JP6969056B2 - 脱塩システム及び脱塩工法 - Google Patents
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Description
従来の脱塩システム及び脱塩工法は、通電に伴う陽極における塩素ガスの発生を抑制するため、電解質溶液として、水酸化リチウム等を溶解した高アルカリ性の水溶液を用いている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安全かつ低コストで実現可能な脱塩システム及び脱塩工法を提供することを目的とする。
(1)本発明の脱塩システムは、コンクリートの内部に埋設された金属製の補強筋を陰極とし、前記コンクリートの表面に設置された電解質溶液内の陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加する補強コンクリートの脱塩システムであって、前記陰極と前記陽極との間に、塩素抑制手段を介在させる。
(2)上記(1)の構成において、前記塩素抑制手段は、陽イオン交換樹脂である。
(3)上記(2)の構成において、前記陽イオン交換樹脂は、膜状の陽イオン交換膜である。
(4)上記(2)又は(3)の構成において、前記陽イオン交換樹脂は、陽極に、陽極を埋設するように設けられる。
(5)上記(2)から(4)のいずれかの構成において、前記陽イオン交換樹脂は、前記電解質溶液を保持可能な多孔質体に含有されている。
(6)上記(5)の構成において、前記多孔質体は、連続気泡発泡体である。
(7)上記(1)から(6)のいずれかの構成において、前記電解質溶液は、水である。
(8)本発明の脱塩工法は、コンクリートの内部に埋設された金属製の補強筋を陰極とし、前記コンクリートの表面に設置された電解質溶液内の陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加する補強コンクリートの脱塩工法であって、前記コンクリートの表面を第1保水性多孔質体で覆うステップと、前記第1保水性多孔質体の表面を、互いに離間して間隙を有した状態で、前記陽極が埋設され、陽イオン交換樹脂を含有する複数の第2保水性多孔質体で覆うステップと、前記第1保水性多孔質体、前記陽イオン交換樹脂及び前記第2保水性多孔質体を前記コンクリートに対して支持する支持具を設置するステップと、前記第1保水性多孔質体及び前記第2保水性多孔質体に前記電解質溶液を浸透させるステップと、前記陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加するステップと、を含む。
(9)本発明の脱塩工法は、コンクリートの内部に埋設された金属製の補強筋を陰極とし、前記コンクリートの表面に設置された電解質溶液内の陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加する補強コンクリートの脱塩工法であって、前記コンクリートの表面を第3保水性多孔質体で覆うステップと、前記第3保水性多孔質体の表面を、互いに離間して間隙を有した状態で、複数の陽イオン交換膜で覆うステップと、前記陽イオン交換膜を前記第3保水性多孔質体との間で挟むようにして、前記陽極が埋設された第4保水性多孔質体を設置するステップと、前記第3保水性多孔質体、前記陽イオン交換膜及び前記第4保水性多孔質体を前記コンクリートに対して支持する支持具を設置するステップと、前記第3保水性多孔質体及び前記第4保水性多孔質体に前記電解質溶液を浸透させるステップと、前記陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加するステップと、を含む。
(10)上記(8)又は(9)の構成において、前記支持具は前記コンクリートの表面に対して前記陽極の位置を保持するスペーサを備え、前記スペーサは、前記間隙に設置される。
以下、図面を参照して本発明を実施するための第1の形態(以下、第1実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。
図2は、図1におけるA部詳細図であり、第1実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する詳細断面図である。
具体的には、図2に示すように、支持具80は、コンクリート10の表面に対して垂直に配置され、支持フレーム85に対して位置調整自在にするための雄ねじを外周に有する支持棒82と、支持棒82の雄ねじに対して位置調整自在に螺合される支圧版84と、支圧版84と多孔質体60との間に介在して多孔質体60を押圧する絶縁性のゴム板83と、支持棒82に対して位置調整自在に取り付けられる支持フレーム85と、を備える。そして、橋桁100に対して支持された支持フレーム85には、支圧版84からの反力が支持棒82を介して伝達される。
なお、支持具80は、陰極20と陽極40との間で短絡しないように、絶縁されていることが好ましい。
よって、電解質溶液30として高アルカリ性の水溶液を用いず、例えば、水道水や井戸水を用いたとしても、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させることにより、コンクリート10の内部から塩化物イオンを除去できるとともに、陽極40での塩素の発生を抑制できる。
次に、第2実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する。
図3は、図1におけるA部詳細図に対応するものであり、第2実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する詳細図である。
図3に示すように、第2実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法は、第1実施形態と同様に、橋桁100のコンクリート10の内部に埋設された金属製の補強筋(鉄筋やPC鋼材等)を陰極20とし、コンクリート10の表面に設置された電解質溶液30内の陽極40と陰極20との間に、直流電源DCにより直流電圧を印加するものであり、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させるものである。
具体的には、陽イオン交換膜51は、例えば、ネオセプタ(登録商標)等の強酸性型の高破断強度及び耐アルカリ性を有するものである。
このように、陽イオン交換樹脂50を膜状の陽イオン交換膜51とすることで、取り扱いが容易となるとともに、自重を軽くでき、陽イオン交換膜51を支持する支持具80(不図示)を簡素化できる。
よって、電解質溶液30として高アルカリ性の水溶液を用いず、例えば、水道水や井戸水を用いたとしても、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換膜51を介在させることにより、コンクリート10の内部から塩化物イオンを除去できるとともに、陽極40での塩素の発生を抑制できる。
次に、第3実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する。
図4は、図1におけるA部詳細図に対応するものであり、第3実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する詳細図である。
図4に示すように、第3実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法は、第1実施形態及び第2実施形態と同様に、橋桁100のコンクリート10の内部に埋設された金属製の補強筋(鉄筋やPC鋼材等)を陰極20とし、コンクリート10の表面に設置された電解質溶液30内の陽極40と陰極20との間に、直流電源DCにより直流電圧を印加するものであり、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させるものである。
多孔質体60は、連続気泡発泡体であってよく、例えば、アクアフォーム(登録商標)等のフェノール硬質発泡樹脂板やセルローススポンジでよい。
よって、電解質溶液30として高アルカリ性の水溶液を用いず、例えば、水道水や井戸水を用いたとしても、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させることにより、コンクリート10の内部から塩化物イオンを除去できるとともに、陽極40での塩素の発生を抑制できる。
次に、第4実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する。
図5は、図1におけるA部詳細図に対応するものであり、第4実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する詳細図である。
図5に示すように、第4実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法は、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態と同様に、橋桁100のコンクリート10の内部に埋設された金属製の補強筋(鉄筋やPC鋼材等)を陰極20とし、コンクリート10の表面に設置された電解質溶液30内の陽極40と陰極20との間に、直流電源DCにより直流電圧を印加するものであり、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させるものである。
このように、支持具80は、電解質溶液30を保持した第1保水性多孔質体61と、陽イオン交換樹脂50を含有し、電解質溶液30及び陽極40を保持した第2保水性多孔質体62とを、コンクリート10に対して支持する。
(1)まず、コンクリート10の表面を第1保水性多孔質体61で覆う(ステップA1)。
(2)次に、第1保水性多孔質体61の表面を、互いに離間して間隙を有した状態で、陽極40が埋設され、陽イオン交換樹脂50を含有する複数の第2保水性多孔質体62で密着させるようにして覆う(ステップA2)。
(3)第1保水性多孔質体61及び第2保水性多孔質体62をコンクリート10に対して支持する支持具80を設置する(ステップA3)。
(4)第1保水性多孔質体61及び第2保水性多孔質体62に電解質溶液30を浸透させる(ステップA4)。
(5)陽極40と陰極20との間に直流電圧を印加する(ステップA5)。
よって、電解質溶液30として高アルカリ性の水溶液を用いず、例えば、水道水や井戸水を用いたとしても、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させることにより、コンクリート10の内部から塩化物イオンを除去できるとともに、陽極40での塩素の発生を抑制できる。
次に、第5実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する。
図6は、図1におけるA部詳細図に対応するものであり、第5実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法を説明する詳細図である。
図6に示すように、第5実施形態に係る脱塩システム200及び脱塩工法は、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態と同様に、橋桁100のコンクリート10の内部に埋設された金属製の補強筋(鉄筋やPC鋼材等)を陰極20とし、コンクリート10の表面に設置された電解質溶液30内の陽極40と陰極20との間に、直流電源DCにより直流電圧を印加するものであり、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換樹脂50を介在させるものである。
また、支持具80は、コンクリート10に接着固定される接着体86aを先端に有する樹脂ロッド86と、樹脂ロッド86を貫通し、第2保水性多孔質体62を押圧する支持版87と、支持版87の位置を調整自在に樹脂ロッド86に螺合されるナット88と、を備える。
(1)まず、コンクリート10の表面を第3保水性多孔質体63で覆う(ステップB1)。
(2)次に、第3保水性多孔質体63の表面を、互いに離間して間隙を有した状態で複数の陽イオン交換膜51で覆う(ステップB2)。
(3)陽イオン交換膜51を第3保水性多孔質体63との間で挟むようにして、陽極40が埋設された第4保水性多孔質体64を設置する(ステップB3)。
(4)第3保水性多孔質体63、陽イオン交換膜51及び第4保水性多孔質体64をコンクリート10に対して支持する支持具80を設置する(ステップB4)。
(5)第3保水性多孔質体63及び第4保水性多孔質体64に電解質溶液30を浸透させる(ステップB5)。
(6)陽極40と陰極20との間に直流電圧を印加する(ステップB6)。
よって、電解質溶液30として高アルカリ性の水溶液を用いず、例えば、水道水や井戸水を用いたとしても、陰極20と陽極40との間に陽イオン交換膜51を介在させることにより、コンクリート10の内部から塩化物イオンを除去できるとともに、陽極40での塩素の発生を抑制できる。
20 陰極
30 電解質溶液
40 陽極
50 陽イオン交換樹脂(塩素抑制手段)
51 陽イオン交換膜
60 多孔質体
61 第1保水性多孔質体
62 第2保水性多孔質体
63 第3保水性多孔質体
64 第4保水性多孔質体
80 支持具
81 容器
82 支持棒
83 ゴム板
84 支圧版
85 支持フレーム
85b ブラケット
85h 横材
85j 取り付け位置
85v 竪材
85v 両竪材
86 樹脂ロッド
86a 接着体
87 支持版
88 ナット
90 スペーサ
100 橋桁
200 脱塩システム
DC 直流電源
Claims (8)
- コンクリートの内部に埋設された金属製の補強筋を陰極とし、前記コンクリートの表面に設置された電解質溶液内の陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加する補強コンクリートの脱塩システムであって、
前記電解質溶液は水であり、
前記陰極と前記陽極との間に陽イオン交換樹脂を介在させる
ことを特徴とする補強コンクリートの脱塩システム。 - 前記陽イオン交換樹脂は、膜状の陽イオン交換膜である
ことを特徴とする請求項1に記載の補強コンクリートの脱塩システム。 - 前記陽イオン交換樹脂は、陽極に、陽極を埋設するように設けられる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の補強コンクリートの脱塩システム。 - 前記陽イオン交換樹脂は、前記電解質溶液を保持可能な多孔質体に含有されている
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の補強コンクリートの脱塩システム。 - 前記多孔質体は、連続気泡発泡体である
ことを特徴とする請求項4に記載の補強コンクリートの脱塩システム。 - コンクリートの内部に埋設された金属製の補強筋を陰極とし、前記コンクリートの表面に設置された電解質溶液内の陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加する補強コンクリートの脱塩工法であって、
前記コンクリートの表面を第1保水性多孔質体で覆うステップと、
前記第1保水性多孔質体の表面を、互いに離間して間隙を有した状態で、前記陽極が埋設され、陽イオン交換樹脂を含有する複数の第2保水性多孔質体で覆うステップと、
前記第1保水性多孔質体、前記陽イオン交換樹脂及び前記第2保水性多孔質体を前記コンクリートに対して支持する支持具を設置するステップと、
前記第1保水性多孔質体及び前記第2保水性多孔質体に前記電解質溶液である水を浸透させるステップと、
前記陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加するステップと、
を含むことを特徴とする補強コンクリートの脱塩工法。 - コンクリートの内部に埋設された金属製の補強筋を陰極とし、前記コンクリートの表面に設置された電解質溶液内の陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加する補強コンクリートの脱塩工法であって、
前記コンクリートの表面を第3保水性多孔質体で覆うステップと、
前記第3保水性多孔質体の表面を、互いに離間して間隙を有した状態で、複数の陽イオン交換膜で覆うステップと、
前記陽イオン交換膜を前記第3保水性多孔質体との間で挟むようにして、前記陽極が埋設された第4保水性多孔質体を設置するステップと、
前記第3保水性多孔質体、前記陽イオン交換膜及び前記第4保水性多孔質体を前記コンクリートに対して支持する支持具を設置するステップと、
前記第3保水性多孔質体及び前記第4保水性多孔質体に前記電解質溶液である水を浸透させるステップと、
前記陽極と前記陰極との間に直流電圧を印加するステップと、
を含むことを特徴とする補強コンクリートの脱塩工法。 - 前記支持具は前記コンクリートの表面に対して前記陽極の位置を保持するスペーサを備え、
前記スペーサは、前記間隙に設置される
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の補強コンクリートの脱塩工法。
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