JP3431302B2 - コンクリート構造物の劣化防止方法 - Google Patents
コンクリート構造物の劣化防止方法Info
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Description
の、特に、鉄筋、鉄骨、及びPC鋼材等の鋼材を補強材
とする鉄筋コンクリート構造物やプレストレスコンクリ
ート構造物の劣化防止方法に関する。
には、種々の環境に対する抵抗力が強く、また、強アル
カリ性であるので、その内部にある鉄筋等の鋼材は、鋼
材表面に不働態被膜を形成して腐食から保護され、その
ために、コンクリート構造物は耐久性のある永久構造物
であると考えられてきた。しかしながら、この永久構造
物と考えられてきたコンクリート構造物も、塩害などの
原因により、その耐久性が低下して構造物としての寿命
に疑問がなげかけられるようなってきた。特に、海洋や
その沿岸に建設されるコンクリート構造物は、海水ある
いは海水の飛沫がコンクリート構造物の表面に接触する
環境にあるので、塩分の浸入を避けることが困難であっ
た。
Na+イオンやCl-イオンとして存在している。このような
海水や海水飛沫がコンクリート表面に付着し、乾燥−湿
潤の繰り返しによって塩分が高濃度化され、濃縮された
Cl-イオン(塩素イオン)含有溶液がコンクリート中に拡
散浸透していく。コンクリート中に拡散浸透した塩分が
コンクリート内部の鋼材まで達すると、鋼材表面の不働
態被膜が破壊し、鋼材が錆び、その錆による膨張力で最
終的にはコンクリート構造物が破壊してしまう場合もあ
った。
らの塩分の浸入を防いだり、拡散浸透を抑制する方法と
して、コンクリート表面へ防水材を塗布する方法、無機
質の結晶をコンクリート中に浸透させる方法、水セメン
ト比を小さくして施工する方法、コンクリートの鋼材の
かぶり厚を厚くする方法、並びに、コンクリートを緻密
にする方法等が一般的に行われている(「海洋コンクリー
ト構造物の防食指針(案)」、社団法人 日本コンクリー
ト工学協会 昭和61年2月10日発行等)。しかしなが
ら、これらの方法では塩分の浸入や拡散浸透を極めて小
さくすることは可能であるが、完全に抑制すること、長
期にわたって塩分の浸入や拡散浸透を完全に防止するこ
とは難しいという課題があった。
でも鋼材の発錆を防止する方法として、コンクリート構
造物の電気防食技術が最近注目をあびている。この電気
防食技術は、コンクリート中の鋼材自体をマイナス極と
し、コンクリート表面近くに設置した電極をプラス極と
し、所定の電圧を印加し直流を流し続けることでコンク
リート中の鋼材の腐食を抑えるという画期的な方法であ
る(「海洋コンクリート構造物の防食指針(案)」、社団法
人 日本コンクリート工学協会昭和61年2月10日発行
等)。しかしながら、この方法ではコンクリート中の鋼
材をマイナス極にするため、鋼材近傍のコンクリート中
でプラスイオンが蓄積したり、あるいは、これによる鋼
材とコンクリートとの長期的な接着強度が低下したり、
アルカリ骨材反応を助長したりする等の課題があった。
々検討を行った結果、特定の方法を採用することによ
り、前記課題を解消し、コンクリート構造物への塩分の
浸入、拡散浸透を抑制し、コンクリート構造物の劣化を
防止し得る知見を得て本発明を完成するに至った。
リート表面からコンクリート内部の鋼材までの間の任意
の位置の少なくとも一か所に、また、該任意の位置の少
なくとも一か所とコンクリート表面にマイナス電極層を
形成することを特徴とするコンクリート構造物の劣化防
止方法である。
への塩素イオンの浸入、拡散浸透を静電力による反発力
で抑制する塩素イオンのバリアーとするため、マイナス
電極層を、コンクリート表面からコンクリート内部の鋼
材までの間の任意の位置の少なくとも一か所に、また、
該任意の位置の少なくとも一か所とコンクリート表面に
形成する。なお、ここでいうコンクリート表面とは、コ
ンクリート構造物のモルタルやタイルなどの外装を含
む、コンクリート構造物が外気と接触する個所をいう。
電極層は、浸入、拡散浸透していく塩素イオンを捕獲す
る効果を有するため、マイナス電極層と対で設置するこ
とが好ましい。マイナス電極層やプラス電極層は、マイ
ナス電極やプラス電極を層状に使用してなるものであ
り、プラス電極とマイナス電極の設置順序は特に限定さ
れるものではない。
クリート表面の導電性材料や、鋼材以外のコンクリート
内部の導電性材料などが使用でき、特に限定されるもの
ではないが、コンクリート構造物構築時に、プラス電極
とマイナス電極を一対として設置することが好ましい。
導電性材料としては、導電性のものであれば特に制限さ
れるものではなく、鉄、亜鉛、銅、白金、チタン、及び
チタン合金等又はそれらがメッキされたものが使用可能
である。これらのうちプラス電極としては、耐腐食性材
料を使用することが望ましいが、耐腐食性材料でなくて
も耐用期間を考えなければ使用可能である。
に合わせて、平面や球面、また、線状やメッシュ状等、
適宜選択可能であるが、プラス電極とマイナス電極を対
で設置する場合は、プラス電極とマイナス電極は同じ形
状とすることが好ましい。
に制限されるものではないが、電気ロスの軽減を図るう
えで、電極間の電位勾配を一定にするため、プラス電極
とマイナス電極の間隔をほぼ一定にすることが好まし
い。具体的には、0mm〜コンクリートの鋼材のかぶり厚
さまで任意の値を選択できるが、電位勾配を確保し、か
つ、処理電圧を低く抑えられる面から、0〜10mmとする
ことが好ましい。プラス電極とマイナス電極の間の電位
勾配は、特に制限されるものではないが、塩素イオンの
浸入、拡散浸透を抑制する面から10mV/mm以上とするこ
とが好ましい。10mV/mm未満では塩素イオンの浸入、拡
散浸透を抑制する効果が低下する傾向がある。
コンクリート内部の鋼材までの間(鋼材のかぶり厚)又は
コンクリート表面であり、コンクリート表面からコンク
リート内部の鋼材までの間は一か所に限らず、複数か所
に設置することも可能である。プラス電極とマイナス電
極の一対からなる電極を複数設置することで、コンクリ
ート内部への塩素イオンの浸入及び/又は拡散浸透の抑
制効果を増大させることが可能である。
特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート構
造物構築時に、鋼材から所定の位置に電極の材料を設置
してコンクリートを打設する方法等が可能である。その
際、適切なプラス電極とマイナス電極間距離を確保する
面から、また、プラス電極とマイナス電極間の絶縁を確
保する面から、絶縁材料をスペーサーとして用いること
が好ましい。
としては、AC/DCコンバーター等を用いた外部電源
より、プラス電極とマイナス電極間に電圧を与える方法
や、本発明の各電極の材料の起電力を利用した電池を構
成したり、太陽電池を構成したりして電圧を発生させる
方法などが考えられるが、所定の電圧が確保できればそ
の方法は特に制限されるものではない。電極の材料の起
電力を利用する場合は、例えば、亜鉛をプラス極とし、
鉄をマイナス極とすることだけで容易に電圧を確保する
ことができる。また、電極の材料の起電力を利用した電
池や太陽電池をの電圧をそのまま外部電源として利用す
ることも可能である。さらに、通電は常時行うことが好
ましいが、断続的な通電でも十分可能である。
する。
m3、粗骨材988kg/m3、AE材0.82kg/m3、減水剤1.8kg/m
3、及び水177kg/m3とし、細骨材率45%、水セメント比5
4%でコンクリートを調製し、コンクリート表面より深
さ5mmの位置全面に、チタンメッシュを設置し、そこか
らさらに5mm深い位置の全面にエキスパンドメタルを設
置して各々電極とし、直径10cm、高さ15cmの円柱状のコ
ンクリート供試体を5個作製し、7日間の水中養生後、
21日間の恒温恒湿室で放置した。得られたコンクリート
供試体中のチタンメッシュをプラス側とし、エキスパン
ドメタルをマイナス側とし、AC/DCコンバーターに
接続し、5Vの電圧を印加し続け、日本海の海岸より30
mの地点で暴露して2年間保ち、その後コンクリート中
の塩分を測定した。暴露前後の塩分分析を測定した結
果、5個の全てのコンクリート供試体で、塩分の含有は
認められなかった。
ント 細骨材 :新潟県姫川産川砂 粗骨材 :新潟県姫川産川砂利、最大骨材寸法13mm AE材 :デンカグレース社製商品名「ダーレックス
AEA」、主成分スルホン酸炭化水素系 減水剤 :電気化学工業社製商品名「FT−80」、主成
分アルキルナフタレンスルホン酸塩系 チタンメッシュ:エルテック社製商品名「アノードメッ
シュ」、タイプ150 エキスパンドメタル:鉄製、市販品
化コンクリート中に含まれる塩分の分析方法」(JCI
−SC4)の「8.全塩分定量方法」の「8. 2塩化物
イオン選択性電極を用いた電位差滴定法」に準拠
かったこと以外は実施例1と同様に行った。その結果、
暴露前、塩分の含有は認められなかったが、2年間の暴
露後は、5個のコンクリート供試体平均で0.2kg/m3の塩
分含有が認められた。
び高さ1mの直方体の2個のコンクリート供試体の中心
位置に、各々公称径22mm、長さ50cmの異形鉄筋を1本垂
直に配置し、コンクリート供試体の表面と、その表面か
ら1cm間隔で5cmの位置まで5枚のチタンメッシュを設
置した。表面から1、3、及び5cmの位置のチタンメッ
シュと、表面、2cm、及び4cmの位置のチタンメッシュ
は各々同極とし、2個のコンクリート供試体の電極のプ
ラス−マイナスを逆にし、異形鉄筋には通電しないよう
に、実施例1と同様に1Vの電圧を印加し続けた。暴露
前後の塩分分析を測定した結果、2個のコンクリート供
試体共に塩分の含有は認められなかった。また、異形鉄
筋周囲1cmの位置のNaイオンの分析を行った結果、2個
のコンクリート供試体共に暴露前後のNaイオンの含有量
に変化はみられなかった。
の蒸留水を加え、10分間煮沸し、放冷後濾過し、塩酸5
ccを加えて200ccに希釈し、この液を原子吸光光度法で
測定した。
リート中への塩素の浸入や拡散浸透を抑制することが可
能であり、電気防食のように、コンクリート中の鋼材を
マイナス電極とする必要がなく、鋼材近傍のプラスイオ
ン集中による弊害が発生しないなどの効果を奏する。本
発明法は、構築されたコンクリート構造物への施工の
他、プレキャストパネル、カーテンウォール、及びプレ
ストレスコンクリート等のように、工場で生産されるコ
ンクリート構造物用材料の製造等にも適用可能である。
Claims (2)
- 【請求項1】 コンクリート表面からコンクリート内部
の鋼材までの間の任意の位置の少なくとも一か所にマイ
ナス電極層を形成することを特徴とするコンクリート構
造物の劣化防止方法。 - 【請求項2】 コンクリート表面からコンクリート内部
の鋼材までの間の任意の位置の少なくとも一か所とコン
クリート表面にマイナス電極層を形成することを特徴と
するコンクリート構造物の劣化防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21607194A JP3431302B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | コンクリート構造物の劣化防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21607194A JP3431302B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | コンクリート構造物の劣化防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0881286A JPH0881286A (ja) | 1996-03-26 |
JP3431302B2 true JP3431302B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=16682814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21607194A Expired - Fee Related JP3431302B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | コンクリート構造物の劣化防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3431302B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2380137C (en) | 1999-07-22 | 2011-03-22 | Infrastructure Repair Technologies, Inc. | Method of treating corrosion in reinforced concrete structures by providing a uniform surface potential |
JP2002115085A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Nakabohtec Corrosion Protecting Co Ltd | 鉄筋コンクリート構造物の電気防食方法 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP21607194A patent/JP3431302B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0881286A (ja) | 1996-03-26 |
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