JP4994601B2 - 防錆剤組成物およびその防錆処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、防錆剤組成物およびその防錆処理方法、特に、コンクリート構造物の断面修復工法において補修モルタルを打ち継ぐ場合、露出した鉄筋等の鋼材の発錆を防止するための防錆剤組成物およびその防錆処理方法に関する。

コンクリート構造物の補修工事では、劣化した部分を除去し、新たに補修モルタルを打ち継ぐ断面修復工事が行われている。
その際、露出した鉄筋等の鋼材の発錆を防止することを目的に防錆処理が行われている。

従来の防錆剤は、無機系では、亜硝酸塩、クロム酸塩、ケイ酸塩、及びリン酸塩等があり、有機系では、有機リン酸エステル、エステル塩、有機酸類、スルホン酸類、アミン類、アルキルフェノール類、メルカプタン類、及びニトロ化合物等が知られている（非特許文献１参照）。

断面修復工法を行う場合は、亜硝酸塩系防錆剤を多く使用しており、直接鉄筋に塗布したり、ポリマーエマルジョンと混合したものを塗布したり、セメントのような水硬性物質と混合して塗布したりして使用されている。
セメント類と混合して使用する場合は、亜硝酸塩を長期間鉄筋表面に保持することと、塩化物イオンや酸素の透過性を低減させてより防錆効果を維持することを目的にセメント混和用ポリマーを配合したものを塗布している場合がある。

一方、導電性ポリマーは、電池、コンデンサー、塗料、帯電防止材、有機ＥＬ発光材料、電磁波シールド、及び印刷基盤等の電気・電子分野の用途で使用されているが、セメントコンクリート分野では使用されていない。

「IX 防錆剤」、コンクリート混和剤の開発技術、pp119〜134、シーエムシー出版、2000年

断面修復工法で多く用いられる亜硝酸塩系防錆剤は、そのまま鉄筋に塗布できるが、塗布して直ぐに断面修復しないと錆が発生することがあった。
また、セメントとセメント混和用ポリマーとを配合したものは塗布して直ぐに断面修復しなくても鉄筋に錆が発生しにくい点で好ましいが、噴霧や塗布の過程において、鉄筋以外の下地コンクリートにもどうしても付着してしまい、そのまま導電性モルタルで断面修復を行うと、付着した部分の導電性が悪くなり、未補修部分の鉄筋腐食を起こしやすくなる。

本発明者は、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、導電性ポリマーを含有する防錆剤組成物を使用することで、下地コンクリートに付着しても、未補修部分の鉄筋腐食が起きにくい防錆処理方法を完成するに至った。

本発明は、亜硝酸塩と導電性ポリマーとを含有してなり、導電性ポリマーが亜硝酸塩100部に対して、0.1〜20部である、抵抗率が３５０ＫΩ・ｃｍ以下である防錆剤組成物であり、さらに、セメントを含有してなる該防錆剤組成物であり、さらに、セメント混和用ポリマーを含有してなる該防錆剤組成物であり、該防錆剤組成物を用いる防錆処理方法である。

本発明の防錆剤組成物は優れた導電性を示し、それを用いて防錆処理を行うことで、未補修部分の鉄筋腐食を起きにくくすることが可能となる。

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。

本発明で使用する亜硝酸塩とは、防錆効果を付与する物質であり、例えば、亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸カルシウム、亜硝酸マグネシウム、及び亜硝酸バリウムが挙げられ、これらのうち、価格や、アルカリ骨材反応に対して影響のない亜硝酸リチウムや亜硝酸カルシウムの使用が好ましい。

本発明で使用する導電性ポリマーとは、ポリピロール類、ポリアニリン類、ポリチオフェン類、及びポリチエニレンビニレン類等のヘテロ原子含有導電性ポリマーや、ポリアセチレン類、ポリアズレン類、ポリフェニレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリアセン類、ポリフェニルアセチレン類、及びポリジアセチレン類等の炭化水素系導電性ポリマーが挙げられる。これらの導電性ポリマーは、粉末状や水を分散させたディスパージョンのいずれでも使用可能である。これらのうち、比較的高い導電性を示すポリチオフェン類の使用が好ましい。
導電性ポリマーの使用量は、亜硝酸塩100部に対して、0.1〜20部が好ましく、0.5〜10部がより好ましい。0.1部未満ではモルタルに導電性を付与することが難しい場合があり、20部を超えるとモルタルの強度が低下する場合がある。

本発明で使用するセメントとしては特に限定されるものではないが、JIS R 5210に規定されている各種ポルトランドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、及びJIS R 5213に規定されている各種混合セメント、並びに、JISに規定された以上の混和材混入率で製造した高炉セメント、フライアッシュセメント、又はシリカセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメントからなる群より選ばれる一種又は二種以上が挙げられる。
セメントの使用量は、亜硝酸塩100部に対して、80〜400部が好ましく、150〜300部がより好ましい。80部未満では塗布してから錆が発生するまでの時間が短い場合があり、400部を超えると塗りにくくなる場合がある。

本発明で使用するセメント混和用のポリマー（以下、セメントポリマーという）とは、JIS A 6203で規定されており、従来よりセメント混和用として、一般的に使用されてきたポリマーであり、中性化、塩害、及び凍害等の耐久性を向上させる目的で使用するものである。例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び天然ゴムなどのゴムラテックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体等の合成樹脂エマルジョン、並びに、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂に代表される液状ポリマーなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上の混合物も使用可能である。
セメントポリマーの使用量は、亜硝酸塩100部に対して、２〜50部が好ましく、５〜30部がより好ましい。２部未満ではセメントと併用した場合の塩化物イオンなどの遮蔽効果が小さい場合があり、50部を超えると導電性が低下する場合がある。

本発明では、防錆剤組成物に、電子供与剤を併用することは、さらに導電性を向上させることができるので好ましい。
電子供与剤としては、塩素、臭素、ヨウ素、これらの化合物等のハロゲン類、五フッ化リン、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモンなどのルイス酸が挙げられる。

本発明の防錆剤組成物には、セメント以外の水硬性物質であるアルカリにより刺激され硬化するポゾラン物質、急硬性を付与することができるカルシウムアルミネート類、これらの混合物を導電性に悪影響を与えない範囲で併用可能である。

さらに、砂を適度に混合してモルタルとした防錆剤組成物として使用することも可能である。

また、本発明の防錆剤組成物には品質に悪影響を与えない範囲で、カーボンブラック、界面活性剤、繊維類、増粘剤、粘土鉱物、凝結促進剤、凝結遅延剤、防水剤、及び抗菌剤等の各種添加剤を併用することが可能である。

本発明の防錆剤組成物の施工方法は特に限定されるものではないが、例えば、噴霧機を用い鉄筋に吹き付けてもよく、刷毛で塗りつけてもよい。

実験例１
亜硝酸水溶液の固形分100部に対して、表２に示す導電性ポリマーを配合して防錆剤組成物を調製し、温度20℃、湿度80％で気中養生した材齢28日後のJIS R 5201に規定されている、縦40mm×横40mm×厚さ10mmのJISモルタル板に、刷毛で概ね塗布量が150g/m²となるように塗布し、抵抗値と、鉄筋に塗布したときの発錆するまでの時間とを確認した。結果を表１に併記する。

＜使用材料＞
亜硝酸塩水溶液：亜硝酸リチウム水溶液、固形分25％、市販品
導電性ポリマーＡ：ポリエチレンオキシジオキシチオフェン水分散液、固形分1.2％、市販品
導電性ポリマーＢ：ポリピロール、市販品

＜測定方法＞
抵抗率 ：導電性試験、縦40mm×横40mm×厚さ10mmのJISモルタル板に、刷毛で概ね塗布量が150g/m2となるように塗布した後、塗布面とそうでない面にアルミニウム製の電極を設置し、インピーダンス測定装置を用いて抵抗率を、抵抗率(Ω・cm)＝（抵抗×電極面積）／電極間距離の式から算出
発錆するまでの時間：Ｄ１６の鉄筋に防錆剤組成物を塗布し、20℃、100％の恒温高湿室に放置し、錆が発生する時間を観察

実験例２
セメント250部、亜硝酸塩水溶液の固形分100部、及び亜硝酸塩水溶液の固形分100部に対して、表２に示す導電性ポリマーを配合して防錆剤組成物を調製し、抵抗率と防錆性とを確認した。結果を表２に併記する。

＜使用材料＞
セメント ：普通ポルトランドセメント、市販品

＜試験方法＞
防錆性 ：JHS-415に準拠し防錆性試験を実施

実験例３
亜硝酸塩水溶液の固形分100部に対して、導電性ポリマーＡ0.5部と表３に示すセメントとを配合して防錆剤組成物を調製し、発錆するまでの時間、抵抗率、及び防錆性の確認を行った。結果を表３に併記する。

実験例４
セメント250部、亜硝酸塩水溶液の固形分100部に対して、導電性ポリマーＡ0.6部と表４に示すセメントポリマーとを配合し、防錆剤組成物を調製して抵抗率を確認した。結果を表４に併記する。

＜使用材料＞
セメントポリマー：エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、固形分45％、市販品

実験例５
亜硝酸塩水溶液の固形分100部に対して、導電性ポリマーＡ0.5部、セメント250部、及び表５に示すセメントポリマーを配合して防錆剤組成物を調製し、塩化物イオン浸透深さ、抵抗率、及び防錆性を確認した。結果を表５に併記する。

＜測定方法＞
塩化物イオン浸透深さ：遮塩性、JIS A 1171に準拠

Claims (4)

1. 亜硝酸塩と導電性ポリマーとを含有してなり、導電性ポリマーが亜硝酸塩100部に対して、0.1〜20部である、抵抗率が３５０ＫΩ・ｃｍ以下である防錆剤組成物。
2. さらに、セメントを含有してなる請求項１に記載の防錆剤組成物。
3. さらに、セメント混和用ポリマーを含有してなる請求項１又は請求項２に記載の防錆剤組成物。
4. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の防錆剤組成物を用いる防錆処理方法。