【中性化】とは?中性化深さの測定方法にはフェノールフタレインを用いる

骨材間の中性化深さ 診断士

中性化とは?

CO2がコンクリート中に侵入し、炭酸化によりコンクリートのpHが低下する現象を言います。

コンクリートが中性化すると、内部の鉄筋が腐食(さび)して膨張し、耐久性上有害なひび割れを生じます。

特徴

  • 相対湿度50~60%で中性化速度が最大となる
  • 混合セメントを使用すると中性化速度は速くなる
  • 鉄筋はpH12以上で安定(pH11以下になると腐食が生じる)
  • 中性化試験は、フェノールフタレイン1%エタノール溶液がpH10以上で赤紫色に呈色する原理を用いる

中性化深さ

中性化深さ(C)は経過時間(t)の平方根に比例する

$$C=α\sqrt{t}$$

α=中性化速度係数(中性化深さの実測値から逆算)

中性化(酸化)の化学式

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O

水酸化カルシウム(アルカリ性)と二酸化炭素が反応し、炭酸カルシウム(中性)と水が生成

中性化深さの測定

フェノールフタレイン1%溶液を用い、アルカリ性(PH10以上)で赤紫色に呈色する反応から中性化深さを推定します。

JIS(JIS A 1155)によるコンクリートの中性化深さの測定方法

はつりによる方法

  • コンクリートを鉄筋位置まではつり、コンクリート粉を除去した後中性化を測定
  • 測定面を長時間空気中に放置すると測定面が炭酸化するので注意(フィルムでラッピング等)
  • 測定は、コンクリート表面から赤紫色に呈色した部分までを0.5mmの単位で測定

コア採取による方法

  • コア側面で行うものと割裂面で行うものがあるが、コア側面はコア採取時の影響を受けやすいため、割裂面で行う方が適切である
  • 側面で行う場合は側面に付着する”のろ”を水洗いして除去し、乾燥後に測定
  • 5箇所以上測定を行う
  • 鮮明な赤紫色に着色した骨材粒子間と粒子間を結んだ直線状で測定する
  • コア供試体のサイズが小さいソフトコアリングによる方法もある

骨材間の中性化深さ

その他コンクリートの中性化深さの測定方法

ドリル法

  • はつり法、コア採取法は構造物の耐力上問題、補修のための手間や費用が発生するといった問題がある
  • ドリルでゆっくりと掘削し、その掘削粉にフェノールフタレインを噴霧したろ紙で受けることで中性化深さを測定
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