された。すなわち、重炭酸イオン濃度が高い養生溶液を用いて養生することによって、セメントの種類によらず、セメント水和物の溶脱をより確実に抑制できると共に養生溶液のｐＨの上昇をより確実に抑制できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図３】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図４】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図５】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図６】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図７】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図８】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図９】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１０】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１１】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１２】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１３】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１４】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１５】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−４の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１６】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−４の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１７】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１の供試体表層含有鉱物の分析結果を示す図である。
【図１８】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１の供試体表層含有鉱物の分析結果を示す図である。
【図１９】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２０】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２１】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２２】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２３】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−４の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２４】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１の供試体表層含有鉱物の分析結果を示す図である。
【図２５】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１の供試体曝露面微小領域元素分布の測定結果を示す図である。（Ａ）はカルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。（Ｂ）は炭素濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２６】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−６の供試体曝露面微小領域元素分布の測定結果を示す図である。（Ａ）はカルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。（Ｂ）は炭素濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２７】実施例３の配合２−１の養生溶液種類別の水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２８】実施例３の配合２−２の養生溶液種類別の水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２９】実施例３の配合２−１の養生溶液種類別のカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図３０】実施例３の配合２−２の養生溶液種類別のカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート並びにコンクリート養生方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分施設の建造に用いて好適なコンクリート並びにコンクリート養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低レベル放射性廃棄物処理における長期に亘る安全性確保のため、低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分施設の設計検討が進められている。処分施設に使用されるモルタルやコンクリートといったセメント系材料については、地下水との接触によってセメント水和物の溶脱が徐々に進行して放射性物質の漏洩に対するバリア性能が低下してしまうことが懸念されている。また、溶脱に伴うカルシウム（Ｃａ）を含んだ高ｐＨ溶液の作用によって、放射性核種の漏洩防止目的で設けられるベントナイト系人工バリアの性能を低下させることも憂慮されている。このような背景のもと、処分施設の設計・安全性評価における最重要課題の一つとしてセメント系材料の溶脱に関する評価及び対策が検討されている。
【０００３】
セメント水和物の溶脱やコンクリートの腐食を防止する従来の方法としては、エポキシ樹脂等の合成樹脂にギ酸カルシウムのようなギ酸化合物を配合したコーティング材をコンクリート構造物の表面にコーティングするものがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１１９８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のコンクリート腐食防止方法では、コンクリートとは別にコーティング材を製造することが必要となると共に、さらに、コンクリート構造物の建造に加えてコーティング材をコーティングする作業が必要となり、施工に手間がかかると共にコストアップにつながる。
【０００６】
本発明はかかる要望に応えるもので、コンクリートの製造とはまったく別個の材料や手間を必要とすることなく、セメント水和物の溶脱並びにコンクリートから溶出した成分によるコンクリート周辺のｐＨの上昇を抑制することができるコンクリート並びにコンクリート養生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するため、請求項１記載のコンクリートは、コンクリート表面に重炭酸イオンが供給された状態で養生が施されるようにしている。
【０００８】
また、請求項２記載のコンクリートは、重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液によって湿潤状態で養生が施されるようにしている。
【０００９】
また、請求項５記載のコンクリート養生方法は、コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生するようにしている。
【００１０】
また、請求項６記載のコンクリート養生方法は、重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液を用いて湿潤状態で養生するようにしている。
【００１１】
したがって、このコンクリート並びにコンクリート養生方法によると、養生中のコンクリート表面に重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）が供給され、この重炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給される水酸化物イオン（ＯＨ−）による高ｐＨ条件下で解離反応によって炭酸イオン（ＣＯ３２−）に変化する。そして、この炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給されるカルシウムイオン（Ｃａ２＋）と反応することによってコンクリート表面にカルサイト（ＣａＣＯ３）の沈殿層が生成される。さらに、重炭酸イオンから変化した水素イオン（Ｈ＋）とセメント系材料中の細孔溶液から供給される水酸化物イオンとが反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。
【００１２】
なお、本発明が適用可能なコンクリートには、セメント系材料と細骨材と粗骨材と水とを含むコンクリートに加えて、粗骨材を含まずにセメント系材料と細骨材と水とからなるセメントモルタル、及び、細骨材も粗骨材も含まずにセメント系材料と水とからなるセメントペーストを含む。ここで、セメント系材料とは、セメント、並びに、一般に混和材や混合材とも呼ばれる材料であってフライアッシュや高炉スラグ微粉末や石灰石微粉末等のセメントに混合させる粉体材料のことをいう。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のコンクリートにおいて、前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンが供給されるようにしている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載のコンクリートにおいて、前記溶液が更にカルシウムイオンを含むようにしている。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項５記載のコンクリート養生方法において、前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンを供給するようにしている。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項６記載のコンクリートにおいて、前記溶液が更にカルシウムイオンを含むようにしている。
【００１７】
したがって、このコンクリート並びにコンクリート養生方法によると、セメント系材料中の細孔溶液から供給されるカルシウムイオンに加えて養生に用いられる溶液（以下、養生溶液と呼ぶ）からもカルシウムイオンが供給され、カルサイト（ＣａＣＯ３）の沈殿層の生成が促進される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコンクリート並びにコンクリート養生方法によれば、養生中のコンクリート表面に重炭酸イオンが供給され、この重炭酸イオンから変化した炭酸イオンがセメント系材料から供給されるカルシウムイオンと反応することによってコンクリート表面にカルサイトの沈殿層が生成されるので、セメント系材料からのカルシウムイオンの溶出を抑制することが可能であり、放射性物質の漏洩に対するコンクリートのバリア性能の低下を防止することができる。また、コンクリート表面にカルサイトの沈殿層が生成されるので、養生後コンクリートの中性化抵抗性や塩害抵抗性を向上させることができる。
【００１９】
さらに、本発明のコンクリート並びにコンクリート養生方法によれば、重炭酸イオンから変化した水素イオンとセメント系材料から供給される水酸化物イオンとが反応して水が生成されるので、コンクリート周辺のｐＨの上昇を抑制することが可能であり、溶脱に伴うカルシウムを含んだ高ｐＨ溶液の作用を抑止し、放射性核種の漏洩防止目的で設けられるベントナイト系人工バリアの性能の低下を防止することができる。また、養生溶液のｐＨの上昇を抑制することができるので、養生溶液を廃棄する際に中性化させる等の特別な処理を行う必要がなく、養生溶液の廃棄が簡便になる。
【００２０】
また、本発明のコンクリート並びにコンクリート養生方法によれば、セメント系材料中の細孔溶液から供給されるカルシウムイオンに加えて養生溶液からもカルシウムイオンが供給されてカルサイトの沈殿層の生成が促進されるので、放射性物質の漏洩に対するバリア性能の低下をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の構成を最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本発明のコンクリート養生方法は、コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生するものであって、重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液を用いて湿潤状態で養生することを特徴とするものである。そして、本発明のコンクリートは、このコンクリート養生方法によって養生が施されたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明が適用されるコンクリートは特に限定されず、従来のセメントペースト、セメントモルタル、コンクリートのいずれであっても良い。
【００２４】
本発明が適用されるコンクリートに用いられるセメントは特に限定されるものではなく、当業者の間で広く用いられているコンクリート材料用の一般的なセメントが用いられる。具体的には例えば低熱ポルトランドセメントや普通ポルトランドセメントが用いられる。なお、一種類のセメントが用いられるようにしても良いし、複数種類のセメントが組み合わされて用いられるようにしても良い。
【００２５】
また、本発明が適用されるコンクリートに用いられる細骨材並びに粗骨材は特に限定されるものではなく、当業者の間で広く用いられているコンクリート材料用の一般的な細骨材や粗骨材が用いられる。具体的には例えば、細骨材としてはケイ砂が用いられ、粗骨材としては砕石が用いられる。
【００２６】
コンクリートの養生には、重炭酸イオンを少なくとも含む溶液が用いられる。具体的には例えば、コンクリートの一般的な養生に用いられる水道水に重炭酸イオンを少なくとも含む溶液が用いられる。重炭酸イオンの含有量は、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは４ｍｇ／Ｌ以上、更に好ましくは４０ｍｇ／Ｌ以上、最も好ましくは４００ｍｇ／Ｌ以上である。
【００２７】
コンクリートの養生に用いられる養生溶液は、カルシウムイオンを更に含むことが望ましい。カルシウムイオンの含有量は、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ以上、より好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以上、更に好ましくは１００ｍｇ／Ｌ以上、最も好ましくは１０００ｍｇ／Ｌ以上である。
【００２８】
コンクリートの養生期間は、好ましくは１日以上、より好ましくは５０日以上、更に好ましくは１００日以上、最も好ましくは１５０日以上である。
【００２９】
コンクリートの養生の態様は、コンクリートの表面に養生溶液が供給されて養生溶液に含まれる重炭酸イオン並びにカルシウムイオンが供給される態様であればどのような態様であっても良い。例えば、混練したコンクリート（又は、セメントペースト、セメントモルタル）を型枠に投入し、硬化の程度を確認して脱型した後、養生溶液中に浸漬させて養生させるようにしても良い。または、混練したコンクリートを型枠に打設し、硬化の程度を確認して脱型した後、養生溶液を含ませた布等をコンクリートに被せると共に、養生溶液がコンクリート全体に十分に供給されるように必要に応じて養生溶液を散布等によって布等に補給しながら養生するようにしても良い。
【００３０】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、コンクリートの養生の態様の説明において、コンクリートの硬化の程度を確認して脱型した後の即ち新設のコンクリートを養生する場合を例に挙げて説明しているが、既存のコンクリートに適用しても良い。この場合も、養生中のコンクリート表面に重炭酸イオンが供給され、この重炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給される水酸化物イオンによる高ｐＨ条件下で解離反応によって炭酸イオンに変化する。そして、この炭酸イオンがセメント系材料中の細孔溶液からコンクリート表面に供給されるカルシウムイオンと反応することによってコンクリート表面にカルサイトの沈殿層が生成される。
【実施例１】
【００３１】
本発明のコンクリート養生方法を用いたコンクリートの作製及び性能評価試験の実施例を図１〜図１８を用いて説明する。
【００３２】
本実施例では、セメントペーストであってセメント及び混和材の種類が異なる配合１−１，１−２，１−３，１−４（以下、配合１−１〜１−４と表記する）、並びに、セメントモルタルであってセメントの種類及び混和材の有無が異なる配合１−５，１−６，１−７（以下、配合１−５〜１−７と表記する）の合計七種類の配合条件（以下、配合１−１〜１−７と表記する）を設定した。各配合種類のコンクリート材料の配合割合は表１に示す通りとした。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１の配合１−１〜１−７のコンクリート材料として、具体的には、セメントは、配合１−１，１−２，１−５，１−６は低熱ポルトランドセメント（密度３．２２ｇ／ｃｍ３、比表面積３２９０ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製）を使用し、配合１−３，１−４，１−７は研究用普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ３、比表面積３３１０ｃｍ２／ｇ、社団法人セメント協会製）を使用した。
【００３５】
混和材は、配合１−１，１−６，１−７はフライアッシュ（密度２．４２ｇ／ｃｍ３、比表面積３７００ｃｍ２／ｇ、東北電力能代火力発電所産・II種）、配合１−２，１−３は高炉スラグ微粉末（密度２．９１ｇ／ｃｍ３、比表面積４２３０ｃｍ２／ｇ、新日鉄高炉セメント株式会社製・エスメント ４０００種）、配合１−４は石灰石微粉末（密度２．７１ｇ／ｃｍ３、比表面積約６０００ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製・ＴＭ−１）を用いた。
【００３６】
配合１−５〜１−７の細骨材は、石灰石砕砂（表乾密度２．６６ｇ／ｃｍ３、粗粒率２．４４、青森県下北郡尻屋産）を用いた。また、水は水道水を使用した。
【００３７】
セメントペーストである配合１−１〜１−４のコンクリート材料の混練は、セメント及び混和材をミキサーに投入して低速回転で３０秒間撹拌混合した後に水を投入して低速回転で６０秒間混練し、その後９０秒間ミキサー内部の掻き落としを行って静置し、さらに、低速回転で９０秒間混練してから１０秒間手練りをすることにより行った。なお、配合１−１〜１−７のコンクリート材料の混練には、ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に定めるミキサーを用いた。
【００３８】
また、セメントモルタルである配合１−５〜１−７のコンクリート材料の混練は、セメント及び混和材をミキサーに投入して低速回転で３０秒間撹拌混合した後に水を投入して低速回転で３０秒間混練し、細骨材を更に投入しながら低速回転で３０秒間混練してから高速回転で３０秒間混練し、その後９０秒間ミキサー内部の掻き落としを行って静置し、さらに、高速回転で６０秒間混練してから１０秒間手練りをすることにより行った。
【００３９】
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、混練完了後、試料を２０ｍｍ×２０ｍｍ×８０ｍｍの供試体型枠に投入した。そして、供試体中の水分が逸散しないように底面に水を張って湿空状態にした容器中に保存した。
【００４０】
型枠投入から概ね２４時間後に供試体を脱型し、セメント上澄み溶液中で１３週間に亘って硬化養生を行った。硬化養生の温度は、セメントの水和や混和材の反応を促進するために５０℃とした。セメント上澄み溶液は、研究用セメントとイオン交換水とを質量比で１：１０の割合で混合し、ハンドミキサーで１０分間撹拌した後、２４時間静置して作製した。なお、本実施例では、本発明に係る養生を施す前に１３週間に亘る硬化養生を行うようにしているが、本発明に係る養生を施す前に行う硬化養生の期間はこれに限られるものではなく、コンクリートの硬化状況に合わせて適宜調整するようにすれば良い。さらに、硬化養生を施さないで、そのまま本発明に係る養生を施すようにしても良い。
【００４１】
硬化養生後、角柱供試体全面をエポキシ樹脂系の塗布材によってコーティングすると共に軸方向の一端を１０ｍｍ程度切断して一面のみ曝露された状態とした。
【００４２】
そして、本実施例では、硬化養生後、配合１−１〜１−７のそれぞれについて、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａに浸漬させた養生と、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂに浸漬させた養生とを行った。
【００４３】
重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａとしてはイオン交換水を用いた。具体的には、純水製造装置（日本ミリポア社製・ＥｌｉｘＵＶ５）によって作製し、脱気装置（日京テクノス社製・ＮＴ−ＤＯ１００）によって脱気処理した純水であるイオン交換水を用いた。なお、養生溶液１ａのｐＨは７．０であった。
【００４４】
重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂとしては、重炭酸イオンを４００ｍｇ／Ｌ含む溶液を用いた。なお、養生溶液１ｂのｐＨは８．４であった。
【００４５】
養生溶液に浸漬させての養生（以下、浸漬養生と呼ぶ）は、環境温度を２０℃に保ちながらグローブボックス内で行った。グローブボックスには炭酸ガス除去装置を設けると共にグローブボックス内に窒素を充填し、コンクリート並びに養生溶液の炭酸化を防止する雰囲気とした。また、浸漬養生開始から一週間後、その後は四週又は五週間隔で養生溶液の交換を行った。
【００４６】
（１）ｐＨと水酸化物イオン溶出量の分析
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて５２週間に亘って養生を施したときの養生溶液のｐＨ及び水酸化物イオンの累積溶出量の測定を行い、図１〜図６に示される結果が得られた。
【００４７】
なお、図１〜図６について、横軸は養生期間を表し、折れ線グラフは水酸化物イオンの累積溶出量を表し（数値軸は右縦軸）、棒グラフは養生溶液のｐＨを表す（数値軸は左縦軸）。また、水酸化物イオンの累積溶出量は浸漬養生開始から各養生期間までの溶出量の合計を表す。一方、養生溶液のｐＨは、横軸の養生期間の各時点で養生溶液を交換したため、養生溶液交換から四週又は五週の期間における養生溶液の初期ｐＨからの変化を表す。
【００４８】
配合１−１及び１−２を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約１４０ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約２７０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ａの初期ｐＨである７．０を大きく上回り、概ね１０．５〜１１．５の範囲となった。
【００４９】
これに対し、配合１−１及び１−２を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図２に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約０．７ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約０．８ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｂの初期ｐＨである８．４から大きく変化せず、概ね８．５〜９．０の範囲となった。
【００５０】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材としてフライアッシュを用いても高炉スラグ微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、水酸化物イオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の０．５％以下に抑制できることが確認された。また、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５１】
また、配合１−３及び１−４を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図３に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約２９０ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約７８０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ａの初期ｐＨである７．０を大きく上回り、概ね１１〜１２の範囲となった。
【００５２】
これに対し、配合１−３及び１−４を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図４に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約０．９ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約１．０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｂの初期ｐＨである８．４から大きく変化せず、概ね８．５〜９．０の範囲となった。
【００５３】
この結果から、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材として高炉スラグ微粉末を用いても石灰石微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、水酸化物イオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の０．５％以下に抑制できることが確認された。また、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５４】
さらに、配合１−５〜１−７を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図５に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約３４０ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約７０ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約９０ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ａの初期ｐＨである７．０を大きく上回り、概ね１０．０〜１１．５の範囲となった。
【００５５】
これに対し、配合１−５〜１−７を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図６に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、約０．７ｍｇ／Ｌ〜０．８ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｂの初期ｐＨである８．４から大きく変化せず、概ね８．５〜９．０の範囲となった。
【００５６】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても用いなくても、また、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、水酸化物イオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の１．５％以下に抑制できることが確認された。また、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５７】
これらの結果から、イオン交換水であって重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いて養生した場合には水酸化物イオンの溶出量が非常に多くなると共に養生溶液のｐＨが大きく上昇する一方で、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず水酸化物イオンの溶出量を大幅に抑制できると共に養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００５８】
また、これらの結果から、コンクリートの養生溶液のｐＨは養生中のセメント系材料からの水酸化物イオンの溶出量に影響を受け、水酸化物イオンの溶出量が多いほどｐＨが高くなり、水酸化物イオンの溶出量が抑制されればｐＨは大きくは変化しないことが確認された。すなわち、養生溶液のｐＨ上昇を抑制するには水酸化物イオンの溶出の抑制が有効であることが確認された。
【００５９】
（２）カルシウムイオン溶出量の分析
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて５２週間に亘って養生を施したときの養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量の測定を行い、図７〜図１２に示される結果が得られた。
【００６０】
なお、図７〜図１２について、横軸は養生期間を表し、折れ線グラフはカルシウムイオンの累積溶出量を表し（数値軸は右縦軸）、棒グラフは養生溶液のカルシウムイオン濃度を表す（数値軸は左縦軸）。また、カルシウムイオンの累積溶出量は浸漬養生開始から各養生期間までの溶出量の合計を表す。一方、養生溶液のカルシウムイオン濃度は、横軸の養生期間の各時点で養生溶液を交換したため、養生溶液交換から四週又は五週の期間における養生溶液の初期濃度からの変化を表す。なお、養生溶液１ａの初期のカルシウムイオン濃度は０ｍｇ／Ｌであり、養生溶液１ｂは５ｍｇ／Ｌであった。
【００６１】
配合１−１及び１−２を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図７に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約２００ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約２９０ｍｇ／Ｌとなった。
【００６２】
これに対し、配合１−１及び１−２を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図８に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−１で約４４ｍｇ／Ｌ、配合１−２で約４３ｍｇ／Ｌとなった。
【００６３】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材としてフライアッシュを用いても高炉スラグ微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、カルシウムイオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合のおよそ２割以下に抑制できることが確認された。
【００６４】
また、配合１−３及び１−４を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図９に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約３２０ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約６７０ｍｇ／Ｌとなった。
【００６５】
これに対し、配合１−３及び１−４を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１０に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約３９ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約２４ｍｇ／Ｌとなった。
【００６６】
この結果から、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントペーストについて、混和材として高炉スラグ微粉末を用いても石灰石微粉末を用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、カルシウムイオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合のおよそ１割以下に抑制できることが確認された。
【００６７】
さらに、配合１−５〜１−７を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１１に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約３６０ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約１３０ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約１５０ｍｇ／Ｌとなった。
【００６８】
これに対し、配合１−５〜１−７の養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１２に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約２９ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約３５ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約３３ｍｇ／Ｌとなった。
【００６９】
この結果から、低熱ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても用いなくても、また、研究用普通ポルトランドセメントベースのセメントモルタルについて混和材としてフライアッシュを用いても、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いることによって、カルシウムイオンの溶出量を、重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いた場合の１割弱〜３割弱に抑制できることが確認された。
【００７０】
これらの結果から、イオン交換水であって重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いて養生した場合にはカルシウムイオンの溶出量が非常に多くなる一方で、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらずカルシウムイオンの溶出量を大幅に抑制できることが確認された。
【００７１】
（３）供試体表層部分のカルシウム濃度の分析
配合１−１及び１−４について、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて２６週間に亘って養生を施したときの供試体表層のカルシウム濃度の測定を行い、図１３〜図１６に示される結果が得られた。
【００７２】
なお、カルシウム濃度の測定は、元素の二次元分布を観測するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒの略）を用いて行った。図１３〜図１６の横軸は角柱供試体軸方向の長さを表し、図１３〜図１６は供試体を含む１ｍｍ四方の範囲のカルシウムの濃度分布を表している。そして、図１３〜図１６は供試体の軸方向断面のカルシウム濃度分布を明暗によって表している。また、図１３〜図１６中の折れ線３はカルシウム元素の検出カウント数を表す（数値軸は左縦軸）。また、矢印１で示した位置が供試体の曝露面の位置であり、矢印１の右側の部分が供試体である。
【００７３】
配合１−１を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１３の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、供試体の曝露面近傍の範囲２においてカルシウム濃度が低下しており、曝露面から供試体中のカルシウムが養生溶液中に溶出したことが確認された。なお、図１３においては、カルシウム濃度が低い部分ほど暗くなっている。
【００７４】
これに対し、配合１−１を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１４の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、カルシウムの溶出に伴ってカルシウム濃度が低下している範囲２が、養生溶液１ａを用いて養生した場合と比べて三分の一から四分の一程度となった。
【００７５】
また、図１４の折れ線３の変化から、範囲２においては供試体の曝露面に近くなるほどカルシウム元素の検出カウント数が減少している一方で、曝露面において検出カウント数が急激に増加しており、曝露面ではカルシウム濃度が高くなっていることが確認された。そして、この現象は、養生溶液１ａで養生した場合の結果である図１３では見られないことも確認された。
【００７６】
さらに、配合１−４を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１５の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、供試体の中央側から曝露面に向かってカルシウム濃度が減少しており、矢印４の向きにセメント水和物であるカルシウムの溶脱が進行していることが確認された。なお、図１５においては、曝露面左側及び曝露面近傍のカルシウム濃度が極端に低い部分が暗くなっていると共に、曝露面右側の供試体内部についてはカルシウム濃度が高い部分ほど暗くなっている。
【００７７】
これに対し、配合１−４を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１６の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、配合１−１の供試体に見られたカルシウムの溶出に伴ってカルシウム濃度が低下している範囲２は見られず、供試体曝露面からカルシウムが殆ど溶出していないことが確認された。
【００７８】
この結果からも、イオン交換水であって重炭酸イオンを含まない養生溶液１ａを用いて養生した場合にはカルシウムイオンの溶出量が非常に多くなる一方で、重炭酸イオンを含む養生溶液１ｂを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらずカルシウムイオンの溶出量を大幅に抑制できることが確認された。
【００７９】
（４）供試体表層部分の含有鉱物の分析
配合１−１について、養生溶液１ａと養生溶液１ｂとを用いて５２週間に亘って養生を施したときの供試体表層の含有鉱物の分析を行い、図１７及び図１８に示される結果が得られた。
【００８０】
なお、含有鉱物の分析は、Ｘ線が結晶格子によって回折する現象を利用して物質の結晶構造を調べるＸ線回折法を用いて行った。また、図１７及び図１８について、横軸は入射方向と反射方向との角度である２θ°を表し、縦軸はＸ線の強度を表す。
【００８１】
配合１−１を養生溶液１ａを用いて養生した場合については、図１７に示される通り、珪酸カルシウム水和物（ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｈ２Ｏ；Ｃ−Ｓ−Ｈ、図中の記号●）並びにフライアッシュ成分のムライト（Ｍｕｌｉｔｅ、図中の記号□）及び石英（ＳｉＯ２；Ｑｕａｒｔｚ、図中の記号◆）に対応するピークが確認された。
【００８２】
これに対し、配合１−１を養生溶液１ｂを用いて養生した場合については、図１８に示される通り、主要な鉱物としてカルサイト（ＣａＣＯ３；Ｃａｌｃｉｔｅ、図中の記号○）に対応する顕著なピークが確認された。
【００８３】
この結果から、養生溶液１ｂを用いて養生することによって、養生溶液１ａを用いて養生した場合には見られない現象として、供試体表層部分にカルサイト層を生成できることが確認された。
【００８４】
（５）実施例１の結果
以上の実施例１の結果から、重炭酸イオン（ＨＣＯ３−）を含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、養生溶液中の重炭酸イオンとセメント中のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）及び水酸化物イオン（ＯＨ−）とをコンクリート表面において反応させることによってカルサイト（ＣａＣＯ３）と水（Ｈ２Ｏ）とを生成させ、このカルサイトによってコンクリート表面に層を形成させ、このカルサイト層によってセメント中のカルシウムイオン及び水酸化物イオンの溶出を抑制できることが確認された。すなわち、重炭酸イオンを含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、セメント水和物の溶脱を抑制できると共に養生溶液のｐＨ上昇を抑制できることが確認された。
【実施例２】
【００８５】
本発明のコンクリート養生方法を用いたコンクリートの作製及び性能評価試験の他の実施例を図１９〜図２６を用いて説明する。
【００８６】
本実施例では、実施例１と同じ配合１−１〜１−７の配合条件を設定し、実施例１と同じコンクリート材料を用いると共に、実施例１と同様の手順によって供試体を作製した。
【００８７】
実施例２では、硬化養生後の浸漬養生用の養生溶液として、１Ｌ当たり４００ｍｇの重炭酸イオンに加え、１Ｌ当たり１１００ｍｇのカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いた。なお、浸漬養生の条件や手順は実施例１と同様とした。
【００８８】
（１）ｐＨと水酸化物イオン溶出量の分析
配合１−１〜１−７のそれぞれについて、養生溶液１ｃを用いて５２週間に亘って養生を施したときの養生溶液のｐＨ及び水酸化物イオンの累積溶出量の測定を行い、図１９〜図２１に示される結果が得られた。なお、図１９〜図２１の表示内容や表示方法等は図１〜図６と同じである。
【００８９】
配合１−１及び１−２を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図１９に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、どちらの配合も約０．０１３ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｃの初期ｐＨである７．４から大きく変化せず、概ね７．５〜８．０の範囲となった。
【００９０】
また、配合１−３及び１−４を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２０に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、５２週経過時に、配合１−３で約０．０１２ｍｇ／Ｌ、配合１−４で約０．０１５ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｃの初期ｐＨである７．４から大きく変化せず、概ね７．５〜８．０の範囲となった。
【００９１】
さらに、配合１−５〜１−７を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２１に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの溶出量が、５２週経過時に、配合１−５で約０．０１ｍｇ／Ｌ、配合１−６で約０．０１３ｍｇ／Ｌ、配合１−７で約０．００６ｍｇ／Ｌとなった。また、養生溶液のｐＨが、養生溶液１ｃの初期ｐＨである７．４から大きく変化せず、概ね７．５〜８．０の範囲となった。
【００９２】
これらの結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、養生溶液１ｂを用いて養生した場合と比べて水酸化物イオンの溶出量を更に大幅に抑制できると共に養生溶液のｐＨの上昇を抑制できることが確認された。
【００９３】
（２）供試体表層部分のカルシウム濃度の分析
配合１−１及び１−４について、養生溶液１ｃを用いて２６週間に亘って養生を施したときの供試体表層のカルシウム濃度の測定を行い、図２２及び図２３に示される結果が得られた。なお、カルシウム濃度の測定方法は実施例１と同様であり、図２２及び図２３の表示内容や表示方法等は図１３〜図１６と同じである。
【００９４】
配合１−１を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２２に示される通り、濃度分布を表す明暗の具合からは、養生溶液１ａや１ｂを用いて養生した場合に見られたカルシウムの溶出に伴って供試体の曝露面近傍においてカルシウム濃度が低下している範囲２は見られなかった。また、折れ線３の変化からも、曝露面近傍における検出カウント数の顕著な減少傾向は見られず、また、曝露面において検出カウント数の増加のピークがあり、曝露面ではカルシウム濃度が高くなっていることが確認された。
【００９５】
さらに、配合１−４を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２３の明暗の具合と折れ線３のカルシウム元素の検出カウント数の変化とに示される通り、カルシウムの溶出に伴って供試体の曝露面近傍においてカルシウム濃度が低下している範囲２は見られず、供試体曝露面からカルシウムが殆ど溶出していないことが確認された。
【００９６】
この結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、養生溶液がカルシウムイオンを含まない場合と比べてカルシウムイオンの溶出量を更に大幅に抑制できることが確認された。
【００９７】
（３）供試体表層部分の含有鉱物の分析
配合１−１について、養生溶液１ｃを用いて５２週間に亘って養生を施したときの供試体表層の含有鉱物の分析を行い、図２４に示される結果が得られた。なお、含有鉱物の分析方法は実施例１と同様であり、図２４の表示内容や表示方法等は図１７及び図１８と同じである。
【００９８】
配合１−１を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２４に示される通り、他の鉱物と比べて際だって突出したカルサイト（ＣａＣＯ３；Ｃａｌｃｉｔｅ、図中の記号○）に対応するピークが確認された。
【００９９】
この結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液１ｃを用いて養生することによって、養生溶液がカルシウムイオンを含まない場合と比べてより多くのカルサイトを生成して供試体表層部分により強固なカルサイト層を生成できることが確認された。
【０１００】
（４）供試体曝露面微小領域のカルシウム濃度及び炭素濃度の分析
配合１−１及び１−６について、養生溶液１ｃを用いて５２週間に亘って養生を施したときの供試体曝露面微小領域のカルシウム濃度及び炭素濃度の測定を行い、図２５及び図２６に示される結果が得られた。
【０１０１】
なお、カルシウム濃度及び炭素濃度の測定はＥＰＭＡを用いて行った。また、図２５及び図２６は、供試体曝露面微小領域の厚さ方向即ち角柱供試体軸方向１００μｍ、幅５００μｍの範囲について角柱供試体軸方向断面の濃度分布を明暗によって表している。また、矢印１で示した位置が供試体の曝露面の位置であり、矢印１の右側の部分が供試体である。
【０１０２】
配合１−１を養生溶液１ｃを用いて養生した場合については、図２５の明暗の具合に示される通り、曝露面で層状にカルシウム濃度が高くなっていると共に炭素濃度が高くなっており、曝露面にカルシウム濃縮層５（図２５（Ａ））及び炭素濃縮層６（図２５（Ｂ））が生成されていることが確認された。
【０１０３】
また、配合１−６を養生溶液１ｃを用いて養生した場合についても、図２６の明暗の具合に示される通り、曝露面で層状にカルシウム濃度が高くなっていると共に炭素濃度が高くなっており、曝露面にカルシウム濃縮層５（図２６（Ａ））及び炭素濃縮層６（図２６（Ｂ））が生成されていることが確認された。
【０１０４】
ここで、供試体曝露面にカルシウム（Ｃａ）濃縮層５や炭素（Ｃ）濃縮層６が見られるのは、前述の含有鉱物の分析結果において突出したピークが見られたカルサイト（ＣａＣＯ３）に対応するものである。これらのことから、重炭酸イオンやカルシウムイオンを含む養生溶液を用いて養生することによって、供試体曝露面にカルサイトの層を形成できることが確認された。
【０１０５】
（５）実施例２の結果
以上の実施例２の結果から、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、カルシウムイオンを含まない養生溶液を用いて養生する場合と比べ、コンクリート表面により多くのカルサイトを生成させてより強固なカルサイト層を形成させ、セメント中のカルシウムイオン及び水酸化物イオンの溶出をより確実に抑制できることが確認された。すなわち、重炭酸イオンに加えてカルシウムイオンを更に含む養生溶液を用いて養生することによって、セメントや混和材の種類並びに骨材の有無によらず、セメント水和物の溶脱をより確実に抑制できると共に養生溶液のｐＨ上昇をより確実に抑制できることが確認された。
【実施例３】
【０１０６】
本発明のコンクリート養生方法を用いたコンクリートの作製及び性能評価試験の更に他の実施例を図２７〜図３０を用いて説明する。
【０１０７】
本実施例では、セメントの種類が異なる配合２−１及び２−２の二種類のセメントペーストを用いた。
【０１０８】
配合２−１及び２−２のコンクリート材料として、具体的には、セメントは、配合２−１は研究用普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ３、比表面積３３１０ｃｍ２／ｇ、社団法人セメント協会製）を使用し、配合２−２は低熱ポルトランドセメント（密度３．２２ｇ／ｃｍ３、比表面積３２９０ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製）を使用した。
【０１０９】
混和材は、フライアッシュ（密度２．４２ｇ／ｃｍ３、比表面積３７００ｃｍ２／ｇ、東北電力能代火力発電所産・II種）、高炉スラグ微粉末（密度２．９１ｇ／ｃｍ３、比表面積４２３０ｃｍ２／ｇ、新日鉄高炉セメント株式会社製・エスメント ４０００種）、石灰石微粉末（密度２．７１ｇ／ｃｍ３、比表面積約６０００ｃｍ２／ｇ、太平洋セメント株式会社製・ＴＭ−１）を用いた。
【０１１０】
コンクリート材料の混練は、セメント及び混和材をミキサーに投入して低速回転で３０秒間撹拌混合した後に水を投入して低速回転で６０秒間混練し、その後９０秒間ミキサー内部の掻き落としを行って静置し、さらに、低速回転で９０秒間混練してから１０秒間手練りをすることにより行った。
【０１１１】
配合２−１及び２−２のそれぞれについて、混練完了後、試料を２０ｍｍ×２０ｍｍ×８０ｍｍの供試体型枠に投入した。そして、供試体中の水分が逸散しないように底面に水を張って湿空状態にした容器中に保存した。
【０１１２】
型枠投入から概ね２４時間後に供試体を脱型し、セメント上澄み溶液中で１３週間に亘って硬化養生を行った。硬化養生の温度は、セメントの水和や混和材の反応を促進するために５０℃とした。
【０１１３】
硬化養生後、角柱供試体全面をエポキシ樹脂系の塗布材によってコーティングすると共に軸方向の一端を１０ｍｍ程度切断して一面のみ曝露された状態とした。
【０１１４】
そして、本実施例では、硬化養生後、配合２−１及び２−２のそれぞれについて、重炭酸イオンの濃度が異なる三種類の養生溶液に浸漬させた養生を行った。各養生溶液の重炭酸イオン濃度は、養生溶液２ａは４００ｍｇ／Ｌ，養生溶液２ｂは４０ｍｇ／Ｌ，養生溶液２ｃは４ｍｇ／Ｌ，養生溶液２ｄは０ｍｇ／Ｌ（純水）とした。
【０１１５】
（１）水酸化物イオン溶出量の分析
配合２−１及び２−２のそれぞれについて、養生溶液２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄを用いて２６週間に亘って養生を施したときの養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量の測定を行い、図２７及び図２８に示される結果が得られた。なお、図２７及び図２８について、横軸は養生期間を表し、縦軸は浸漬養生開始から各養生期間までの水酸化物イオンの溶出量の合計を表す。
【０１１６】
配合２−１を各養生溶液を用いて養生した場合については、図２７に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約３９０ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約２６０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。。
【０１１７】
また、配合２−２を各養生溶液を用いて養生した場合については、図２８に示される通り、養生溶液中の水酸化物イオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約３００ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約１６０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。
【０１１８】
これらの結果から、セメントの種類によらず、養生溶液の重炭酸イオン濃度が高ければ高いほど水酸化物イオンの溶出量を抑制できることが確認された。
【０１１９】
（２）カルシウムイオン溶出量の分析
配合２−１及び２−２のそれぞれについて、養生溶液２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄを用いて２６週間に亘って養生を施したときの養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量の測定を行い、図２９及び図３０に示される結果が得られた。なお、図２９及び図３０について、横軸は養生期間を表し、縦軸は浸漬養生開始から各養生期間までのカルシウムイオンの溶出量の合計を表す。
【０１２０】
配合２−１を各養生溶液を用いて養生した場合については、図２９に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約４５０ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が最も低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約３３０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。
【０１２１】
また、配合２−２を各養生溶液を用いて養生した場合については、図３０に示される通り、養生溶液中のカルシウムイオンの累積溶出量が、２６週経過時に、養生溶液中に重炭酸イオンを含まない養生溶液２ｄを用いて養生した場合には約３３０ｍｇ／Ｌとなると共に、養生溶液中の重炭酸イオン濃度が最も低い養生溶液２ｃを用いて養生した場合には約２１０ｍｇ／Ｌとなったのに対し、養生溶液２ｃよりも重炭酸イオン濃度が高い養生溶液２ｂや重炭酸イオン濃度が更に高い養生溶液２ａを用いた場合には溶出量はごく僅かとなった。
【０１２２】
これらの結果から、セメントの種類によらず、養生溶液の重炭酸イオン濃度が高ければ高いほどカルシウムイオンの溶出量を抑制できることが確認された。
【０１２３】
（３）実施例３の結果
以上の実施例３の結果から、セメントの種類によらず、養生溶液中に重炭酸イオンを含ませることにより水酸化物イオン及びカルシウムイオンの溶出を抑制することができると共に養生溶液の重炭酸イオン濃度が高ければ高いほど水酸化物イオン及びカルシウムイオンの溶出をより一層抑制できることが確認された。すなわち、重炭酸イオン濃度が高い養生溶液を用いて養生することによって、セメントの種類によらず、セメント水和物の溶脱をより確実に抑制できると共に養生溶液のｐＨの上昇をより確実に抑制できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図３】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図４】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図５】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図６】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図７】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図８】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図９】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１０】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１１】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１２】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液カルシウムイオン濃度及びカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図１３】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１４】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１５】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−４の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１６】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−４の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図１７】実施例１の養生溶液１ａを用いた場合の配合１−１の供試体表層含有鉱物の分析結果を示す図である。
【図１８】実施例１の養生溶液１ｂを用いた場合の配合１−１の供試体表層含有鉱物の分析結果を示す図である。
【図１９】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１及び１−２の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２０】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−３及び１−４の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２１】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−５〜１−７の養生溶液ｐＨ及び水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２２】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２３】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−４の供試体表層カルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２４】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１の供試体表層含有鉱物の分析結果を示す図である。
【図２５】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−１の供試体曝露面微小領域元素分布の測定結果を示す図である。（Ａ）はカルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。（Ｂ）は炭素濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２６】実施例２の養生溶液１ｃを用いた場合の配合１−６の供試体曝露面微小領域元素分布の測定結果を示す図である。（Ａ）はカルシウム濃度分布の測定結果を示す図である。（Ｂ）は炭素濃度分布の測定結果を示す図である。
【図２７】実施例３の配合２−１の養生溶液種類別の水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２８】実施例３の配合２−２の養生溶液種類別の水酸化物イオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図２９】実施例３の配合２−１の養生溶液種類別のカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【図３０】実施例３の配合２−２の養生溶液種類別のカルシウムイオン累積溶出量の測定結果を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート表面に重炭酸イオンが供給された状態で養生が施されることを特徴とするコンクリート。
【請求項２】
重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液によって湿潤状態で養生が施されることを特徴とするコンクリート。
【請求項３】
前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンが供給されることを特徴とする請求項１記載のコンクリート。
【請求項４】
前記溶液が更にカルシウムイオンを含むことを特徴とする請求項２記載のコンクリート。
【請求項５】
コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生することを特徴とするコンクリート養生方法。
【請求項６】
重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液を用いて湿潤状態で養生することを特徴とするコンクリート養生方法。
【請求項７】
前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンを供給することを特徴とする請求項５記載のコンクリート養生方法。
【請求項８】
前記溶液が更にカルシウムイオンを含むことを特徴とする請求項６記載のコンクリート養生方法。
【請求項１】
コンクリート表面に重炭酸イオンが供給された状態で養生が施されることを特徴とするコンクリート。
【請求項２】
重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液によって湿潤状態で養生が施されることを特徴とするコンクリート。
【請求項３】
前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンが供給されることを特徴とする請求項１記載のコンクリート。
【請求項４】
前記溶液が更にカルシウムイオンを含むことを特徴とする請求項２記載のコンクリート。
【請求項５】
コンクリート表面に重炭酸イオンを供給しながら養生することを特徴とするコンクリート養生方法。
【請求項６】
重炭酸イオンを含む溶液中又は該溶液を用いて湿潤状態で養生することを特徴とするコンクリート養生方法。
【請求項７】
前記コンクリート表面に更にカルシウムイオンを供給することを特徴とする請求項５記載のコンクリート養生方法。
【請求項８】
前記溶液が更にカルシウムイオンを含むことを特徴とする請求項６記載のコンクリート養生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２４】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２２】
【図２３】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２４】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２２】
【図２３】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００８−５６５３８（Ｐ２００８−５６５３８Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３６７２０（Ｐ２００６−２３６７２０）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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