JP3434030B2

JP3434030B2 - コンクリートの処理方法

Info

Publication number: JP3434030B2
Application number: JP17719594A
Authority: JP
Inventors: 公伸芦田; 孝一石橋
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JPH0840784A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋やＰＣ鋼材を補強
材とする鉄筋コンクリート構造物及びプレストレストコ
ンクリート構造物のコンクリートの再生方法、特に、コ
ンクリートのアルカリ度の低下により中性化したコンク
リート構造物、および、塩素イオンを含有するコンクリ
ート構造物の処理方法に関し、特に、これらのコンクリ
ートにアルカリ骨材反応を引き起こす可能性のある骨材
を含有している場合に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】鉄筋コンクリート構造物やプ
レストレストコンクリート構造物などのコンクリート構
造物は、圧縮強度の強いコンクリートと引張強度の強い
鋼材とを組み合わせることによって、力学的に圧縮強度
と引張強度のバランスの取れた構造体となり、それゆえ
種々の重要な構造物に広く使用されてきた。

【０００３】また、コンクリートは、一般には、水、
火、及び日光等の環境に対する抵抗性が強い。さらに、
コンクリートのアルカリ度がｐＨで１１〜１４の強アル
カリ性であるので、その内部にある鋼材は、鋼材表面に
不動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。

【０００４】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、種々の原因によりその耐
久性が低下し、構造物としての寿命に疑問が投げかけら
れるようになってきた。コンクリート構造物が劣化する
原因の一つとして、コンクリートの中性化、例えば、
「炭酸化」と呼ばれる現象などが挙げられる。

【０００５】炭酸化とは、セメントの水和反応によって
生成された水酸化カルシウムが大気中の二酸化炭素と反
応して炭酸カルシウムとなる現象であって、炭酸化によ
り、コンクリートのアルカリ度が通常のｐＨ１１〜１４
より低下する。そして、ｐＨが１０程度にまで低下する
と鋼材の不動態被膜が破壊され、鋼材の腐食がはじま
り、コンクリート構造物としての強度バランスが崩れ、
その耐久性が大きく低下することになる。

【０００６】このようなコンクリート構造物の劣化は、
コンクリート内部の鋼材の錆、コンクリートのひび割
れ、及びコンクリートの欠落という現象を引き起こし、
構造的にも、外見上でも、大きな課題となっている。

【０００７】このようなコンクリートの中性化現象は、
炭酸化以外にも、酸化イオウ (SO_X) や酸化窒素( NO_X)
によっても、同様に引き起こされている。また、海岸
部等にあるコンクリート構造物では、海水の飛沫が飛ん
できて、コンクリート表面に付着する。さらに、海水中
に含まれている塩分が、コンクリート中の空隙を通っ
て、コンクリート内部に浸透し、内部鉄筋の位置までく
ると、塩素イオンにより、鋼材の不動態被膜が破壊さ
れ、腐食が発生する。また、コンクリート材料として使
用される細骨材に海砂が用いられる場合、その塩分除去
が不十分であると、コンクリートが造られる時から、多
量の塩化物を含有することとなり、その結果鋼材の不動
態被膜形成が不十分となり、腐食が発生する。

【０００８】以上のような原因で、鋼材に腐食が発生
し、さらに、コンクリートのひび割れや欠落、剥離等に
進展し、コンクリート構造物としての耐久性が大きく低
下する現象を一般に、「塩害」と呼んでいる。

【０００９】このような劣化したコンクリート構造物の
補修方法は、鋼材の錆についてはその周囲のコンクリー
トを、また、コンクリートのひび割れや欠落部分につい
てはその部分のコンクリートを「はつり」取ったのち、
新しいコンクリートやモルタルを充填する、いわゆる、
断面修復が主体であった。

【００１０】この断面修復は、鋼材の錆やコンクリート
のひび割れ・欠落という目に見える劣化現象についての
み、補修を行うのであって、補修時に劣化現象が確認で
きていない部分、即ち、潜在的にはコンクリートの劣化
が進行しているが、表面的にはその劣化が顕在化してい
ない危険部分については、全く処置を行うことができな
かった。また、さらに、この方法は、コンクリートが劣
化した根本的な原因については、何ら対策を行っておら
ず、劣化現象の根本的な解決は期待できるものではなか
った。

【００１１】この様な、潜在的な危険部分の課題解決や
根本原因の課題解決を目的として、電気化学的な手法を
応用した補修工法が開示されている( 特開平１−176287
号公報、特開平２−302384号公報) 。これらの１つの方
法は、中性化したコンクリート部分にある鋼材とコンク
リート表面、または、アルカリ度がｐＨで１２以上のア
ルカリ性雰囲気中にあるコンクリート部分にある電極と
の間に直流電流を流すことによって、アルカリ性雰囲気
中にあるアルカリ性物質、例えば、ナトリウム又はカリ
ウムの水酸化物が移動し、中性化によって劣化したコン
クリート部分がｐＨ１２以上になり、再アルカリ化する
ものである。

【００１２】しかしながら、ナトリウム等の水酸化物で
は、アルカリ骨材反応を促進するので、中性化の劣化現
象は解決したとしても、新たに、アルカリ骨材反応とい
う劣化現象を引き起こすことになり、コンクリート構造
物の全体的な耐久性を改善するという目的は達成されな
い。

【００１３】また、もう一つの方法は、塩分を含有する
コンクリートに対して、コンクリート部分にある鋼材と
コンクリート表面にある電極との間に直流電流を流すこ
とによって、コンクリート中の塩分をコンクリート表面
外に取り出す方法である。

【００１４】しかし、これらの方法においては、電解質
溶液やコンクリート中に含まれるナトリウム等のアルカ
リ金属イオンがコンクリート中の陰極に引き寄せられ
て、コンクリート中に浸入したり、陰極である鉄筋周辺
に蓄積される。したがって、コンクリート中にアルカリ
骨材反応を引き起こす可能性のある骨材が使用されてい
る場合は、蓄積されたナトリウム等により鉄筋周辺のコ
ンクリートにおいて、アルカリ骨材反応が開始する可能
性があった。

【００１５】本発明者等は、このような状況を鑑み、前
記課題を解消すべく種々検討した結果、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
造物の処理が充分に行え得る知見を得て本発明を完成す
るに至った。

【００１６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、（１）
塩分を含有するコンクリート構造物のコンクリート内部
の鋼材を内部電極とし、コンクリートの表面部に設置し
た電極を表面電極とし、該表面電極の間、及び／又は該
表面電極と内部電極間に電流を流す方法において、両電
極間に水溶性リチウム化合物を含む電解質材料を供給し
て、コンクリート中のリチウム／ナトリウムのモル比が
０．１以上とすることを特徴とする塩分を含有するコン
クリートの処理方法、（２）中性化した部分を有するコ
ンクリート構造物のコンクリート内部の鋼材を内部電極
とし、コンクリートの表面部に設置した電極を表面電極
とし、該表面電極の間、及び／又は該表面電極と内部電
極間に電流を流す方法において、両電極間に水溶性リチ
ウム化合物を含む電解質材料を供給して、コンクリート
中のリチウム／ナトリウムのモル比が０．１以上とする
ことを特徴とする中性化した部分を有するコンクリート
の処理方法、（３）アルカリ骨材反応が起きている、又
は起こる可能性のあるコンクリート構造物のコンクリー
ト内部の鋼材を内部電極とし、コンクリートの表面部に
設置した電極を表面電極とし、該表面電極の間、及び／
又は該表面電極と内部電極間に電流を流す方法におい
て、両電極間に水溶性リチウム化合物を含む電解質材料
を供給して、コンクリート中のリチウム／ナトリウムの
モル比が０．１以上とすることを特徴とするアルカリ骨
材反応が起きている、又は起こる可能性のあるコンクリ
ートの処理方法、（４）電解質溶液のリチウムイオン濃
度が１モル／リットル以上であることを特徴とする
（１）乃至（３）記載のコンクリートの処理方法であ
る。

【００１７】以下、本発明を詳細に説明する。まず最初
に、本発明の請求項１から３について説明する。

【００１８】一般に、硬化したコンクリート内部には、
飽和状態の水酸化カルシウム水溶液である間隙水が充分
に存在している。そのため、コンクリートに電圧をかけ
ると、この間隙水が電解質の役割をし、コンクリート自
身が持つ抵抗と加えた電圧に応じた電流が流れる。

【００１９】しかし、劣化したコンクリートでは、通
常、コンクリート内部の電解質であるCa(OH)₂水溶液が
極度に減少しているために、電流を流すことがかなり困
難になる。そのため、このコンクリートに電解質の溶液
を与えることが重要となる。この電解質溶液は、コンク
リートに電流を流すことによって、徐々にコンクリート
内部へと浸透していく。

【００２０】ここで、電解質溶液としては、コンクリー
トのアルカリ度を高めるために、アルカリ性溶液が好ま
しい。しかし、ナトリウムやカリウムを含むアルカリ性
溶液では、コンクリートの塩害や中性化現象は、解決で
きたとしても、新たにアルカリ骨材反応現象が生じて、
結果的にコンクリートの健全化が達成できない。

【００２１】さらに、塩害においては、その主たる原因
が海水の飛沫であるために、海水中のナトリウムイオン
がかなりコンクリート中に浸透している。従って、元々
ナトリウムイオン濃度が高いために、アルカリ骨材反応
が生じやすい傾向にある。

【００２２】そこで、本発明では、アルカリ骨材反応を
抑制することのできるアルカリ性溶液を用いる。また、
塩害を受けたコンクリートの場合、ｐＨで６以上の中性
溶液も使用できるが、水溶性リチウム化合物等を含有す
ることにより、ｐＨが１０以上であることが好ましい。

【００２３】本発明に係る電解質材料としては、水溶性
リチウム化合物、および、水溶性リチウム化合物と他の
電解質材料とからなるものが使用できる。

【００２４】水溶性リチウム化合物とは、リチウム化合
物のうち、水溶性のものであり、具体的には、酢酸リチ
ウム、水素化リチウムアルミニウム、水素化ホウ素リチ
ウム、臭化リチウム、水酸化リチウム、よう化リチウ
ム、乳酸リチウム、硝酸リチウム、修酸リチウム、過塩
素酸リチウム、リン酸リチウム、ピルビン酸リチウム、
硫酸リチウム、四ホウ酸リチウム、亜硝酸リチウム、炭
酸リチウム、塩化リチウム、クエン酸リチウム、フッ化
リチウム、及び、水素化リチウム等が使用可能である。

【００２５】また、水溶性リチウム化合物以外の電解質
材料としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの
水酸化物や炭酸塩、亜硝酸塩、炭酸グアニジン、ヒドロ
キシルアミン、クロルアミン、および水酸化テトラアル
キルアンモニウム等のアミン類等の溶液が挙げられる。
また、それらの中において、炭酸塩や亜硝酸塩の電解質
材料が特に好ましい。

【００２６】また、電解質溶液のアルカリ度は、コンク
リート内部のｐＨが１０を下回ると、コンクリート中の
鋼材が腐食し始めるので、ｐＨ１０以上が好ましい。

【００２７】次に、コンクリートに電流を流したとき
に、これらの電解質材がコンクリート内に電気的に浸透
していく原理を説明する。本発明では、コンクリートに
電流を流すことにより、電解質溶液をコンクリートの表
面から内部にまで浸透させることが重要である。また、
一般には、コンクリートの空隙は上述のように正（＋）
に帯電しているため、正に帯電しているイオンはこの電
位に阻まれて、自然状態での拡散は負に帯電したイオン
に比べるとかなり遅くなる。しかし、本発明の様に、電
気的なエネルギーによって、正に帯電しているイオンを
移動させる場合は、正（＋）に帯電している空隙と空隙
の間を速やかに動かすことができる。

【００２８】コンクリート内部の鋼材を負（−）極に、
コンクリート表面を正（＋）極にして、直流の電流を流
すと、コンクリート表面部に供給された電解質材中のプ
ラスイオンが負（−）極に引き寄せられる様に移動して
行く。一方、コンクリート中に存在する塩素イオン等は
コンクリート表面の正（＋）極に引き寄せられ、コンク
リート中から除去される。この際、電解質溶液中に存在
していたナトリウムイオンが負（−）極に引き寄せられ
て、コンクリート中に浸入したり、元々コンクリート中
に存在していたナトリウムイオンが負（−）極である鋼
材周辺に集積したりすることにより、コンクリート中の
ナトリウムイオン濃度が全体的に、及び／又は、部分的
に高まってアルカリ骨材反応を刺激する場合がある。し
かし、電解質のイオン半径がナトリウムイオンより十分
小さいリチウムイオンの場合、ナトリウムイオンよりコ
ンクリート内に浸透できる範囲が広くなり、さらに、そ
の浸透速度も早くなる。よって、その結果として、電解
質溶液中にリチウムイオンを供給する場合においても、
コンクリート中のリチウム濃度を十分大きくすることが
可能となる。

【００２９】また、本発明においては、アルカリ骨材反
応を引き起こす可能性のある骨材がコンクリート材料と
して使用されている場合であっても、コンクリートに直
流電流を流すことによるナトリウムイオンの集積や増加
により誘発されるアルカリ骨材反応が、コンクリート中
のリチウム／ナトリウムのモル比が０．１以上であれ
ば、抑止されることが明らかになった。従って、コンク
リート中のリチウム／ナトリウムのモル比が０．１以上
が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．５以上が
最も好ましい。０．１を下回る場合は、骨材の反応性の
度合いにより、アルカリ骨材反応が誘発される場合があ
るため、好ましくない。

【００３０】次に、本発明の請求項４について説明す
る。第４の発明は、電解質溶液が１モル／リットル以上
のリチウムイオンを含有することであり、通電処理の全
期間に渡って、及び／又は、通電期間中少なくとも通算
７日間以上に渡って、この濃度以上の電解質溶液を使用
することである。

【００３１】リチウムイオン濃度が１モル／リットル以
上であれば、通電処理期間中に電解質溶液からナトリウ
ムイオンがコンクリート中に浸透しても、及び／又は、
コンクリート中に元々存在したナトリウムイオンが集積
しても、リチウムイオンはイオン半径がナトリウムイオ
ンより十分小さいため、ナトリウムイオンよりコンクリ
ート内に浸透できる範囲が広く、かつ、その浸透速度も
早いために、コンクリート中のリチウム／ナトリウムの
モル比を０．１以上とすることが可能となる。

【００３２】また、電解質溶液中のリチウムイオン濃度
が高ければ高いほど、結果として、コンクリート中のリ
チウム／ナトリウムのモル比が大きくなるので、電解質
溶液中のリチウムイオン濃度は高い方が好ましい。濃度
は、１モル／リットル以上が好ましく、１．５モル／リ
ットル以上がより好ましく、２モル／リットル以上が最
も好ましい。１モル／リットル未満では、リチウムイオ
ン含有の電解質溶液の使用期間が短かったり、骨材の反
応性の度合いにより、アルカリ骨材反応が誘発される場
合があるため、好ましくない。

【００３３】次に、本発明の各項に共通した項目につい
て説明する。本発明では、使用する電流密度は、電解質
材料をコンクリート中に浸透できるだけの大きさが必要
であり、さらに、コンクリート自身を対象としているた
め、その値は、コンクリート表面積当たりの電流量が必
要となる。通常はコンクリートの表面積当たり０．２５
Ａ／ｍ²以上であり、０．５Ａ／ｍ²以上がより好まし
く、０．７５Ａ／ｍ²以上が最も好ましい。なお、一般
の鉄筋コンクリートに用いられている鉄筋比（鉄筋／コ
ンクリートの断面積比）は数％であるため、その表面積
の比は１／１〜１／５程度であると考えられる。

【００３４】また、本発明では、電流を流し続ける期間
は、通常１週間から半年程度であるため、この程度の電
流密度を用いても、水素脆性等の鋼材の問題は起こらな
い。しかし、電流を流し続ける期間が限定しているとい
えども、むやみに過大な電流密度にするのは危険であ
り、必然的に上限が決まる。上限としては、コンクリー
ト表面積当たり１０Ａ／ｍ²以下が好ましく、より好ま
しくは７．５Ａ／ｍ²以下であり、さらに好ましくは
５．０Ａ／ｍ²以下である。

【００３５】次に、本発明において、電解質をコンクリ
ート表面に保持したり、供給する方法について説明す
る。

【００３６】電解質溶液をコンクリートに与える方法と
しては、一般には、コンクリート表面に電解質溶液を保
持する容器を設けて、その中に、電解質溶液を溜める方
法が考えられる。しかし、コンクリートの表面が水平下
向き面だけでなく、垂直面や天井面であることを考える
と、液体である電解質溶液を漏らさずに溜める容器を設
けることは難しい。よって、より好ましい方法として、
電解質溶液を何らかの物質に吸着、もしくは、保持させ
た状態でコンクリート表面に供給する方法を考案した。
この方法であれば、水平下向き面だけでなく、垂直面や
天井面でも、十分に電解質溶液をコンクリート表面に供
給することが可能である。

【００３７】さらに、電解質溶液を吸着、もしくは、保
持する材料としては、パルプ、布や不織布等の繊維状
物質、及びそのシート、ゼオライト、シラスバルー
ン、発泡ビーズ等の無機、有機の多孔質材料、吸水性
の有機高分子等、及びその組み合わせが好ましい。

【００３８】繊維状物質のシートでは、コンクリート表
面に釘や角材等で固定するだけで、使用することができ
る。さらに、シート表面を加工することで、電解液の蒸
発や凍結を防止することも可能となる。

【００３９】繊維状物質と多孔質材料では、コンクリー
トの表面に電解質保持材を設置する際に、水や電解質と
ともに吹き付けにて保持層を形成できるので、コンクリ
ートの表面形状に関わりなく、作業をすることができ
る。なお、この場合、付着を良くするために、接着性や
粘着性を改善するもの、及び増粘剤等を添加することも
できる。

【００４０】吸水性の有機高分子の例としては、ポリア
クリル酸系のものがあげられる。吸水性高分子の場合
は、多孔質材料と同じように、吹き付けにてコンクリー
ト表面に保持層を形成したり、不織布等でシート状にし
たりすることができる。さらに、工事期間中に電解質か
ら蒸発する水分を計算しておいて、その量を予め余分に
吸水させておくことができる。こうしておけば、工事中
に水分を補給する作業が軽減される利点がある。

【００４１】また、本発明に用いる外部電極ついて説明
する。コンクリートの表面部の電極は、一般には、正
（＋）側になるため、電気的な腐食作用が働く。本発明
では、電流を流す期間が１週間から半年程度と比較的短
期なため、普通の鉄筋・金網等も使用可能であるが、資
源の有効と再利用を考えると、電気的な腐食に対する抵
抗性が高いものが好ましい。具体的には、チタン、チ
タン合金、白金、及び／又はそれらでメッキされた金
属、炭素繊維、炭素棒等の炭素、体積電気抵抗率が
１０³Ω・ cm以下の導電性を有する有機高分子である。
チタンや白金は、電気的な腐食に対して安定であり、炭
素や有機高分子もほぼ安定である。なお、通常のコンク
リートの体積電気抵抗率は、１０³〜１０⁴Ω・ cm程度
であるので、導電性を有する有機高分子としては、その
値以下、すなわち、１０³Ω・ cm以下が好ましく、１０
²Ω・ cm以下がより好ましく、１０Ω・ cm以下が最も好
ましい。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例には限定されるものではな
い。実施例１（再アルカリ化の実施例）普通セメント／砂＝１／２、水・セメント比５０％のモ
ルタルを用いて、縦横１５cm、長さ４０cmの直方体を作
り、その中心にφ１０mmの丸鋼をかぶり厚７cmにて設置
して、試験体を作製した。なお、使用したセメントに
は、ナトリウム（Ｎａ）がセメント重量に対して０．４
５％含有されている。また、練り混ぜ水に亜硝酸リチウ
ムを混入し、リチウム（Ｌｉ）をセメント重量に対して
０．１０％含有させた。さらに、使用した砂は反応性骨
材（輝石安山岩砕石、Ｇmax ＝５mm、表乾状態）を用い
た。尚、この試験体は中性化促進養生を行い、モルタル
表面から２０〜３０mmの深さまで中性化していた。つぎ
に、この試験体を用いて、炭酸ナトリウム（１mol/l 濃
度）の水溶液を電解質溶液とし、丸鋼を陰極に、コンク
リート表面を陽極にして、直流電源装置にてコンクリー
ト表面積１m²当り１Ａの電流密度の直流電流を１週間、
２週間、３週間、４週間、６週間、８週間流した。通電
終了時点で、この試験体を切断し、４cm×４cm×１６cm
の直方体を切り出した。尚、この際、中性化深さを測定
したところ、いずれの試験体においても中性化は観察さ
れず、再アルカリ化が完了したことが確認された。この
４cm×４cm×１６cmの直方体を用いて「モルタルバー
法」（建設省総合技術開発プロジェクト「コンクリート
の耐久性向上技術の開発」、平成元年５月、（財）土木
研究センター発行の201 〜220 頁記載）に準じて、アル
カリ骨材反応の試験を行ない、アルカリ骨材反応の有無
を調べた。「モルタルバー法」とは、モルタル試験体を
高温高湿状態で促進養生を行い、６カ月間の膨張量
（率）を測定し、６カ月間の膨張量が０．１０％以上の
時、アルカリ骨材反応があると判定するものである。ま
た、試験終了後に、４cm×４cm×１６cmの直方体に含有
されているＬｉ量とＮａ量を分析し、Ｌｉ／Ｎａのモル
比を算出した。これらの結果を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】なお、表１において膨張量は、促進養生６
カ月の時点における値であり、「膨張量が０．１０％を
越える場合は、アルカリ骨材反応が起こっている」と判
断した。

【００４５】＜使用材料＞セメント：普通ポルトランドセメント、電気化学工業（株）製砂：石川県能登産砕石（輝石安山岩）丸鋼：普通鋼棒亜硝酸リチウム：日産化学工業社製商品名「ＬＮ−２５」、２５％水溶液炭酸ナトリウム：和光純薬工業（株）製試薬１級

【００４６】実施例２（脱塩の実施例）普通セメント／砂＝１／３、水・セメント比６０％のモ
ルタルを用いて、縦横１５cm、長さ４０cmの直方体を作
り、その中心にφ１０mmの丸鋼をかぶり厚７cmにて設置
して、試験体を作製した。なお、使用したセメントに
は、ナトリウム（Ｎａ）がセメント重量に対して０．４
５％含有されている。さらに、練り混ぜ水に塩化ナトリ
ウムを混入して、ナトリウム（Ｎａ）をセメント重量に
対して１．５５％含有させ、合計２．００％になるよう
に調整した。従って、塩素（Ｃｌ）量もセメント重量に
対して２．４３％となった。さらに、使用した砂は反応
性骨材（輝石安山岩砕石、Ｇmax ＝５mm、表乾状態）を
用いた。つぎに、この試験体を用いて、水酸化リチウム
（０．５mol/l 濃度）の水溶液を電解質溶液とし、丸鋼
を陰極に、コンクリート表面を陽極にして、直流電源装
置にてコンクリート表面積１m²当り１．５Ａの電流密度
の直流電流を１週間、２週間、３週間、４週間、６週
間、８週間流した。通電終了時点で、この試験体を切断
し、４cm×４cm×１６cmの直方体を切り出した。尚、通
電終了時における含有塩素量を測定したので表２に示
す。この４cm×４cm×１６cmの直方体を用いて実施例１
と同様の「モルタルバー法」に準じて、アルカリ骨材反
応の試験を行ない、アルカリ骨材反応の有無を調べた。
また、試験終了後に、４cm×４cm×１６cmの直方体に含
有されているＬｉ量とＮａ量を分析し、Ｌｉ／Ｎａのモ
ル比を算出した。これらの結果を表２に示す。尚、表２
の塩素量はセメントに対する重量％である。

【００４７】

【表２】

【００４８】＜使用材料＞セメント：普通ポルトランドセメント、電気化
学工業（株）製砂：石川県能登産砕石（輝石安山岩）丸鋼：普通鋼棒水酸化リチウム：本荘ケミカル（株）製工業用水酸化ナトリウム：和光純薬工業（株）製試薬１級

【００４９】実施例３（アルカリ骨材反応の実施例）普通セメント／砂＝１／２、水／セメント比＝６０％の
モルタルを用いて、縦横１５cm、長さ４０cmの直方体を
作り、その中心にφ１０mmの丸鋼をかぶり厚７cmにて設
置して、試験体を作製した。尚、使用したセメントに
は、ナトリウム（Ｎａ）がセメント重量に対して０．５
５％含有されており、更に、水酸化ナトリウムを加え
て、ナトリウム（Ｎａ）がセメント重量に対して１．５
０％になるように調製した。更に、使用した砂は反応性
骨材( 輝石安山岩砕石、Ｇmax=５mm、表乾状態）を用い
た。次に、この試験体を用いて、亜硝酸リチウム（１mo
l/l 濃度）の水溶液を電解質溶液とし、丸鋼を陰極に、
コンクリート表面を陽極にして、直流電源装置にてコン
クリート表面積１m²当り１Ａの電流密度の直流電流を１
週間、２週間、３週間、４週間、６週間、８週間流し
た。通電終了時点で、この試験体を切断し、４cm×４cm
×１６cmの直方体を切り出した。この４cm×４cm×１６
cmの直方体を用いて実施例１と同様の「モルタルバー
法」に準じて、アルカリ骨材反応の試験を行ない、アル
カリ骨材反応の有無を調べた。また、試験終了後に、４
cm×４cm×１６cmの直方体に含有されているＬｉ量とＮ
ａ量を分析し、Ｌｉ／Ｎａのモル比を算出した。これら
の結果を表３に示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】なお、表３において膨張量は、促進養生６
カ月の時点における値であり、「膨張量が０．１０％を
越える場合は、アルカリ骨材反応が起こっている」と判
断した。

【００５２】＜使用材料＞セメント：普通ポルトランドセメント、電気化
学工業（株）製砂：石川県能登産砕石（輝石安山岩）丸鋼：普通鋼棒亜硝酸リチウム：日産化学工業社製商品名「ＬＮ−２
５」、２５％水溶液水酸化ナトリウム：和光純薬工業（株）製試薬１級

【００５３】実施例４（脱塩工法の実施例）単位セメント量２８０Kg/m³ 、単位水量１６８Kg/m³ 、
細骨材率４８％のコンクリートを用いて、その中心にφ
１３mmの鉄筋径を持つ長さ５０cmの磨き鋼棒を１本有す
る縦横１５cm、長さ５５cmの直方体の試験体を製作し
た。尚、使用したセメントには、ナトリウム（Ｎａ）が
セメント重量に対して０．５０％含有されている。更
に、練り混ぜ水に塩化ナトリウムを混入して、塩素イオ
ン量が３Kg/m³ とした。その結果、ナトリウム（Ｎａ）
量は約３．０Kg/m³ となった。更に、使用した砂利は反
応性骨材( 輝石安山岩砕石、Ｇmax=２０mm、表乾状態）
を用いた。次に、この試験体を用いて、水酸化リチウム
水溶液の濃度を０．１mol/l 、０．５mol/l 、１mol/l
、１．５mol/l に調製した電解質溶液を用いて、鋼棒
を陰極に、コンクリート表面を陽極にして、直流電源装
置にてコンクリート表面積１m²当り１Ａの電流密度の直
流電流を４週間流した。次に、通電終了時点でこの試験
体を切断し、５cm×５cm×２０cmの直方体を切り出し
た。この５cm×５cm×２０cmの直方体を用いて実施例１
と同様の「モルタルバー法」に準じて、アルカリ骨材反
応の試験を行ない、アルカリ骨材反応の有無を調べた。
また、試験終了後に、５cm×５cm×２０cmの直方体に含
有されているＬｉ量とＮａ量を分析し、Ｌｉ／Ｎａのモ
ル比を算出した。これらの結果を表４に示す。

【００５４】

【表４】

【００５５】＜使用材料＞セメント：普通ポルトランドセメント、電気化
学工業（株）製砂：姫川産川砂、比重２．６２Ｆ．
Ｍ．２．７５砂利：石川県能登産砕石（輝石安山岩）Ｇ
max=２０mm 鋼棒：普通みがき鋼棒水酸化リチウム：本荘ケミカル（株）製工業用塩化ナトリウム：精製食塩

【００５６】実施例５（再アルカリ化工法の実施例）単位セメント量２８０Kg/m³ 、単位水量１６８Kg/m³ 、
細骨材率４８％のコンクリートを用いて、その中心にφ
１３mmの鉄筋径を持つ長さ５０cmの磨き鋼棒を１本有す
る縦横１５cm、長さ５５cmの直方体の試験体を製作し
た。尚、使用したセメントには、ナトリウム（Ｎａ）が
セメント重量に対して０．５０％含有されている。更
に、練り混ぜ水に水酸化ナトリウムを混入して、ナトリ
ウムイオン（Ｎａ）を４Kg/m³ とした。更に、使用した
砂利は反応性骨材( 輝石安山岩砕石、Ｇmax=２０mm、表
乾状態）を用いた。尚、この試験体は中性化養生を行
い、モルタル表面から２０〜２５mmの深さまで中性化し
ていた。次に、この試験体を用いて、水酸化リチウム水
溶液の濃度を０．１mol/l 、０．５mol/l 、１mol/l 、
１．５mol/l に調製した電解質溶液を用いて、鋼棒を陰
極に、コンクリート表面を陽極にして、直流電源装置に
てコンクリート表面積１m²当り１Ａの電流密度の直流電
流を２週間流した。次に、通電終了時点でこの試験体を
切断し、５cm×５cm×２０cmの直方体を切り出した。
尚、この際、中性化深さを測定したところ、いずれの試
験体においても中性化は観察されず、再アルカリ化が完
了したことが確認された。この５cm×５cm×２０cmの直
方体を用いて実施例１と同様の「モルタルバー法」に準
じて、アルカリ骨材反応の試験を行ない、アルカリ骨材
反応の有無を調べた。また、試験終了後に、５cm×５cm
×２０cmの直方体に含有されているＬｉ量とＮａ量を分
析し、Ｌｉ／Ｎａのモル比を算出した。これらの結果を
表５に示す。

【００５７】

【表５】

【００５８】実施例６（アルカリ骨材反応の実施例）単位セメント量２８０Kg/m^３、単位水量１６８Kg/m
^３、細骨材率４８％のコンクリートを用いて、その中
心にφ１３mmの鉄筋径を持つ長さ５０cmの磨き鋼棒を１
本有する縦横15cm、長さ５５cmの直方体の試験体を製作
した。尚、使用したセメントには、ナトリウム（Ｎａ）
がセメント重量に対して０．５０％含有されている。更
に、練り混ぜ水に水酸化ナトリウムを混入して、ナトリ
ウムイオン（Ｎａ）量を５Kg/m^３とした。更に、使用
した砂利は反応性骨材( 輝石安山岩砕石、Ｇmax=２０m
m、表乾状態）を用いた。次に、この試験体を用いて、
水酸化リチウム水溶液の濃度を０．１mol/l 、０．５mo
l/l 、１mol/l 、１．５mol/l に調製した電解質溶液を
用いて、鋼棒を陰極に、コンクリート表面を陽極にし
て、直流電源装置にてコンクリート表面積１m^２当り２
Ａの電流密度の直流電流を４週間流した。次に、通電終
了時点でこの試験体を切断し、５cm×５cm×２０cmの直
方体を切り出した。尚、この際、中性化深さを測定した
ところ、いずれの試験体においても中性化は観察され
ず、再アルカリ化が完了したことが確認された。この５
cm×５cm×２０cmの直方体を用いて実施例１と同様の
「モルタルバー法」に準じて、アルカリ骨材反応の試験
を行ない、アルカリ骨材反応の有無を調べた。また、試
験終了後に、５cm×５cm×２０cmの直方体に含有されて
いるＬｉ量とＮａ量を分析し、Ｌｉ／Ｎａのモル比を算
出した。これらの結果を表６に示す。

【００５９】

【表６】

【００６０】

【発明の効果】

（１）アルカリ骨材反応の生じているコンクリート構造
物の劣化進行を抑制することができる。（２）アルカリ骨材反応の生じる恐れのあるコンクリー
ト構造物のアルカリ骨材反応による膨張反応を抑制する
こと等ができる。（３）電気化学的処理を行うことにより、水溶性リチウ
ム化合物の浸透を促進することができ、工期の短縮化が
できる。（４）塩害を受けたコンクリートからの脱塩や、中性化
を受けたコンクリートへのアルカリ性の再付与、内部鋼
材の不動態被膜の再形成により、鉄筋の防錆を行うこと
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 41/00 - 41/72

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩分を含有するコンクリート構造物のコ
ンクリート内部の鋼材を内部電極とし、コンクリートの
表面部に設置した電極を表面電極とし、該表面電極の
間、及び／又は該表面電極と内部電極間に電流を流す方
法において、両電極間に水溶性リチウム化合物を含む電
解質材料を供給して、コンクリート中のリチウム／ナト
リウムのモル比が０．１以上とすることを特徴とする塩
分を含有するコンクリートの処理方法。
【請求項２】中性化した部分を有するコンクリート構
造物のコンクリート内部の鋼材を内部電極とし、コンク
リートの表面部に設置した電極を表面電極とし、該表面
電極の間、及び／又は該表面電極と内部電極間に電流を
流す方法において、両電極間に水溶性リチウム化合物を
含む電解質材料を供給して、コンクリート中のリチウム
／ナトリウムのモル比が０．１以上とすることを特徴と
する中性化した部分を有するコンクリートの処理方法。
【請求項３】アルカリ骨材反応が起きている、又は起
こる可能性のあるコンクリート構造物のコンクリート内
部の鋼材を内部電極とし、コンクリートの表面部に設置
した電極を表面電極とし、該表面電極の間、及び／又は
該表面電極と内部電極間に電流を流す方法において、両
電極間に水溶性リチウム化合物を含む電解質材料を供給
して、コンクリート中のリチウム／ナトリウムのモル比
が０．１以上とすることを特徴とするアルカリ骨材反応
が起きている、又は起こる可能性のあるコンクリートの
処理方法。
【請求項４】電解質溶液のリチウムイオン濃度が１モ
ル／リットル以上であることを特徴とする請求項１乃至
３記載のコンクリートの処理方法。