JP2007176743A

JP2007176743A - 中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材、鉄筋モルタル又はコンクリートの防錆方法

Info

Publication number: JP2007176743A
Application number: JP2005377232A
Authority: JP
Inventors: Akinori Sugiyama; 彰徳杉山; Yuko Ishikawa; 雄康石川
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】施工上の煩雑さもなく、また凝結や硬化性状に支障を及ぼすことなく、モルタルやコンクリートに混和するだけで中性化を容易に抑制することができる中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材を提供すること並びに中性化による鉄筋コンクリートの劣化を防止することを課題とする。
【解決手段】無機系軽量骨材及びガラス粒を有効成分とする中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材、並びに該中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材を混和させたモルタル又はコンクリートを鉄筋モルタル又はコンクリートに使用する。
【選択図】なし

Description

本発明は、モルタルやコンクリートの中性化の進行を防ぐためのモルタル又はコンクリート混和材、及び鉄筋モルタルや鉄筋コンクリート中の鉄筋の錆を防ぐ方法に関する。

モルタルやコンクリートの結合成分であるセメントは、水と反応して凝結・硬化するが、水和反応により水酸化カルシウムを生成する。水酸化カルシウムは大気に晒されると、大気中の二酸化炭素と徐々に反応して炭酸カルシウムを生成し、炭酸カルシウムの生成量が増すに連れ、モルタルやコンクリートの中性化が進む。モルタルやコンクリート中に鉄筋を配設した鉄筋モルタルやコンクリートでは、中性化が進むと鉄筋が発錆し易くなり、劣化が起こる。モルタルやコンクリートの中性化を防ぐ方法としては、α−２ＣａＯ・ＳｉＯ₂、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ₂及びカルシウムマグネシウムシリケートの群から選ばれる１種又は２種以上の非水硬性化合物を含有するセメント混和剤を用いる方法（例えば、特許文献１参照。）或いは、セメントにアミノ酸を添加する方法（例えば、特許文献２参照。）等が知られている。しかるに、何れの方法でも、比較的大量の混和剤や添加物をコンクリートやモルタルに均一に配合しないと十分な中性化防止効果が得難く、また当該成分の配合工程が別に必要となること等から施工が煩雑になり易いという問題があった。
特開平４−２１５５２号公報国際公開第ＷＯ２００３／０１６２３４号パンフレット

本発明は、前記のような問題が生じない手段でモルタルやコンクリートの中性化を防ぐことを目的に、モルタルやコンクリートに混和するだけで中性化を容易に抑制することができる中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材を提供することを課題とするものである。

本発明者等は、前記課題解決のため検討を重ねた結果、無機系軽量骨材、ガラス粒又はその混合物がフレッシュ状態や凝結中はセメントに対し実質不活性であって、セメントの硬化後にモルタルやコンクリートでアルカリ成分を溶出できることを見出し、該混合物をモルタルやコンクリートに混和することで中性化の進行を著しく抑制することができたことから、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、無機系軽量骨材及びガラス粒を有効成分とする中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材である。

また、本発明は、前記の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材を混和させたモルタル又はコンクリートを使用することを特徴とする鉄筋モルタル又はコンクリートの防錆方法である。

本発明によれば、モルタルやコンクリートの中性化の進行を抑制することができるため、中性化に起因する鉄筋コンクリートや鉄筋モルタルの劣化を容易に防ぐことができる。

本発明の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材は、無機系軽量骨材とガラス粒を含有したものである。本発明の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材に使用する無機系軽量骨材は、天然又は人工を問わず無機系の材質からなり、絶乾密度が概ね２．３ｇ／ｃｍ³以下の骨材なら特に限定されない。具体的には、天然軽量骨材として、例えば火山礫の粉砕物を挙げることができ、また人工軽量骨材として、例えば頁岩、真珠岩、松脂岩、黒曜石、抗火石、シラス等の天然鉱石粉或いは石炭灰、膨張スラグ、汚泥焼却灰、飛灰といった産業副産物・処理物に、必要により炭化珪素や酸化鉄等の発泡助剤、ガラス形成成分、セメント等の結合材を加え、これを成形して加熱発泡又は多孔化させたものを挙げることができる。このような無機系の軽量骨材は、概して化学成分でＮａ₂ＯやＫ₂Ｏ等のアルカリ成分を数％〜１０％余り含んでおり、また比表面積が高いことから同程度のアルカリ分を含む普通骨材や重量骨材と比べモルタルやコンクリート硬化体中でのアルカリ成分の溶出量が格段に多く、また溶出し易い。一方、例えば発泡スチロールなどの有機系軽量骨材は、一般に、硬化体中で溶出できるアルカリ成分が著しく少ないか含まないため、中性化抑制用としては適さない。

本発明の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材に使用するガラス粒は、例えば瓶ガラス、ガラス容器、板ガラス、光学ガラス等の各種ガラス製品或いはその製造時に発生するカレットの破砕粒を挙げることができる。その粒径は特に制限されないが、コンクリート等の単位水量を減少させて強度発現性を向上させ易くなることから１０ｍｍ以下が好ましく、２．５〜５ｍｍがより好ましい。ガラス粒は硬化モルタルやコンクリート中でアルカリ成分を前記無機系軽量骨材以上に溶出することができるが、本発明では、より中性化抑制を強化するために、前記無機系軽量骨材から溶出されるアルカリ成分の溶出量不足を補うために用いる。

本発明の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材に用いる無機系軽量骨材とガラス粒の配合量は、無機系軽量骨材１００質量部に対し、ガラス粒１０〜５０質量部が好ましい。ガラス粒１０質量部未満では、中性化を抑制するためのアルカリ成分の溶出量が不足することがあるので適当ではなく、また、ガラス粒５０質量部を超えると使用骨材によってはアルカリ骨材反応を起こし易くなることがあるので適当ではない。また、本発明の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材は、施工性や凝結性及び本発明の効果に支障を及ぼさない限り、無機系軽量骨材及びガラス粒以外の成分の含有を制限するものではない。

本発明の鉄筋モルタル又はコンクリートの防錆方法は、前記中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材をモルタルやコンクリート製造時に配合することで、中性化の進行が抑制されたモルタル又はコンクリートが得られ、このモルタルやコンクリートを鉄筋モルタルや鉄筋コンクリートに使用することで中性化による鉄筋の腐食を防止できる。本法において、該中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材が配合されるモルタルやコンクリートの成分組成は特に制限されないが、次のような成分が例示される。

即ち、本発明の防錆方法に用いるモルタルやコンクリートに配合するセメントは、水硬性のものなら何れのセメントでも使用でき、例えば、普通、早強、超早強、低熱、中庸熱等の各種ポルトランドセメント、石炭灰微粉やシリカ微粉等が混合された混合セメント、エコセメント等の特殊セメントを挙げることができ、二種以上を併用しても良い。

また、本発明の防錆方法に用いるモルタルやコンクリートに配合する骨材は、前記中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材に含まれる軽量骨材を充当できるが、これだけでは骨材総量が不足する場合、新たに骨材を配合することができる。新たに配合する骨材は普通骨材や軽量骨材の何れでも良く、両者を併用配合しても良い。また、新たに配合する骨材の成分等はモルタルやコンクリートに使用できるものであれば特に限定されない。

また、本発明の防錆方法に用いるモルタルやコンクリートには、本発明の効果を実質喪失させない範囲で、前記中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材、セメント及び骨材以外の成分を含むことができる。このような成分として、例えば減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、分散剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、膨張材、収縮低減剤、消泡剤、起泡剤、分離防止剤、発水剤、増粘剤、ポリマーディスパージョン、再乳化形粉末樹脂、防錆剤、白華防止剤、顔料、繊維、抗菌剤等を挙げることができる。

本発明の防錆方法に用いるモルタルやコンクリートへの前記中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材の配合量は、セメント１００質量部に対し、１５０〜５００質量部が好ましい。１００質量部未満では中性化の進行を十分抑制できないことがあり、鉄筋モルタル又はコンクリートの劣化が起こることがあるので適当ではなく、５００質量部を超えると強度低下が起こることがあるので適当ではない。また、本発明の防錆方法に用いるモルタルやコンクリート製造時の配合水量は、特に制限されないが、モルタルの場合では配合したセメント１００質量部に対し、４０〜６０質量部が推奨され、コンクリートの場合では配合したセメント１００質量部に対し、３５〜５５質量部が推奨される。

以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明するが、本発明はここで表す実施例に限定されるものではない。

［混和材の作製］
次に記す各材料を表１に表す配合量となるよう、容量３０リットルのオムニミキサに入れ、１５秒間乾式混合して、混和材を作製した。
Ａ１；膨張頁岩系軽量細骨材（表乾密度１．９４、燥商品名「太平洋アサノライト」、太平洋マテリアル株式会社製）
Ａ２；膨張頁岩系軽量粗骨材（表乾密度１．７０、燥商品名「太平洋アサノライト」、太平洋マテリアル株式会社製）
Ｂ；ガラス粒（平均粒径３．０ｍｍ、混合廃棄ガラス破砕粒）
Ｃ１；普通細骨材（吸水率０．７０、津久見産石灰石砕砂）
Ｃ２；普通粗骨材（吸水率０．４８、津久見産石灰石砕石）

［コンクリートの製造］
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）、前記作製の混和材及び水を表２に表す配合量となるよう、５０リットル強制パン型ミキサを用い、水以外の材料を一括投入した後１５秒間乾式混合し、次いで注水して９０秒間混練し、フレッシュコンクリートを作製した。該フレッシュコンクリートを水平に設置した内寸１０×１０×４０ｃｍの上部開口型枠（１０×４０ｃｍの一面が開口上部）及び内寸７．５×７．５×４０ｃｍの上部開口型枠に打設し、２４時間後に脱型した。

［コンクリートの促進中性化試験］
内寸１０×１０×４０ｃｍの上部開口型枠から脱型したコンクリートの打設面及び該面に対向する底面と１０×１０ｃｍの両面を樹脂で被覆した。これを１４日間水中養生した後、温度２０℃、相対湿度５０％、ＣＯ₂濃度１０％の恒温恒湿室で７、２８及び５６日間養生した。養生後、樹脂被覆された１０×４０ｃｍの面に切断面が平行となるようコンクリート中央部を切断した。切断面にフェノールフタレイン溶液を噴霧し、赤紫色に呈色した部分の非被服面からの最大距離をノギスで測定し、中性化深さとした。その結果を表３に表す。

［コンクリートのアルカリ骨材反応試験］
内寸７．５×７．５×４０ｃｍの上部開口型枠から脱型したコンクリート成形物を飽和塩化ナトリウム水溶液に浸漬し、５０℃の恒温槽で養生した。材齢１日のコンクリート成形物の長さと材齢１８０日のコンクリート成形物の長さを測定し、材齢１日のコンクリート成形物に対する材齢１８０日のコンクリート成形物の線膨張による膨張増加率（％）を算出し、アルカリ骨材反応の進行を評価した。その結果も表３に表す。

表３より本発明の混和材を配合したコンクリートは、中性化領域が著しく低いため、中性化の進行が抑制されていること及び顕著な膨張が見られなかったことからアルカリ骨材反応を生じている可能性がないことがわかる。

Claims

無機系軽量骨材及びガラス粒を有効成分とする中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材。
請求項１記載の中性化抑制用モルタル又はコンクリート混和材を混和させたモルタル又はコンクリートを使用することを特徴とする鉄筋モルタル又はコンクリートの防錆方法。