―コア採取・中性化深さ・塩化物イオン量測定
前回の非破壊検査は「傷つけずに調べられる」メリットがある一方、精度には限界があります。
そこで用いるのが、コンクリートを一部だけ削る・くり抜く**「微破壊試験」**です。
本稿では、実務で最重要の「コア採取」のルールと、試験室で行う「化学分析」の手順を整理します。
1. コア採取（Core Sampling）
📝 概要
専用機（コアドリル）で直径 50～100 mm 程度の円柱状サンプル（コア供試体）をくり抜きます。実務では \(\phi 75 \sim 100 \text{mm}\) が一般的です。（JIS A 1107）
🔍 コアで多角的に評価できる項目
1本のコアで以下をまとめて評価できるため、“診断の王様”とも呼ばれます。
- 圧縮強度
- 中性化深さ
- 塩化物イオン量（深さ分布）
- 配合推定
- ASR（残存膨張試験、偏光顕微鏡観察など）
⚠️ 強度試験の補正係数（\(h/d\) 補正）
標準供試体は \(h/d=2.0\)（高さ：直径 = 2:1）ですが、現場コアは鉄筋を避けるため短くなりがちです（\(h/d < 2.0\)）。
円柱は**「短いほど拘束の影響で見かけの圧縮強度が高く出る」**ため、標準（\(h/d=2.0\)）に換算するには 1.0未満の係数 で減じる必要があります。
| h/d (高さ/直径) | 補正係数（目安） | 判定 |
| 2.00 | 1.00 | 補正なし（標準） |
| 1.50 | 約 0.96 | 少し減じる |
| 1.00 | 約 0.87 | 大きく減じる |
| 0.50 | 約 0.68 | 参考値扱い |
- 注記：係数は規格の版年度・採用表により異なるため最新版に従ってください。
📝 試験前の取り扱い
- 端面処理: キャッピング（硫黄／高強度モルタル）または研磨で端面の平行度・平滑度を確保。
- 含水状態の統一: 飽水／乾燥の指示に従う（含水条件は強度値に影響します）。
- 復旧: 採取孔は充填材（無収縮モルタル等）で確実に埋戻し、耐力・耐久への影響を最小化します。
📏 採取位置と寸法のルール
鉄筋探査は必須: 鉄筋の切断は厳禁です。
- コア径のルール: **「粗骨材最大寸法の3倍以上」**が原則（例：最大寸法 20 mm → 径 60 mm 以上）。
- 理由: 骨材の入り方に左右されず、部材内部の平均的性質を反映させるため。
- 代表性確保: 部材端部や打継ぎ近傍を避けつつ、必要に応じて複数位置で採取します。
2. 中性化深さの測定（フェノールフタレイン法）
規格：JIS A 1152
🧪 手順
- 断面の粉じんを清掃する。
- 直ちに 1％フェノールフタレインエタノール溶液を噴霧する。
- 変色の境界をノギスで測定する。
- 注記：時間が経つと空気中の \(CO_2\) で断面自体が中性化してしまうため「直ちに」が鉄則です。
👀 読み方（判定）
- 周方向平均: 等間隔で複数点を測定し平均値を求める（粗骨材部分は染まらないため除外）。
- 色の判定:
- 赤紫 ＝ アルカリ性（健全）
- 無色 ＝ 中性化が進んだ領域（腐食リスクあり）
3. 塩化物イオン量の測定（化学分析）
🎯 目的
コンクリート中の塩化物イオン（\(Cl^-\)）含有量を評価します。JIS A 1154（硬化コンクリート中の塩化物イオン試験方法）やJCI規準を用います。
📊 深さプロファイル
表面から内部に向かって 1～2 cm 厚で輪切り（スライス）にし、各層の塩分量を測定します。
「表層高・内部低（飛来塩分）」か「全層ほぼ均一高（初期混入）」かの診断に有効です。
⚗️ 総量（全塩化物イオン）と水溶性（可溶性）の使い分け
| 名称 | 抽出溶媒 | 意味・用途 |
| 全塩化物イオン (Total) | 硝酸 (煮沸) | ・骨材内部の塩分も含む総量。 ・規格・仕様の許容値比較に用いる。 |
| 水溶性塩化物イオン (Soluble) | 温水 (50℃) | ・水に溶け出す成分。 ・実際の腐食リスク評価に用いる。 |
- 単位の使い分け:
- 総量は \(kg/m^3\)
- 腐食リスク評価はセメント質量比（\(Cl^-/C, \%\)）
- 必要に応じて換算式を併記（例：\(Cl^-/C(\%) = [Cl^-(kg/m^3) / \text{単位セメント量}(kg/m^3)] \times 100\)）
4. 配合推定（Mix Proportion Analysis）
📝 概要
設計図書が残っていない場合、硬化コンクリートを化学分解し、当時の配合（単位セメント量・水セメント比など）を推定します。
⚠️ 原理と限界
- 試料を粉砕・溶解し、\(CaO\)（カルシウム）や \(SiO_2\)（シリカ）などの量を測定。セメント特有の成分比から元のセメント量を逆算します。
- 注意: 石灰岩骨材（主成分 \(CaCO_3\)） 使用時は、骨材由来のカルシウムが混入し、セメント由来と区別できず誤差が増大します。
✅ まとめ（微破壊試験チェックリスト）
- 圧縮強度: \(h/d\) 補正（短いほど強く出るため係数 < 1.0）、径は骨材の3倍以上。
- 中性化深さ: 断面清掃後に「直ちに」フェノールフタレイン噴霧。無色は pH 約10未満（腐食リスク領域）。
- 塩化物イオン量: 硝酸煮沸＝全塩分（総量規制の比較）、温水抽出＝水溶性（腐食リスク評価）。
- 配合推定: 便利だが、骨材の種類（石灰岩など）で精度低下あり。
🔜 次回予告
診断が終われば、次は対策です。
次回は**「【診断士-10】補修工法の選定フロー｜注入・充填・断面修復の使い分け」**を解説。
0.2 mmのひび割れには注入か被覆か、鉄筋裏までハツる断面修復の必須条件とは何か。症状に応じた適切な治療法の選び方を整理します。
📚 確認クイズ（全5問）
Q1. コア径は「粗骨材の最大寸法の3倍以上」が原則である。
👉 ○
（解説：部材内部の平均的性質を反映させ、骨材の入り方によるばらつきを避けるため）
Q2. $h/d$ が 1.0 の太短いコアほど、見かけの圧縮強度は低く出るため、補正係数は 1.0 より大きくする。
👉 ×
（解説：短いほど拘束の影響で高く出る。標準へ換算するため 1.0 未満の係数（例：約 0.87）で減じる）
Q3. 中性化深さの測定は、断面清掃後に直ちにフェノールフタレイン溶液を噴霧する。
👉 ○
（解説：時間経過で断面自体が空気中の $CO_2$ で中性化してしまうため、遅滞なく行う）
Q4. フェノールフタレインは pH 8.3～10.0 付近で無色から赤紫に変色する指示薬である。
👉 ○
（解説：無色＝中性（pH 7）ではなく、pH が約10を切って不動態被膜が壊れる領域に入ることを示す）
Q5. 塩化物イオンの全塩分は硝酸煮沸抽出、水溶性塩分は温水抽出で評価し、目的に応じて単位を使い分ける。
👉 ○
（解説：全塩分は総量規制との比較、水溶性は腐食リスク評価に用いる）
