JP3677139B2

JP3677139B2 - コンクリートの劣化抑制用のセメントモルタル

Info

Publication number: JP3677139B2
Application number: JP4979697A
Authority: JP
Inventors: 道夫加島
Original assignee: 道夫加島
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: JPH10231157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート用のセメントモルタルであって、鉄筋コンクリートの炭酸化及び塩害の抑制とアルカリ骨材反応によるコンクリートの劣化を抑制するセメントモルタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本来、鉄筋コンクリート構造物は、コンクリートの高アルカリ性雰囲気の中に鉄筋が保護され防錆された複合型の耐久物であるが、塩素イオンや雨水や空気中の炭酸ガスによりコンクリートが中性化され、浸蝕が進み鉄筋が発錆する。そして、酸化第２鉄を主成分とする膨張性の鉄さびを生じ、その体積膨張によりコンクリートに新しく亀裂が入り、更に、亀裂部分から水、酸素、炭酸ガス等が侵入して発錆が促進されコンクリートの剥離が起こる。その繰り返し作用により、鉄筋コンクリート構造物の耐久性は著しく損なわれてしまう。このようにしてコンクリートの中性化が原因で起こる劣化鉄筋コンクリートの補修方法としては、特公平５ー４１５９５号公報が知られている。
又、コンクリート中に存在するアルカリ金属イオンと骨材中の反応性鉱物との反応によって、膨張を引き起こして、ひび割れ、そり等が発生するアルカリ骨材反応が起こってコンクリートを劣化させる。
この対策として、反応性の高い骨材を使用しない。アルミニウム、亜鉛等の塩類を添加する。ゼオライト、粘度鉱物等の珪酸塩を添加する等が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多量の塩分を含有する海砂等をコンクリート原料に用いた場合、問題となる鉄筋コンクリートの塩害腐食及びコンクリートの中性化による劣化防止をすると共に、アルカリ骨材反応を抑制するセメントモルタルと鉄筋コンクリート等の劣化部位の補修復元方法を提供するものである。
【０００４】
【発明を解決するための手段】
本発明のセメントモルタルは、鉄筋コンクリート及び又はセメントモルタル中に含有の塩素イオンや炭酸イオンを捕捉可能な量の無機イオン交換体（陰イオン交換体）を添加すると共に、アミン類単体、或いはアミン類と塩基酸、又はアミン類と多塩基酸の組成物の何れかを添加して、鉄筋コンクリート構造物や劣化した鉄筋コンクリートの補修復元に使用するものである。
セメントモルタルは、セメントと砂利と水の混合物であって、これに含有の塩素イオンや炭酸イオンに対処しうる量の無機イオン交換体を添加するものであって、好ましい無機イオン交換体の添加量は塩素イオンまたは炭酸イオンに対して１〜１０倍当量、又、アミン単体、或いはアミン類と塩基酸、又はアミン類と多塩基酸の組成物は、セメントモルタルに対して０．１〜５重量％を添加するのが望ましい。
しかし、海岸堤防の構築等に使用するセメントモルタルの場合には、海水に曝されるため、更に多くの無機イオン交換体等を添加することが望ましい。
【０００５】
この無機イオン交換体（陰イオン交換体）は、コンクリート中の塩化物イオンをイオン交換又は吸着機能を有するもので、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ等を主成分とする含水酸化物や各種金属のリン酸塩を主成分とするものであり、ハイドロタルサイト（硝酸型）、ハイドロカルマイト（亜硝酸型、硝酸型）、含水酸化ビスマス、含水酸化チタニウム、含水酸化ジルコニウム、含水酸化鉛等があり、中には両性を示すものがある。これらのうち塩素イオンを選択に交換、固定する性能が優れているものとして、ハイドロタルサイト（硝酸型）、ハイドロカルマイト（亜硝酸型、硝酸型）、ハイドロタルサイト焼成物、含水酸化ビスマス等がある。尚、一般的には、キョーワードシリーズ（協和化学工業（株）製）やＩＸＥシリーズ（東亜合成（株）製）及びＴｏｍｉｔａ−ＡＤシリーズ（富田製薬（株）製）等の商品名で市販されている。
【０００６】
キョーワードシリーズ（協和化学工業（株）製）の一部の製品は、ハイドロタルサイト系化合物からなり、このハイドロタルサイト系化合物は、一般式
【０００７】
【化１】

【０００８】
ここで
Ｍ²⁺：Ｍｇ²⁺，Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ²⁺，Ｃｕ²⁺，Ｚｎ²⁺などの２価金属
Ｍ³⁺：Ａｌ³⁺，Ｆｅ³⁺，Ｃｒ³⁺，Ｃｏ³⁺，Ｉｎ³⁺などの３価金属
Ａ^n-：ＯＨ^-、Ｆ^-，Ｃｌ^-，Ｂｒ^-，ＮＯ₃ ^-，ＣＯ₃ ^2-，ＳＯ₄ ^2-，
Ｆｅ（ＣＮ）₆ ^3-，ＣＨ₃ＣＯＯ^-，シュウ酸イオン，サリチン酸イオンなどのｎ価の陰イオン。
Ｘは、０＜Ｘ≦０．３３の範囲にある。
【０００９】
で表される化合物で、上記一般式のうちＡ^nーの陰イオンはＯＨ^-、ＮＯ₃ ^-，ＳＯ₄ ^2-の構造のものが好ましい。これらは、本質的に、陰イオン交換性を持っているため、ハイドロタルサイト系化合物の化学構造中にある、例えば、硝酸イオンがコンクリート中に含まれる塩素イオンと置換され、層状の結晶構造中に取り込まれる。このようにして、新たに生じた塩素置換型のハイドロタルサイト系化合物は水には溶解しないので、コンクリート中に存在する塩素イオンを吸着除去することができる。尚、ハイドロタルサイトの粒度は、０．１〜１００μが好ましく、０．１μ以下では混練り水の量が多くなり強度などの物性に悪影響を及ぼすし、１００μ以上では表面積が減少して抑制効果が不十分となる。
【００１０】
又、上記のハイドロタルサイト類を約５００〜７００℃で焼成すると、ＭｇＯーＡｌ₂Ｏ₃系固溶体が得られる。
この固溶体（ＫＷー２０００（協和化学工業（株）製））は、
【００１１】
【化２】

【００１２】
の反応により、陰イオンの吸着と金属イオンの水酸化物としての吸着が同時に起こるため、ＫＷー２０００（協和化学工業（株）製）はＫＷー１０００（協和化学工業（株）製）に較べて陰イオンの吸着量が約１．６倍と大きく、そのｐＨが１０〜１１と高いため金属イオンの除去率も大きい。
【００１３】
また、上記のハイドロタルサイト系化合物と類似の化合物にハイドロカルマイトがある。ハイドロカルマイトは、一般式
【００１４】
【化３】

【００１５】
ここで
Ｘ：ＮＯ₃ ^-，ＮＯ₂ ^-，ＯＨ^ー，ＣＨ₃ＣＯＯ^ー，ＳＯ₄ ^2- 等の１価または２価の陰イオン
ｍ：陰イオンの価数
ｎは、ｎ≦２０の範囲にある。
【００１６】
で表される層状構造をもつ含水結晶性化合物であり、上記一般式のうち、Ｘの陰イオンはＮＯ₂ ^ー、ＮＯ₃ ^ー又はＯＨ^ーの構造のものが好ましく、これらは陰イオン交換性を持っているので、ハイドロタルサイト系化合物と同様に、セメントモルタル中の塩素イオンや炭酸イオンを吸着除去することができる。
これらの陰イオン交換能を有する無機イオン交換体は単体又は二種以上の混合物として使用する。図１に無機イオン交換体のＣｌイオンの吸着状態を示す。
【００１７】
アミン類単体、或いはアミン類と塩基酸又はアミン類と多塩基酸の組成物は、セメントモルタルに対して、望ましくは０．１〜５重量％添加することによって、無機イオン交換体と共に多量の塩分を含むコンクリート中の塩分の吸着除去とコンクリートへの水、酸素、炭酸ガス等の浸透による炭酸化や鉄筋の発錆を防止するものである。
アミン類単体、或いはアミン類と塩基酸又はアミン類と多塩基酸の組成物は、強い還元作用があるため、コンクリート中に水、酸素、炭酸ガス等が進入し、炭酸化や塩化物の移動侵入による鉄筋の腐食等を防止するものである。
【００１８】
尚、本発明に使用するアミン類単体、或いはアミン類と塩基酸又はアミン類と多塩基酸の組成物として以下のものがある。
塩基酸と多塩基酸には、有機塩基酸と有機多塩基酸と、無機塩基酸と無機多塩基酸がある。
無機塩基酸及び無機多塩基酸には、硝酸、亜硝酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜燐酸等があるが、硫酸塩はコンクリートを化学的に侵食することが知られている。
有機塩基酸と有機多塩基酸には、蟻酸、脂肪族低級多塩基酸として蓚酸、マロン酸、マレイン酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸等があり、その１種又は２種以上の混合物を使用する。
又、アミン類には、低級アルコール性脂肪族アミンとして、メタノールアミン、エタノールアミン、イソプロパノールアミン等があり、更に、低級脂肪族アミンとして、メチルアミン、エチルアミン、プロパノールアミン等がある。尚、これらのアミンには、第１アミン、第２アミン、第３アミンの形態の他、第４アンモニューム塩がある。
【００１９】
又、低級ポリメチレンアミンとして、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、３・ジエチルアミノプロピルアミン等がある。更に、芳香族アミンとしては、アニリン、メチルアニリン、ジメチルアニリン、エチルアニリン、ジエチルアニリン等がある。
脂肪族不飽和アミンとして、アリルアミン、ジアリルアミン等があり、脂環式アミン、複素環アミンには、ピリジン、ピコリン等がある。
尚、前記アミン類の他に、ヒドラジン、ヒドラジン水化物、ヒドロキシルアンモニウム等があり、これらのアミン類の１種又は２種以上の混合物を使用する。
【００２０】
前記塩基酸又は多塩基酸類とアミン類の組成物は、通常、水を溶媒として得られるが、水を溶媒とせず、塩基酸又は多塩基酸類とアミン類を各々、その性状に応じて適宜配合することにより高濃度の組成物としてもよく、これらの塩類は還元性が強く、且つ持続性がある組成物となる。
尚、具体的な塩類の組成物の例を示せば、
（１）組成物１：トリエタノールアミン（７０部）と蓚酸（３０部）
（２）組成物２：トリエタノールアミン（５０部）とジエチレントリアミン（７部）と蓚酸（３０部）
（３）組成物３：βアミノエチルアルコール（５０部）とエチルアミン（１０部）と蓚酸（２０部）と酒石酸（２０部）
（４）組成物４：ヒドロキシルアンモニウム（５０部）と蓚酸（６８部）
（５）組成物５：ヒドロキシルアンモニウム（５０部）と亜燐酸（６２部）
（６）組成物５：ヒドロキシルアンモニウム（５０部）と蟻酸（６５部）等である。
尚、前記組成物の還元力と持続性は、アミン類の持つ還元力と安定性、塩基酸、多塩基酸の持つ還元力と安定性、及び両者の組合せによって決まる。従って、アミン類単体では不安定であっても、組成物にすることで著しく安定性を増ことができる。
又、組成物は分解後にコンクリートに悪影響を及ぼす有害な物質、例えば、硫酸塩、塩化物、燐酸塩、硝酸塩等を生成しないことが望ましく、還元力があるアミン類と還元力がある有機酸の組合せが好ましい。
【００２１】
陽イオン交換体（無機イオン交換体）は、コンクリート中のアルカリ金属イオンとイオン交換又は吸着機能を有するものである。
ナトリウムイオン捕捉用の陽イオン交換体には、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｉ系があり、結晶性アンチモン酸、含水五酸化アンチモン、リン酸ジルコニウム、リン酸チタン、モリブデン酸ジルコニウム、タングステン酸ジルコニウム、珪酸アルミニウム、カルシウムゼオライト（［Ｃａ²⁺／（Ｃａ²⁺＋２Ｎａ⁺）］＝０．９以上）、アルミノ珪酸塩等がある。尚、これらにうち、ナトリウムイオンを選択的に交換、固定する性能が最も優れているのは結晶性アンチモン酸、含水五酸化アンチモンである。
【００２２】
そして、陽イオン交換体はセメントモルタルに含有のナトリウムイオンに対処しうる量を添加するものであって、好ましい陽イオン交換体の添加量はナトリウムイオンに対して１〜１０倍当量、又、アミン単体、或いはアミン類と塩基酸、又はアミン類と多塩基酸の組成物は、セメントモルタルに対して０．１〜５重量％を添加するのが望ましい。
【００２３】
尚、コンクリートの劣化抑制を図るために、両方の機能を発揮する無機イオン交換体の使用が不可欠であり、陰イオン交換体と陽イオン交換体の混合比は（０．０５〜０．９５）：（０．９５〜０．０５）であり、少なくとも何れかのイオン交換体を１割以上含有することである。
又、陰イオン交換体と陽イオン交換体に替えて、或は付加可能な両性イオン交換体には、含水酸化ジルコニウム、含水酸化トリウム、含水酸化スズ、含水酸化チタンなどの無機イオン交換体がある。
このように、陽イオン交換体、陰イオン交換体、両性イオン交換体をセメントモルタルに混合することによって、陽イオン交換体でナトリウムイオンを捕捉してアルカリ骨材反応を抑制すると共に、陰イオン交換体で塩素イオン、炭酸イオン等を捕捉し、塩害と炭酸化を抑制することができる。その結果、コンクリート構造のアルカリ骨材反応による劣化防止と、塩害による鉄筋の腐蝕及び炭酸イオンによるコンクリートの中性化を抑制することができる。
【００２４】
本発明のセメントモルタルは、無機イオン交換体と還元性が強く、且つ、持続性のあるアミン類と塩基酸又は多塩基酸類の組成物で対処するものであるが、更に、水溶性防錆剤をセメントモルタルに対して、望ましくは０．１〜５重量％添加することにより、コンクリート中への水、酸素、炭酸ガスの浸透による炭酸化と、塩化物による鉄筋の腐食防止効果の一層の向上と持続性を維持するものである。
【００２５】
水溶性防錆剤については、腐食抑制剤として多数あり、これら腐食抑制剤は腐食環境として、水溶液中、酸性溶液中、アルカリ性溶液中、或いは有機溶液中で金属の腐食を防止するものであるが、本発明に用いる水溶性防錆剤は水溶性で且つ中性又はアルカリ性で防錆作用がありセメントモルタルと凝固しないものである。
その水溶性防錆剤の具体例として、有機系として窒素を含む脂肪族アミン、芳香族アミン、イミダゾリン、ピリジン、ロジンアミン等や硫黄を含むメルカプタン、酸素を含むアルデヒド、ケトン類及び亜硝酸やチオ亜硝酸を含む有機エステル等がある。また、無機系として中性あるいはアルカリ性溶液中における抑制剤として、例えば、クロム酸塩、亜硝酸塩、縮合リン酸等がある。これらのうち、好ましいものとしては還元性のある亜硝酸系、アミン系化合物の他、有機極性物質で水置換性に優れたものがよい。
【００２６】
前記水溶性防錆剤は、セメントモルタルに混合して使用するが、多塩基酸とアミン類の組成物と同様に、コンクリート内の水分移動に伴って移動し、鉄筋の表面に濃縮されて水置換を介して防錆効果を発揮する。尚、補修時において、剥き出した鉄筋の錆を落して直接防錆剤を塗布した後に、防錆剤混合のセメントモルタルを使用することによって、防錆効果の持続性を増す。又、水溶性防錆剤は多塩基酸とアミン類の組成物と併用することで、その強い還元性と持続性により防錆効果を一層持続させる。
【００２７】
【作用】
本発明において、セメントモルタルに無機イオン交換体（陰イオン交換体）とアミン類単体、或いはアミン類と塩基酸、又はアミン類と多塩基酸の組成物の何れかを添加すると、多量の塩分を含むコンクリート中の塩素イオンの吸着除去とコンクリートへの水、酸素、炭酸ガス等の浸透による炭酸化や鉄筋の発錆を抑制することができる。
又、更に、無機イオン交換体（陽イオン交換体）を添加すると、アルカリ金属イオンをイオン交換反応により容易に捕捉、坦持して不活性にすることができて、アルカリ骨材反応や鉄筋の腐食を抑制できる。即ち、無機イオン交換体である陰イオン交換体と陽イオン交換体を２種類以上併用する効果として、陰イオン交換体で塩素イオン、炭酸イオン等を捕捉して塩害と炭酸化を抑制すると共に、陽イオン交換体でナトリウムイオン、カリウムイオン等を捕捉してアルカリ骨材反応を抑制することが可能となる。
【００２８】
第４図に、陰イオン交換体（ハイドロタルサイト焼成物、含水酸化ビスマス）と陽イオン交換体（結晶性アンチモン酸）の各ＰＨ（ペーハ）におけるナトリウムイオンと塩素イオンの交換容量（滴定曲線）を示し、図５に陰イオン交換体と陽イオン交換体併用時のＮａＣＬの吸着曲線を示す。
第４図から明らかなように、陰イオン交換体単体で塩化ナトリウムを捕捉する場合、ＰＨ１０以上の強アルカリ溶液中では塩素イオンの交換容量が急激に低下し、塩素イオンの捕捉が問題となる。一方、陽イオン交換体単独で塩化ナトリウムを捕捉する場合、ＰＨ３以下の強酸性溶液中では、ナトリウムイオンの交換容量が急激に低下し、ナトリウムイオンの捕捉に問題が生ずる。
しかし、第５図に示すように、陰イオン交換体と陽イオン交換体を併用することによって、ＰＨ１０以上の強アルカリ溶液中でも、塩化ナトリウムの捕捉が可能となる。
従って、上述のごとく、陰イオン交換体と陽イオン交換体を併用することで、各々の単体では得られない効果を得ることができる。
又、更に水溶性防錆剤を添加することによって、アミン組成物の効果に加えて鉄筋の防錆効果を一層持続させることができる。
【００２９】
【発明の実施例】
（第１実施例）
セメントモルタルは、ポルトランドセメントと標準砂を１対３の割合で混合し、それに水を加えて得る。尚、このセメントモルタルには、０．２％のＮａＣｌを含有させた。
多塩基酸類とアミン類の組成物として、前記した組成物１（トリエタノールアミン（７０部）と蓚酸（３０部））と組成物４（ヒドロキシルアンモニウム（５０部）と蓚酸（６８部））を使用する。
又、図１は、ＮａＣｌ（０．０２％溶液）１００ｍｌに対し、吸着剤として、ハイドロカルマイト系化合物としてソルカットＣ（日本化学工業（株）製Ｃｌ吸着量４１．０ｍｇ／ｇ）、ハイドロタルサイト系化合物としてＫＷー１０００硝酸置換型（協和化学工業（株）製Ｃｌ吸着量５０．０ｍｇ／ｇ）とＫＷー２０００（協和化学工業（株）製Ｃｌ吸着量７４．０ｍｇ／ｇ））、ビスマス系化合物としてＩＸＥー５５０（東亜合成（株）製Ｃｌ吸着量５４．０ｍｇ／ｇ）を添加した場合の無機イオン交換体の吸着曲線を示す。
【００３０】
このセメントモルタル（１Ｋｇ）を基準に、防錆効果を確認する為に、下記する表１の処方に従い、ハイドロタルサイト系化合物（ＫＷー１０００、ＫＷー２０００）とハイドロカルマイト系化合物（ソルカットＣ）と前記組成物１（又は組成物４）と水溶性防錆剤を用いて効果を確認した。
テストピースは、図２に示す如く、プラスチック製円筒容器（１）の中心部に鉄筋（３）を垂設し、表１の条件のモルタル（２）を流し込んで硬化させ、１２カ月後にコンクリートを鉄筋（３）に沿って２分割して、鉄筋（３）の錆具合を腐食面積の割合として図３に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
前記表中、
（１）ＫＷー１０００：ハイドロタルサイト系化合物（硝酸置換型）
（Ｍｇ_4.5Ａｌ₂（ＯＨ）₁₃ＣＯ₃・ｍＨ₂Ｏ）
ｍ＝３〜３．５
Ｃｌの吸着量５０．０ｍｇ／ｇ
２０ｇ／セメントモルタル１Ｋｇ
（２）ＫＷー２０００：
ハイドロタルサイト系化合物（ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃系固溶体）
（Ｍｇ_0.7Ａｌ_0.3Ｏ_1.15）
Ｃｌの吸着量７４．０ｍｇ／ｇ
１４ｇ／セメントモルタル１Ｋｇ
（３）ソルカットＣ：ハイドロカルマイト系化合物（亜硝酸型）
構造式は化２参照
Ｃｌの吸着量４１．０ｍｇ／ｇ
２５ｇ／セメントモルタル１Ｋｇ
（４）組成物１：トリエタノールアミン７０部・蓚酸３０部の混合物
固形分５．０ｇ，１０ｇ／セメントモルタル１Ｋｇ
（５）組成物４：ヒドロキシルアンモニウム５０部・蓚酸６８部の混合物
固形分５．０ｇ，１０ｇ／セメントモルタル１Ｋｇ
（６）水溶性防錆剤：ノプコチェックスＲＤ（水乳化型防錆剤）（サンノプコ（株））
添加量５ｇ１０ｇ／セメントモルタル１Ｋｇ
【００３３】
前記各試料の１２カ月後の腐食具合を図３に示し、試料Ｎｏ１（ブランク）は、ほぼ全域にわたって錆の発生が見られた。
又、試料Ｎｏ４、５、７、８、１２、１３、１５、１６、２０はセメントモルタルに、無機イオン交換体（ＫＷー１０００（硝酸置換型）、ＫＷ２０００、ソルカットＣ）と還元性のある組成物１（又は組成物４）と水溶性防錆剤を混合したものであり、錆具合は１０％以下であった。又、還元性ある組成物１（組成物４）の添加量を増やすと、試料３と６、４と７、５と８、１１と１４、１２と１５、１３と１６の比較で明らかなように、防錆効果が増大する。
【００３４】
又、無機イオン交換体の添加量を増加すると、試料２と２１の比較で明らかなように防錆効果が増加する。
無機イオン交換体の種類による差は、イオン交換量を同一にした場合、同質のハイドロタルサイト系化合物では、２と９に示すごとくほとんど差はないが、ハイドロカルマイト系化合物とハイドロタルサイト系化合物では、（２、９）と１０の比較で明らかなようにＣｌイオンの吸着時に放出されるＮＯ₂ ^ーイオンの効果により防錆効果が増加する。
無機イオン交換体は、添加量に比例して塩素イオンを吸着し、塩害に対して効果的である。しかし、無機イオン交換体は水不溶性であるため、水分の移動に伴って移動する塩素イオンや炭酸イオンを完全に捕捉することができないため、多塩基酸類とアミン類の組成物や水溶性防錆剤を介して塩害や炭酸化を抑制する。
多塩基酸類とアミン類の組成物は、強い還元性を有し、且つ、持続性を有するため、鉄筋の水や酸素イオンによる酸化と塩素イオンによる発錆を抑制する。
尚、この多塩基酸類とアミン類の組成物は、水溶性であるため、コンクリート内の水分移動に伴って移動し、その効果を発揮する。又、水溶性防錆剤も同様に、コンクリート内の水分の移動に伴って移動し、鉄筋の表面に濃縮されて防錆効果を発揮する。
【００３５】
（第２実施例）
本実施例は、第１実施例と同条件で防錆効果を確認するため、下記する表２の処方に従い、無機イオン交換体（陰イオン交換体、陽イオン交換体）と前記アミン組成物（組成物４、６）と水溶性防錆剤を用いてテストを行った。鉄筋（３）の錆具合を図６に示す。
図４は、無機イオン交換体（ハイドロタルサイト焼成物、結晶性アンチモン酸、含水酸化ビスマス）による塩素イオン及びナトリウムイオンの交換量とＰＨとの関係を示す。尚、滴定条件は、各無機イオン交換体の１ｇを０．１ＮーＮａＣｌ溶液５０ｍｌ中に分散し、０．１ＮーＨＣｌまたは０．１ＮーＮａＯＨを用いて、平衡状態でのＰＨと塩素イオン及びナトリウムイオンの滴定曲線を示す。
又、図５は、陰イオン交換体、陽イオン交換体の併用によるＮａＣｌの吸着量を表す。尚、陰イオン交換体としてハイドロタルサイト（焼成物）又は含水酸化ビスマス、陽イオン交換体として結晶性アンチモン酸を使用し、これらを適宜の割合で混合したもの１ｇをＰＨ９．５に調整した０．１ＮーＮａＣｌ溶液５０ｍｌに分散し、平衡状態におけるＮａＣｌ（塩素イオンとナトリウムイオン）の交換量である。
尚、この図５から、陰イオン交換体と陽イオン交換体の混合比は、０．０５：０．９５〜０．９５：０．０５のなかで、０．３：０．７〜０．９：０．１の範囲がより好ましい。
【００３６】
【表２】

【００３７】
表２中における数字は、セメントモルタル１Ｋｇに対する添加量（ｇ）であり、陰イオン交換体は含水酸化ビスマス（７５％）、ハイドロタルサイト焼成物（７５％）を使用し、陽イオン交換体は結晶性アンチモン酸（２５％）を使用する。又、組成物４はヒドロキシルアンモニウム（５０部）と蓚酸（６８部）の混合物、又、組成物６はヒドロキシルアンモニウム（５０部）と蟻酸（６５部）の混合物であり、水溶性防錆剤はノプコチェックスＲＤ（サンノプコ（株）の商品名）を使用した。
図６は、１２カ月後の鉄筋（３）の錆具合を示す。この結果から明らかなように、試料８、１５が最も優れ腐蝕は殆ど認められなかった。次いで、試料５、７、１２、１４が良好な結果を示した。尚、試料２、９で明らかなように、無機イオン交換体単体では、腐蝕を抑えることができなかった。
従って、これに対して、無機イオン交換体と還元性と持続性を有するアミン類と塩基酸または多塩基酸組成物の組合せでより効果適に対処することができる。
【００３８】
（第３実施例）
本実施例は、無機イオン交換体（陰イオン交換体、陽イオン交換体）に各種アミン組成物と水溶性防錆剤を加える、表３に示す組合せで、前記第１実施例（図２）と同様のテストを行い、鉄筋（３）の錆具合について図７に示す。
【００３９】
【表３】

【００４０】
図７は、１２カ月後の鉄筋（３）の錆具合を示し、ブランク（試料１）は全面に錆の発生が見られたが、無機イオン交換体にアミン組成物と水溶性防錆剤を加えると、一部に、僅かに錆の発生（試料３、４、５）が見られたが、全般に良好な結果を得た。
又、アミン組成物のうち、ヒドロキシルアンモニウム組成物（試料６、７、８）は殆ど錆の発生が見られなかった。尚、無機イオン交換体単体（試料２）の場合、ＮａＣＬの吸着能力はあるが、水分移動に伴う無機イオン交換体の移動がないため、発錆を十分に抑えることができなかった。
【００４１】
次に、既に建築された鉄筋コンクリートが中性化または塩害により劣化した場合における、本発明のセメントモルタルを使用しての補修方法について図８を参照して説明する。
先ず、鉄筋コンクリートの劣化した部位のコンクリートを削り、錆が発生した鉄筋をケレンして錆を除去する。そして、劣化部を除去したコンクリートの表面にアルカリ性の付与と密着性向上のために、珪酸リチウム等を塗布して下地処理を行う。更に、前記鉄筋の表面に水溶性防錆材を塗布した後に、薄塗用セメントモルタルで被覆防錆処理を行う。
次に、前記削り箇所に、セメントモルタルを充填する埋め戻し処理を行い、更に、劣化防止の保護層として、厚塗用セメントモルタルを塗り重ねる。そして、その劣化防止層の上に合成樹脂塗料等で上塗り仕上処理を行う。
この様な施工方法で、鉄筋コンクリートの劣化部を補修することにより、以後の鉄筋コンクリートの中性化防止と腐食を抑制することができる。
尚、前記補修方法は、一例であって、目的に応じて、水溶性防錆剤、セメント急硬材やセメント膨張材、高分子ポリマーエマルジョン、ラテックス、ＡＥ剤、減水剤、流動化剤、増粘剤、保水剤、発泡剤、起泡剤等を本発明の目的を阻害しない限り併用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、鉄筋コンクリートやコンクリート中に陰イオン交換体と多塩基酸類、アミン類の組成物に、陽イオン交換体や水溶性防錆剤を適宜に選択して混合することによって、多量の塩分を含むコンクリート中の塩素イオン、ナトリウムイオンの吸着除去及びコンクリートへの水、酸素、炭酸ガス等の侵入による中性化と鉄筋の腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無機イオン交換体によるＣｌ^-イオンの吸着曲線を示す図である。
【図２】腐食試験の概要を示す図である。
【図３】第１実施例における１２カ月後の鉄筋の腐食面積の割合を示す図である。
【図４】無機イオン交換体による塩素イオン及びナトリウムイオンの交換量とＰＨとの関係を示す図である。
【図５】陰イオン交換体、陽イオン交換体の併用によるＮａＣｌの吸着量を表す図である。
【図６】第２実施例における１２カ月後の鉄筋の腐食面積の割合を示す図である。
【図７】第３実施例における１２カ月後の鉄筋の腐食面積の割合を示す図である。
【図８】補修方法を説明するための鉄筋コンクリートの断面図である。
【符号の説明】
１容器
２モルタル
３鉄筋

Claims

コンクリート及び／又はセメントモルタル中に含有の塩素イオン、炭酸イオン、及びナトリウムイオンを捕捉可能な無機イオン交換体、並びにアミン類と塩基酸の組成物又はアミン類と多塩基酸の組成物を含有し、上記無機イオン交換体はハイドロタルサイト、ハイドロカルマイト、ハイドロタルサイト焼成物、又は含水酸化ビスマスから選ばれる陰イオン交換体と、陽イオン交換体である結晶性アンチモン酸を含有し、且つ該陰イオン交換体と該陽イオン交換体の混合比が０．３：０．７〜０．９：０．１であることを特徴とするコンクリートの劣化抑制用のセメントモルタル。
コンクリート及び／又はセメントモルタル中に含有の塩素イオン、炭酸イオン、及びナトリウムイオンを捕捉可能な無機イオン交換体、並びにアミン類と塩基酸の組成物又はアミン類と多塩基酸の組成物を含有し、上記無機イオン交換体はハイドロタルサイト、ハイドロカルマイト、ハイドロタルサイト焼成物、又は含水酸化ビスマスから選ばれる陰イオン交換体と、結晶性アンチモン酸又は含水五酸化アンチモンから選ばれる陽イオン交換体を含有し、該陰イオン交換体と該陽イオン交換体の混合比が０．３：０．７〜０．９：０．１であり、且つ上記アミン類と塩基酸の組成物又はアミン類と多塩基酸の組成物は、（１）トリエタノールアミンと蓚酸、（２）トリエタノールアミンとジエチレントリアミンと蓚酸、（３）βアミノエチルアルコールとエチルアミンと蓚酸と酒石酸、又は（４）ヒドロキシルアンモニウムと蓚酸、亜燐酸、若しくは蟻酸であることを特徴とするコンクリートの劣化抑制用のセメントモルタル。
更に水溶性防錆剤を含有する請求項１又は２記載のコンクリートの劣化抑制用のセメントモルタル。