JP4151254B2

JP4151254B2 - Reinforced concrete anticorrosion system

Info

Publication number: JP4151254B2
Application number: JP2001308872A
Authority: JP
Inventors: 勝哉戸田; 眞也池谷
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2003113484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流して、鉄筋の腐食を防止する鉄筋コンクリート防食システムとしては、従来、図４に示すようなものがあった。
【０００３】
この鉄筋コンクリート防食システム５１は、外部電源５２の陰極がコンクリート５３内の鉄筋５４に接続されている。コンクリート５３表面には陽極層として、チタンメッシュ５５が敷設されており、このチタンメッシュ５５に外部電源５２の陽極が接続されている。チタンメッシュ５５の表面には、これを保護するために、セメントモルタル或いはコンクリートオーバーレイによって、保護層５６が形成されている。
【０００４】
そして、外部電源５２によって、チタンメッシュ５５から鉄筋５４へと電流を流し、電気化学的に鉄筋を不活性状態にして、防食するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の鉄筋コンクリート防食システム５１では、陽極層としてチタンメッシュ５５を用いているため、その材料が高価であると共に、コンクリート５３表面をブラストしてチタンメッシュ５５を接合する必要があり、施工に時間がかかると共にコストアップを招いてしまうといった問題があった。さらに、チタンメッシュ５５とコンクリート５３表面との接合性があまりよくないといった問題もあった。
【０００６】
その上、コンクリート５３表面の形状が平坦ではない場合にはその施工が非常に困難であった。
【０００７】
また、陽極層の表面に保護層５６を形成する必要があるので、施工により多くの時間を要すると共に、さらなるコストアップを招いてしまうといった問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、陽極層とコンクリート表面との接合性が高く、コンクリート表面の形状に拘わらず短時間で容易に施工ができ、且つ安価な鉄筋コンクリート防食システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムにおいて、セメントに粉状のカーボンを混ぜ合わせてなる圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ ^２以上の導電性混合体を形成し、その導電性混合体を用いて上記陽極層を施工したものである。
【００１０】
上記構成によれば、比較的安価なセメントとカーボンとからなる導電性混合体を用いて陽極層を形成しているので、材料費が安価であると共に陽極層とコンクリート表面との接合性が高い。また、陽極層の吹付け或いは左官による施工が可能となるので、コンクリート表面が平面状でなくても短時間で且つ容易に施工でき、さらに、陽極層表面の保護層が不要となるので、その分、施工費用の低減が図れる。
【００１１】
そして、上記導電性混合体のカーボン混入率が、２５％から５０％の範囲内であるものが好ましい。
【００１２】
また、鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムにおいて、セメントに粉状のカーボンを混ぜ合わせてなる導電性混合体を形成するセメントの平均粒径が、カーボンの平均粒径の２〜４倍の範囲内であり、その導電性混合体を用いて上記陽極層を施工してもよい。
【００１３】
さらに、上記導電性混合体が、セメントが平均粒径１３μｍで、カーボンが平均粒径４μｍのものが用いられて形成されたものが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は本発明に係る鉄筋コンクリート防食システムの好適な実施の形態を示した概略図、図２はセメントとカーボンの混合状態を示した図である。
【００１６】
図１に示すように、鉄筋コンクリート防食システム１は、鉄筋コンクリート内に電流を流す外部電源２を備えている。この外部電源２は、直流電源或いは交流を整流する電源が用いられる。外部電源には、電流計９が設けられており、電流を調整できるようになっている。
【００１７】
外部電源２の陰極は、コンクリート３内に配設されている鋼材である鉄筋４に接続されている。鉄筋４はコンクリート３内で格子状に組まれており、陰極と鉄筋４とを結ぶ導線５は、鉄筋４の配筋時に鉄筋４に所定ピッチで予め接続されており、その周囲にコンクリート３を打設するようになっている。
【００１８】
ところで、本発明は、外部電源２の陽極に接続される陽極層６を、セメント１１に粉状のカーボン１２を混ぜ合わせた導電性混合体（図２参照）１４を用いて形成したことを特徴とする。
【００１９】
本実施の形態においては、上述の導電性混合体１４は、そのカーボン混入率が３０％（セメントとカーボンとの重量比率７０：３０）となるように混ぜ合わされて構成されている。
【００２０】
また、セメント１１は平均粒径１３μｍのものが用いられ、カーボン１２は平均粒径４μｍのものが用いられて形成されている。これによって、セメント１１とカーボン１２は、図２に示すように混ぜ合わされており、セメント１１の周囲に配列されたカーボン１２を介して電流が流れるようになっている。
【００２１】
なお、セメント１１及びカーボン１２の平均粒径は、上記数値に限られるものではなく、セメント１１の平均粒径が、カーボン１２の平均粒径の２〜４倍の範囲内であればよい。
【００２２】
陽極層６は、導電性混合体１４に水を混ぜ合わせて、導電性ペーストを形成し、この導電性ペーストを吹付け或いは左官作業にて、コンクリート表面７に形成された導電性ペースト層８にて構成されている。
【００２３】
この導電性ペースト層８は、略０．５〜１．０ｍｍの厚さに形成されている。
【００２４】
次に、図３の導電性混合体の圧縮強度及び抵抗率を示したグラフを用いて、セメント１１とカーボン１２との混合比率の最適条件について説明する。
【００２５】
導電性混合体１４の圧縮強度及び抵抗率を測定するに当たって、カーボン混入率を変えて複数の導電性混合体１４を形成し、水と混合体１４の比率を５０％として試験体を形成し、養生期間７日として測定を行った。
【００２６】
カーボン混入率０％の試験体では、電気の抵抗率が２９９２Ωｍで、圧縮強度が９．７８Ｎ／ｍｍ² （ＭＰａ）であった。以下、カーボン混入率１０％の試験体では、抵抗率が２１．３６Ωｍ、カーボン混入率３０％の試験体では、抵抗率が０．６１７Ωｍで、圧縮強度が２．９３Ｎ／ｍｍ² 、カーボン混入率５０％の試験体では、抵抗率が０．７８Ωｍといった結果が得られた。カーボン混入率９０％の試験体では、抵抗率が０．４４Ωｍで、圧縮強度については、養生７日間では、固まらず強度測定ができる状態にはならなかった。
【００２７】
以上の結果より、カーボン混入率が高くなれば、抵抗率が低下するために電極としての機能が高まるが、部材強度が低下してしまうことが判った。
【００２８】
導電性混合体１４で陽極層６を形成するためには、抵抗率が３Ωｍ以下で、圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ² といった性能が条件となるが、上記抵抗率及び圧縮強度の各測定点を適宜結んで、上記条件に照らし合わせると、カーボン混入率が２５〜５０％の導電性混合体が条件に適合することが判った。
【００２９】
その中でも、カーボン混入率３０％の導電性混合体１４が、抵抗率が０．６１７Ωｍで、圧縮強度が２．９３Ｎ／ｍｍ² であり、上記各条件を十分に満たしており、抵抗率と強度との調和を図ることができるので最適であると考えられる。
【００３０】
なお、導電性混合体は、コンクリートの施工条件に合わせて、例えば、抵抗率が重視される場合はカーボン混入率を高くし、圧縮強度を必要とする場合はカーボン混入率を低くすればよい。
【００３１】
次に、上記構成の鉄筋コンクリート防食システム１の作用を説明する。
【００３２】
この鉄筋コンクリート防食システム１においては、外部電源２によって陽極層６である導電性ペースト層８から陰極である鉄筋４へと直流電流を流すことによって、鉄筋４は電気化学的に不活性状態となり腐食の発生を防止できる。さらに、鉄筋４の周囲のコンクリート３の内部の塩化物イオンを除去できるので、コンクリートの塩害も防止できる。
【００３３】
係る鉄筋コンクリート防食システム１によれば、比較的安価なセメント１１とカーボン１２とを混ぜ合わせてなる導電性混合体１４を用いて陽極層６となる導電性ペースト層８を形成しているので、従来の陽極層に用いられていたチタン等の高価な材質を用いることなく、材料費用の低減が達成される。
【００３４】
また、セメント１１が硬化体であるため、導電性ペースト層８とコンクリート表面７との接合性が非常に高く、陽極層６の剥離接等を防止できると共に、その表面強度が高くなり、従来のように、陽極層６の表面に保護層を形成する必要がない。
【００３５】
さらに、導電性ペースト層８は、吹付け或いは左官による施工が可能となるので、コンクリート表面７が、平らでなく凹凸がある場合であっても、その施工が短時間で且つ容易に行うことができ、工期及び施工費用の低減が図れる。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、陽極層６は導電性ペースト層８にて構成されているが、これに限られるものではなく、導電性混合体１４に水と砂を混ぜ合わせた導電性モルタルであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、比較的安価なセメントとカーボンとからなる導電性混合体を用いて陽極層を形成しているので、材料費が安価であると共に陽極層とコンクリート表面との接合性が高いといった優れた効果を発揮する。また、陽極層の吹付け或いは左官による施工が可能となるので、コンクリート表面が平面状でなくても短時間で且つ容易に施工でき、さらに、陽極層表面の保護層が不要となるので、その分、施工費用の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄筋コンクリート防食システムの好適な実施の形態を示した概略図である。
【図２】セメントとカーボンの混合状態を示した図である。
【図３】導電性混合体の圧縮強度及び抵抗率を示したグラフである。
【図４】従来の鉄筋コンクリート防食システムを示した一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１鉄筋コンクリート防食システム
３コンクリート
４鉄筋
６陽極層
７コンクリート表面
１１セメント
１２カーボン
１４導電性混合体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reinforced concrete anticorrosion system in which a reinforced concrete in a reinforced concrete is used as a cathode and an anode layer is formed on the surface of the reinforced concrete to flow current.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 4, there is a reinforced concrete anticorrosion system that prevents corrosion of a reinforcing bar by using a reinforcing bar in the reinforced concrete as a cathode and forming an anode layer on the surface of the reinforced concrete to flow an electric current.
[0003]
In this reinforced concrete anticorrosion system 51, the cathode of the external power source 52 is connected to the reinforcing bar 54 in the concrete 53. A titanium mesh 55 is laid as an anode layer on the surface of the concrete 53, and the anode of the external power source 52 is connected to the titanium mesh 55. In order to protect the titanium mesh 55, a protective layer 56 is formed by cement mortar or concrete overlay.
[0004]
An electric current is passed from the titanium mesh 55 to the reinforcing bar 54 by the external power source 52 to electrochemically inactivate the reinforcing bar and prevent corrosion.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned reinforced concrete anticorrosion system 51, since the titanium mesh 55 is used as the anode layer, the material is expensive and the surface of the concrete 53 needs to be blasted to join the titanium mesh 55. There is a problem that it increases costs and increases costs. Further, there is a problem that the bonding property between the titanium mesh 55 and the concrete 53 surface is not so good.
[0006]
In addition, when the shape of the concrete 53 surface is not flat, the construction was very difficult.
[0007]
Further, since it is necessary to form the protective layer 56 on the surface of the anode layer, there is a problem that it takes much time for the construction and further increases the cost.
[0008]
Therefore, the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to have a high bondability between the anode layer and the concrete surface, and it can be easily applied in a short time regardless of the shape of the concrete surface. An object of the present invention is to provide an inexpensive and reinforced concrete anticorrosion system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a compressive strength obtained by mixing powdered carbon with cement in a reinforced concrete anticorrosion system in which a reinforcing steel in a reinforced concrete is used as a cathode and an anode layer is formed on the surface of the reinforced concrete to flow current. Formed a conductive mixture of 1 N / mm ² or more, and the anode layer was applied using the conductive mixture.
[0010]
According to the above configuration, since the anode layer is formed using a conductive mixture made of relatively inexpensive cement and carbon, the material cost is low and the bondability between the anode layer and the concrete surface is high. . In addition, since the anode layer can be sprayed or installed by the plasterer, even if the concrete surface is not flat, it can be easily applied in a short time, and further, a protective layer on the anode layer surface is not required. The construction cost can be reduced.
[0011]
And what the carbon mixing rate of the said electrically conductive mixture exists in the range of 25% to 50% is preferable.
[0012]
The average particle size of cement that forms a conductive mixture in which reinforced concrete is mixed with powdered carbon in a reinforced concrete anticorrosion system in which reinforced concrete is used as a cathode and an anode layer is formed on the surface of the reinforced concrete to flow current. However, it is in the range of 2 to 4 times the average particle size of carbon, and the anode layer may be applied using the conductive mixture.
[0013]
Further, it is preferable that the conductive mixture is formed by using a cement having an average particle diameter of 13 μm and a carbon having an average particle diameter of 4 μm.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of a reinforced concrete anticorrosion system according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing a mixed state of cement and carbon.
[0016]
As shown in FIG. 1, the reinforced concrete anticorrosion system 1 includes an external power source 2 that allows current to flow in the reinforced concrete. The external power source 2 is a DC power source or a power source that rectifies AC. The external power source is provided with an ammeter 9 so that the current can be adjusted.
[0017]
The cathode of the external power source 2 is connected to a reinforcing bar 4 that is a steel material disposed in the concrete 3. The reinforcing bars 4 are assembled in a lattice pattern in the concrete 3, and the conductive wires 5 connecting the cathode and the reinforcing bars 4 are connected in advance to the reinforcing bars 4 at a predetermined pitch when the reinforcing bars 4 are arranged, and the concrete 3 is surrounded around the reinforcing bars 4. It is designed to cast.
[0018]
By the way, the present invention is characterized in that the anode layer 6 connected to the anode of the external power source 2 is formed using a conductive mixture (see FIG. 2) 14 in which powdery carbon 12 is mixed with cement 11. And
[0019]
In the present embodiment, the above-described conductive mixture 14 is configured to be mixed so that the carbon mixing ratio is 30% (weight ratio of cement and carbon is 70:30).
[0020]
The cement 11 has an average particle diameter of 13 μm, and the carbon 12 has an average particle diameter of 4 μm. Accordingly, the cement 11 and the carbon 12 are mixed as shown in FIG. 2, and an electric current flows through the carbon 12 arranged around the cement 11.
[0021]
The average particle size of the cement 11 and the carbon 12 is not limited to the above numerical values, and the average particle size of the cement 11 may be in the range of 2 to 4 times the average particle size of the carbon 12.
[0022]
The anode layer 6 is formed by mixing water with the conductive mixture 14 to form a conductive paste, and spraying or plastering this conductive paste onto the conductive paste layer 8 formed on the concrete surface 7. Configured.
[0023]
The conductive paste layer 8 is formed to a thickness of about 0.5 to 1.0 mm.
[0024]
Next, the optimum conditions for the mixing ratio of cement 11 and carbon 12 will be described using a graph showing the compressive strength and resistivity of the conductive mixture in FIG.
[0025]
In measuring the compressive strength and resistivity of the conductive mixture 14, a plurality of conductive mixtures 14 are formed by changing the carbon mixing rate, and a test body is formed with a ratio of water to the mixture 14 of 50%. Measurement was carried out with a curing period of 7 days.
[0026]
The test piece having a carbon contamination rate of 0% had an electrical resistivity of 2992 Ωm and a compressive strength of 9.78 N / mm ² (MPa). Hereinafter, in the specimen with a carbon contamination rate of 10%, the resistivity is 21.36 Ωm, and for the specimen with a carbon contamination rate of 30%, the resistivity is 0.617 Ωm, the compressive strength is 2.93 N / mm ² , and the carbon contamination rate. With a 50% specimen, a result of a resistivity of 0.78 Ωm was obtained. In the specimen with a carbon contamination rate of 90%, the resistivity was 0.44 Ωm, and the compressive strength did not solidify after 7 days of curing and could not be measured.
[0027]
From the above results, it has been found that if the carbon mixing rate increases, the resistivity decreases, so that the function as an electrode increases, but the member strength decreases.
[0028]
In order to form the anode layer 6 with the conductive mixture 14, the conditions are that the resistivity is 3 Ωm or less and the compressive strength is 1 N / mm ^2. In conclusion, in light of the above conditions, it was found that a conductive mixture having a carbon mixing ratio of 25 to 50% meets the conditions.
[0029]
Among them, the conductive mixture 14 with a carbon mixing rate of 30% has a resistivity of 0.617 Ωm and a compressive strength of 2.93 N / mm ² , sufficiently satisfying each of the above conditions. It is considered optimal because it can be harmonized with.
[0030]
In addition, what is necessary is just to raise a carbon mixing rate for a conductive mixture, for example, when a resistivity is regarded as important, and when a compressive strength is required, according to the concrete construction conditions.
[0031]
Next, the operation of the reinforced concrete anticorrosion system 1 having the above configuration will be described.
[0032]
In this reinforced concrete anticorrosion system 1, by applying a direct current from the conductive paste layer 8 as the anode layer 6 to the reinforcing bar 4 as the cathode by the external power source 2, the reinforcing bar 4 becomes electrochemically inactive and is corroded. Occurrence can be prevented. Furthermore, since chloride ions inside the concrete 3 around the reinforcing bars 4 can be removed, salt damage to the concrete can also be prevented.
[0033]
According to the reinforced concrete anticorrosion system 1, the conductive paste layer 8 that becomes the anode layer 6 is formed using the conductive mixture 14 obtained by mixing the relatively inexpensive cement 11 and the carbon 12. The material cost can be reduced without using an expensive material such as titanium used for the anode layer.
[0034]
In addition, since the cement 11 is a hardened body, the bonding property between the conductive paste layer 8 and the concrete surface 7 is very high, the peeling contact of the anode layer 6 and the like can be prevented, and the surface strength is increased. Thus, it is not necessary to form a protective layer on the surface of the anode layer 6.
[0035]
Furthermore, since the conductive paste layer 8 can be applied by spraying or plastering, even if the concrete surface 7 is not flat and has irregularities, the application can be performed in a short time and easily. The construction period and construction costs can be reduced.
[0036]
In the above embodiment, the anode layer 6 is composed of the conductive paste layer 8. However, the present invention is not limited to this, and a conductive mortar in which water and sand are mixed with the conductive mixture 14. There may be.
[0037]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, since the anode layer is formed using a conductive mixture composed of relatively inexpensive cement and carbon, the material cost is low and the bondability between the anode layer and the concrete surface is low. Excellent effect such as high. In addition, since the anode layer can be sprayed or installed by the plasterer, the concrete surface can be easily constructed in a short time even if the concrete surface is not flat, and a protective layer on the anode layer surface is not required. The construction cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of a reinforced concrete anticorrosion system according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a mixed state of cement and carbon.
FIG. 3 is a graph showing compressive strength and resistivity of a conductive mixture.
FIG. 4 is a partially broken perspective view showing a conventional reinforced concrete anticorrosion system.
[Explanation of symbols]
1 Reinforced Concrete Corrosion Protection System 3 Concrete 4 Reinforcing Bar 6 Anode Layer 7 Concrete Surface 11 Cement 12 Carbon 14 Conductive Mixture

Claims

In a reinforced concrete anticorrosion system in which the reinforcing steel in the reinforced concrete is used as a cathode and an anode layer is formed on the surface of the reinforced concrete to flow current, an electrically conductive mixture with a compressive strength of 1 N / mm ² or more obtained by mixing powdered carbon with cement. A reinforced concrete anticorrosion system, wherein the anode layer is formed using the conductive mixture.

The reinforced concrete anticorrosion system according to claim 1, wherein a carbon mixing ratio of the conductive mixture is in a range of 25% to 50%.

In the reinforced concrete anticorrosion system in which the reinforcing steel in the reinforced concrete is used as the cathode and the anode layer is formed on the surface of the reinforced concrete and current flows , the average particle size of the cement forming the conductive mixture formed by mixing the powdered carbon with the cement is Reinforced anticorrosive system characterized in that it was constructed with the anode layer with an average particle 2-4 fold range der of the diameter is, the conductive mixture of carbon.

The reinforced concrete anticorrosion system according to claim 3, wherein a carbon mixing ratio of the conductive mixture is in a range of 25% to 50%.

The reinforced concrete anticorrosion system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the conductive mixture is formed using cement having an average particle size of 13 µm and carbon having an average particle size of 4 µm.