JP2013249635A - グラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆処理に際し、腐食程度の大きな部位で、防錆効果を確認するための鋼材電位測定が簡易且つ安価でなされ、防錆処理の信頼性を確保する。
【解決手段】既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞内に、先端に導電性材料を露出させた絶縁被覆導電性線状材を所望に電位測定位置まで挿入し、前記グラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を充填した状態における前記絶縁被覆導電性線状材の先端部位置近傍のＰＣ緊張材の電位を計測することにより、前記グラウト未充填空洞内の所望の位置のＰＣ緊張材の防錆剤水溶液による防錆効果を確認するグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法
【選択図】 図４

Description

本発明は、既設のプレストレストコンクリート（以下ＰＣと記す）構造物におけるシースの空洞内に防錆剤水溶液注入してＰＣ緊張材の防錆処理を実施する際に、腐食程度の大きな部位等、任意の位置で、防錆効果を確認するためのグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法に関する。

近年、ポストテンション方式のＰＣ桁に使用されているＰＣ緊張材挿通用シースの緊張材定着部側端部やその他の部分に空洞が存在しており、その内部の腐食が問題視されるに至っている。

特に高架道路のＰＣ桁においては、ＰＣ緊張材定着部が舗装の下にあって斜め上向きに備えられている箇所があり、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等凍結防止剤の散布が盛んに行われている個所では、これらの凍結防止剤が水とともに舗装内に浸透し、ＰＣ緊張材定着部を通してシース内に入り、ＰＣ緊張材を腐食させる事態が発生している。

この他シース内のグラウト未充填空洞は、何らかの要因によってシースが潰れ、グラウトの流動が阻害されたり、シースが上下に波打つ形状に配置されている場合に、高流動性のグラウトの先流れ現象が生じたりした場合にも発生する。

このため近年において、このＰＣ緊張材挿通用シース内にできている空洞内に、グラウトを再注入する方法として、空洞の上端側に排気ホースを挿入し、下端側から再注入用グラウトを圧入する方法（例えば特許文献１，非特許文献１）が提案されている。
また、イオン化傾向の大きい金属は、その表面に不動態化処理を施せば、腐食速度が殆どゼロとなることが知られている（非特許文献２）。

更に、躯体表面部分の鋼材が飛沫塩分等で腐食しているＰＣ構造物又はＲＣ構造物に対しては、防錆剤として亜硝酸リチウム溶液を混入したコンクリートを躯体表面に吹き付けることによって不動態被膜を形成する方法が知られている（特許文献２）。

更に、コンクリート中の鋼材の部位相互間の電位差を、照合電極を使用して計測することによって鋼材の腐食検知を行う方法が知られている（例えば特許文献３）。

特開２００５−２３６９３号公報 特開２００７−１７７５６７号公報 特許第３８４７３００号公報

平成１４年８月３０日、財団法人鉄道総合研究所発行「ＰＣグラウトの再注入等補修マニュアル（案）」 「化学大辞典（第７巻）」協立出版株式会社 昭和５６年１０月１５日発行 ９１１頁

しかし、上述した特許文献1や非特許文献１に示されているようにグラウト未充填空洞にグラウトを再充填した場合であっても、発錆しているＰＣ緊張材の腐食の進行を完全に止めることは難しく、また、特許文献２に示されているように、躯体表面部分の鋼材については亜硫酸塩リチウム水溶液を使用することによって防錆が可能であっても、シースのＰＣ緊張材定着部側端部内の防錆のために亜硫酸リチウム水溶液を使用する技術は、従来存在していなかった。

このような従来の状況に鑑み、本発明者らは、先に、シース内のグラウト未充填の空洞にグラウトを再充填するに先立って、シース内面及び空洞内に露出しているＰＣ緊張材に防錆剤水溶液を供給してＰＣ緊張材表面に不動態被膜を形成させる技術を開発するとともに、不動態被膜が形成されたことをＰＣ緊張材の電位の貴化等の電気化学的計測により確認する方法を開発した（特願２０１１−１３１５０７号）。

しかし、シース内のＰＣ緊張材の腐食程度は、シース内の部位によって異なる。例えばグラウト未充填空洞とグラウト充填部との境界や、定着部近傍は腐食度が大きいと考えられるが、目視で把握できるのは、再注入用グラウト用の削孔位置のみであり、ＣＣＤカメラ等を挿入して内部を把握する方法もあるが、何れもグラウト未充填空洞全域の腐食度を把握するのは困難である。

本発明は、このような状況に鑑み、グラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入によるＰＣ緊張材の防錆処理に際し、腐食程度の大きな部位等、任意の位置で、防錆効果を確認するための鋼材電位測定が簡易且つ安価でなされ、防錆処理の信頼性を確保することのできるグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法の提供を目的としてなされたものである。

請求項１に記載の発明の特徴は、既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞内に、先端に導電性材料を露出させた絶縁被覆導電性線状材を所望に電位測定位置まで挿入し、前記グラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を充填した状態における前記絶縁被覆導電性線状材の先端部位置近傍のＰＣ緊張材の電位を計測することにより、前記グラウト未充填空洞内の所望の位置のＰＣ緊張材における防錆剤水溶液による防錆効果を確認するグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記導電性線状材として、内部に非金属性の電解質材料を充填した絶縁性の合成樹脂チューブを使用することにある。

本発明は、請求項１に記載のように、既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞内に、先端に導電性材料を露出させた絶縁被覆導電性線状材を所望に電位測定位置まで挿入し、前記グラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を充填した状態における前記絶縁被覆導電性線状材の先端部位置近傍のＰＣ緊張材の電位を計測することにより、前記グラウト未充填空洞内の所望の位置のＰＣ緊張材における防錆剤水溶液による防錆効果を確認するようにしたことにより、腐食程度の大きな部位における防錆効果を確認した上で、ＰＣ緊張材の防錆剤水溶液による浸漬を終了させることができ、防錆処理の信頼性が高いものとなる。

また、請求項２に記載のように、前記導電性線状材として、内部に非金属性の電解質材料を充填した絶縁性の合成樹脂チューブを使用することにより、隙間が３ｍｍ以下のＰＣ緊張材間の隙間にも容易に挿入できるものとすることが可能となるとともに、正確な電位計測が可能となる。

本発明を実施するＰＣ構造物のＰＣ緊張材定着部下のグラウト未充填空洞部分を示す縦断側面図である。 図１中のＡ−Ａ線部分のシース内を示す切断端面図である。 本発明を実施する前段階の液漏れ検査の概略を示す縦断面図である。 本発明における防錆剤水溶液注状態を示す説明図である。 本発明における防錆剤水溶液充填状態時における各部位の電位計測状態を示す説明図である。 本発明に使用する絶縁被覆導電性線状材の縦断面図である。 本発明を実施する他のシース内空洞例を示す部分断面図である。 本発明を実施する更に他のシース内空洞の例を示す部分断面図である。

次に、本発明をＰＣ緊張材定着部下に存在するグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入施工において実施する場合について説明する。

図において符号１はＰＣ桁、２はその上の造成した舗装である。ＰＣ桁１には、その上面にＰＣ緊張材定着部３が備えられ、ＰＣ緊張材定着部３には、ＰＣ桁１に埋め込んだ雌コーン４と、その内部にテーパー穴に嵌り合う雄コーン５を有し、両コーン４，５によってＰＣ緊張材６の端部が、緊張状態を維持させて定着されている。

この例では、図２に示すようにＰＣ緊張材６として複数本の単線７を束状にしたものを使用しており、各単線７を両コーン４，５間に挟み込むことにより定着しているが、この他、ＰＣ緊張材６は、単線を使用したＰＣ鋼棒、複数の単線を撚り合わせたＰＣストランドであってもよく、その場合ＰＣ緊張材定着部の構造は、上記各種のＰＣ緊張材に用いられている既往構造を使用した場合であってもよい。

ＰＣ緊張材定着部３は、ＰＣ桁１の表面に形成した凹部８内に備えられ、ＰＣ緊張材６を緊張定着した後に、グラウト作業と後処理を行い、定着部保護コンクリート９を打設して凹部８を埋めることによりＰＣ緊張材定着部３を保護している。

ＰＣ緊張材定着部３の雌コーン４にはシース１０が連結され、このシース１０内にＰＣ緊張材６が挿通されている。シース１０は、ＰＣ緊張材定着部３に近い位置では斜め下向きとなっている。

グラウト未充填空洞１２内への防錆剤水溶液注入は、凹部８内の定着部保護コンクリート９を撤去せず行うものであり、作業に先立って、グラウト未充填空洞１２の液漏れ検査を行う。
この液漏れ検査は、例えば、図３に示すように、ＰＣ桁１の側面をシース１０が露出するまで部分的にはつる。然る後にシース１０の露出部分にホース挿入孔１５を開ける。

このホース挿入孔１５を開けた時点で、シース１０と、その内部のＰＣ緊張材６とが電気的導通状態にあるか否かを、テスターを使用して確認する。
導通状態にある場合にはシースにリード線３４を電気的に接続する。非常に低い確率であるが、導通が無い場合にはＰＣ緊張材に傷を与えないようにリード線３４を電気的に接続する。然る後、ホース挿入孔１５に耐圧性の防錆剤水溶液注入用ホース１６を挿入し、その挿入部分を密閉する。

この状態で、ＰＣ緊張材定着部３以外の部分の液漏れ検査を行う。この液漏れ検査は、防錆剤水溶液注入用ホース１６を、真空計２０、開閉弁２１、デキャンタ２２を順に介在させて真空ポンプ２３に連通させる。この状態で真空ポンプ２３により空洞１２内を減圧させ、その際に生じる空気吸い込み音の発生個所を、マイクロホン又は聴診器を使用して、見つけ出しその部分に生じているコンクリートに亀裂を、気密性を維持させるための補修材、例えば速乾性の２液性エポキシ樹脂によって密閉する。
この液漏れ検査によって、ＰＣ緊張材定着部３以外における通気部分を閉鎖した後、自然流下方式による防錆剤水溶液の注入作業を行う。

液漏れ検査の結果、ＰＣ緊張材定着部に通気性が無い場合には、排気チューブ２４を使用する。排気チューブ２４の挿入は、前述と同様にＰＣ桁１の側面の上部をはつり、シース１０を露出させて排気チューブ挿入孔をあけ、該孔より、排気チューブ２４を挿入し、該チューブ２４と排気チューブ挿入孔の周囲を密閉する。
またＰＣ緊張材定着部に通気性がある場合には、排気チューブ２４を使用せずにＰＣ緊張材定着部からの排気を利用して自然流下方式による防錆剤水溶液の注入作業を行う。

一方、前述したホース挿入孔１５に連結した防錆剤水溶液注入用ホース１６を、防錆剤水溶液を自然流下により注入させるための防錆剤水溶液注入用容器１８の下端に連結する。

このようにして連結した防錆剤水溶液注入用容器１８内に防錆剤水溶液１９を入れて、防錆剤水溶液注入用ホース１６を通じて自然流下させることにより空洞１２内に注入する。
尚、防錆剤水溶液の注入作業は、一例として自然流下方式を採用した場合を示しているが、この他真空ポンプを使用してグラウト未充填空洞内を減圧した状態で注入する方法等、各種の方法を選択使用することができる。

この防錆剤水溶液注入に先立ち、図４〜図６に示すように、本発明による防錆効果確認方法を実施するための絶縁被覆導電性線状材３０をグラウト未充填空洞１２内に挿入する。

絶縁被覆導電性線状材３０は、図６に示すように、中空の絶縁性合成樹脂チューブ３１内に、非金属材料からなる電解質材料３２を充填したものを使用し、前記チューブ３１の両端に電解質材料３２を露出させたものを使用する。この電解質材料としては、一例としてセメントミルク硬化材が使用できる。また、絶縁被覆導電性線状材３０が長くなる場合には、電解質材料の電気抵抗を小さくすることでと計測値の誤差を小さくできる。

絶縁被覆導電性線状材３０の挿入は、前述したはつり部分に形成した専用の挿入孔を使用してもよく、防錆剤水溶液注入用ホース１６のためのホース挿入孔１５又は排気チューブ２４のための排気チューブ挿入孔を使用してもよい。

絶縁被覆導電性線状材３０は、その先端を、グラウト未充填空洞１２内の腐食程度が大きいと考えられる部位、例えばＰＣ緊張材定着部３の下面や、既充填グラウト１１とグラウト未充填空洞１２の境界部分に達するように、必要に応じて１又は複数本使用する。

このようにして挿入された絶縁被覆導電性線状材３０とシース１０に開けた挿入用孔の間を密閉し、前述した防錆剤水溶液注入作業を開始し、グラウト未充填空洞１２内に防錆剤水溶液を充填する。

防錆剤水溶液にてグラウト未充填空洞１２を満たした状態で、所定の時間浸漬させ、前記各絶縁被覆導電性線状材３０の先端位置近傍のＰＣ緊張材の電位を、図５に示す電位測定回路を使用して計測する。図５において、３３は照合電極であり、これに絶縁被覆導電性線状材３０の電解質材料３２を接触させ、シース１０に電気接続させたリード線３４との間の電位差をテスター３５によって測定することによって前述した絶縁被覆導電性線状材３０の先端位置の電位を測定し、その電位が貴化、即ちプラス側に変化することによって腐食が抑制され、表面が不動態化していることが確認できる。

この電位の計測を各絶縁被覆導電性線状材３０毎に行い、予定した部位すべてについての防錆剤水溶液による鋼材表面の不動化を確認した後、防錆剤水溶液を抜き取り、グラウト再注入作業を行う。

上述の実施例は、傾斜したＰＣ緊張材挿通シース内の空洞の上端が、ＰＣ緊張材着部である場合について説明したが、この他、ＰＣ緊張材挿通シースが鉛直方向に向けられている縦向きのＰＣ緊張材定着部下の空洞や、図７に示すようにＰＣ緊張材挿通用シース１０が上下に波打つ形状に配置されている場合においてグラウトの先流れによって生じる傾斜部の空洞１２ａ、図８に示すように、ＰＣ緊張材挿通用シース１０に潰れが生じることによって形成される傾斜した部分の空洞１２ｂ等、任意のシース内空洞のＰＣ緊張材に対しても実施することができる。

１ ＰＣ桁
２ 舗装
３ ＰＣ緊張材定着部
４ 雌コーン
５ 雄コーン
６ ＰＣ緊張材
７ 単線
８ 凹部
９ 定着部保護コンクリート
１０ ＰＣ緊張材挿通用シース
１１ グラウト
１２，１２ａ，１２ｂ 空洞
１５ ホース挿入孔
１６ 防錆剤水溶液注入用ホース
１８ 防錆剤水溶液注入用容器
１９ 防錆剤水溶液
２０ 真空計
２１ 開閉弁
２２ デキャンタ
２３ 真空ポンプ
２４ 排気チューブ
３０ 絶縁被覆導電性線状材
３１ 絶縁性合成樹脂チューブ
３２ 電解質材料
３３ 照合電極
３４ リード線
３５ テスター

Claims (2)

1. 既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞内に、先端に導電性材料を露出させた絶縁被覆導電性線状材を所望に電位測定位置まで挿入し、前記グラウト未充填空洞内に防錆剤水溶液を充填した状態における前記絶縁被覆導電性線状材の先端部位置近傍のＰＣ緊張材の電位を計測することにより、前記グラウト未充填空洞内の所望の位置のＰＣ緊張材における防錆剤水溶液による防錆効果を確認するグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法。
2. 前記導電性線状材として、内部に非金属性の電解質材料を充填した絶縁性の合成樹脂チューブを使用する請求項１に記載のグラウト未充填空洞における防錆剤水溶液注入による防錆効果確認方法。

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