JPH01167288A - 劣化したコンクリートの再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鉄筋コンクリートの補修方法に係り、特に中性
化により劣化したコンクリート層のアルカリ性を回復さ
せると共に鉄筋を防錆し、さらにそれを維持させる方法
に関するものである。

［従来の技術］ 鉄筋コンクリートは鉄筋とコンクリートの複合体であり
、その耐久性は鉄筋の腐食をコンクリート中のセメント
に由来するアルカリで抑制することにより維持されてい
る。しかしコンクリ−１〜は打設機長期間を経過すると
、空気中の炭酸カスや亜硫酸ガスとの反応で、表面より
アルカリ性から中性へと変化する。

この変化が鉄筋の深さまで達すると、アルカリにより保
護されなくなった鉄筋は腐食を始め腐食により膨張する
。鉄筋が膨張するとコンクリートには亀裂が発生し、こ
の亀裂が表面に達するとその亀裂より空気や水が進入し
、腐食が加速されついにはコンクリートは破壊に至る。

コンクリート中に塩素イオンが含まれていると鉄筋の腐
食は加速される。塩素イオンによる鉄筋の腐食はアルカ
リ性であっても起こり、これを抑制するためには、コン
クリートに防錆剤を添加する必要がある。

従って、コンクリートを鉄筋の腐食による膨張より保護
するためには、コンクリートの中性化を遅延させ、ある
いは中性化したコンクリートのアルカリ性を回復させる
ことが必要である。また防錆剤を腐食した鉄筋に塗布、
あるいはその周囲のコンクリートに含浸させることによ
り、鉄筋の腐食の進行を停止することも重要である。

中性化したコンクリートのアルカリ性を回復させるため
に、劣化したコンクリート表面にアルカリ付与剤を塗布
する方法が種々提案されている。

例えば、 （イ）水溶性珪酸塩系化合物の溶液を塗布含浸させたの
ち、セメントペーストで被覆する特公昭５７−１１９８
８゜ （ロ）珪酸アルカリとナフタレンスルホン酸ナトリウム
ホルマリン縮合物を含む処理液を塗布含浸させたのち、
セメントペースト等を塗着する特開昭５９−１３６８３
゜ （ハ）珪酸ナトリウムとコロイダルシリカの溶液を塗布
したのち、変性シリカゲル塗料を塗布する特開昭６０−
７３９６７゜ また、コンクリート内部の鉄筋を腐食から保護する方法
として、コンクリートの混線時に亜硝酸塩やクロム酸塩
等の防錆剤を添加する方法があり、従来より良く知られ
ている。

また、劣化したコンクリートのアルカリ性を回復させ、
さらに鉄筋を保護する方法として珪酸アルカリと亜硝酸
アルカリの混合溶液をセメント、モルタルまたはコンク
リート硬化物の表面より含浸処理する方法（特開昭６０
−１．０８３８５　）が開示されている。

上記各技術の欠点を解決するため、本発明者らは、先に
アルコキシドのアルコール溶液が表面張力が低くコンク
リートの内部への浸透力が大きいので、アルカリ付与剤
としての性質に優れていること、またこの場合アルコキ
シドのアルコール溶液をコンクリート表面に塗布し含浸
させたのちに、さらにシリカコロイドおよび／またはア
ルミナコロイドの水懸濁液を塗布することによりコンク
リートの表面を密にし、コンクリートの再中性化を遅延
できることを見出し特許を出願（特願昭６２−１５１３
１６）している。

しかし、従来の提案によるアルカリ付与剤として珪酸ア
ルカリの溶液を使用する方法は、珪酸アルカリ水溶液は
表面張力が大きいため、コンクリート内部にまで浸透せ
ず、アルカリ付与剤としての効果が不十分であり、また
長続きしないものである。

また、本発明者らの先の出願により、アルコキシドのア
ルコール溶液をコンクリート表面に塗布含浸させる方法
では、コンクリートの深い箇所までアルカリ性が回復す
るが、この場合でも長年月の間にはコンクリートは再中
性化される。これはシリカコロイドおよび／またはアル
ミナコロイドの水懸濁液を、上記アルコキシドのアルコ
ール溶液を塗布含浸させたコンクリートの表面に塗布す
る方法においても、再中性化までの時間が長（なるだけ
である。

またコンクリート中へ外部より、例えば風により飛来し
た海水の飛沫により塩素イオンが侵入した場合において
は、アルカリ付与剤でコンクリートのアルカリ性を回復
させただけでは鉄筋の腐食を防止できない。

アルカリ付与剤によりアルカリ性が回復している間は鉄
筋の腐食は進行しないが、時間の経過と共にコンクリー
ト中のアルカリ性が失われ中性となるに従い鉄筋は再び
腐食を開始する。

またコンクリート中に塩素イオンが存在する場合はコン
クリート内部がアルカリ性であっても鉄筋は腐食する。

この場合はアルカリ付与剤で劣化したコンクリート中の
アルカリ性を回復させただけては鉄筋を腐食より保護す
ることはできない。

〔発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、劣化したコンクリートの表面に薬剤を塗布す
ることにより、中性化したコンクリートのアルカリ性を
回復させるだけでなく鉄筋の防錆をも行い得る方法、な
らびにこの効果を長期間維持し得る方法を提供し、上記
従来技術の問題点を解決しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記従来技術の問題点を解決するため種々の検討を行っ
た結果、本発明は劣化したコンクリートの表面に、アル
コキシドと防錆剤のアルコール溶液を塗布含浸させるこ
とにより、中性化したコンクリートのアルカリ性を回復
すると共に鉄筋を防錆する第１発明と、さらにシリカコ
ロイドおよび／またはアルミナコロイドの水懸濁液を塗
布して、第１発明の効果を長期間に亘って維持する第２
発明との手段を取るものである。

〔作用］ アルコキシドは金属とアルコールが化学反応したもので
ありアルコールのＯＨ基のＨの位置に金属が入った形の
ものである。本発明に用いるアルコキシドはＭ（ＯＲ）
ｎ（ｎは整数）の−数式を有するものであり、Ｒが炭素
数４までの炭化水素、Ｍがリチウム、ナトリウム、カリ
ウム、カルシウム等のアルカリ金属あるいはアルカリ土
類金属であることが好ましい。

アルコキシドを構成しているアルコールは、メチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソ
プロピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルア
ルコール、第２ブチルアルコール、第３ブチルアルコー
ル等が用いられ、これ等のアルコールはアルコキシドの
溶媒としても使用される。

防錆剤は一般に用いられるものを使用することができる
が、溶媒であるアルコールに溶解する必要がある。安息
香酸塩および桂皮酸塩は溶媒であるアルコールに溶解し
、鉄筋を腐食より保護する能力が大きいので好ましい。

シリカコロイドおよびアルミナコロイドは、それぞれコ
ロイグルシリ力、コロイダルアルミナとして市販されて
いるものを用いることができる。

本発明においては、劣化したコンクリートの表面にアル
コキシドと防錆剤のアルコール溶液を塗布することによ
り、アルコキシドと防錆剤はコンクリートの内部まで深
（浸入する。これはアルコキシドと防錆剤のアルコール
溶液の表面張力が２０−２５　ｄ　ｙ　ｎ　／　ｃ　ｍ
と低いため、コンクリート内部に存在する微細孔を経由
して深く浸透てきるためである。

コンクリートの内部で、アルコキシドはそこに存在する
水分と反応して加水分解し、水酸化物になる。これによ
りコンクリート内部のアルカリ性が回復する。

防錆剤はコンクリート内部で変質することなく鉄筋を腐
食より保護する。

さらに、塗布したアルコキシドと防錆剤のアルコール溶
液が乾燥したコンクリート表面に、シリカコロイドおよ
び／またはアルミナコロイドの水懸濁液を塗布する。こ
の懸濁液をコンクリート表面に塗布することにより、コ
ロイドがコンクリート内部に入りコンクリート内部の微
細孔に充填され、コンクリート内部と外部の環境を遮断
し外気や水分の浸入を防止するため、回復したアルカリ
性および防錆剤の効果は長期間維持される。またコンク
リート内部に入ったシリカコロイドやアルミナコロイド
は、その一部が水酸化カルシウムと反応して珪酸または
アルミン酸のカルシウム化合物を生成しで、劣化したコ
ンクリートを強固にする作用も有する。

アルコキシドのアルコール溶液の濃度は限定されるもの
ではないが、その効果を発揮させる上で、アルコキシド
の溶解濃度は高いほうが望ましいので、飽和濃度に近い
ものを用いる。

防錆剤の濃度は特に限定されるものではないが、溶解度
の範囲内で高い方が望ましい。

劣化したコンクリート表面へのアルコキシドおよび防錆
剤のアルコール溶液の塗布は、刷毛塗り、ロール塗り、
スプレー等の方法により実施が可能である。塗布は数回
に分けて行い、その都度塗布面を乾燥させる方が、アル
コキシドは深部にまで浸透する。

シリカコロイドおよび／またはアルミナコロイドは水懸
濁液としてコンクリート表面に塗布する。この際、懸濁
液の表面張力を小さくしてコンクリート内部への浸透を
良くする目的で界面活性剤を用いることができる。界面
活性剤としては。

コンクリートに悪影響を及ぼさないものであれば、特に
限定することなく用いることが可能てあ１す る。

水懸濁液の濃度は施工するコンクリートの表面状態によ
って、調整することが望ましい。

シリカコロイドおよびアルミナコロイドは粒子が大きい
とコンクリート内部への浸透力が小さいので、０．１Ｌ
Ｌｍ以下の粒径のものが望ましい。

劣化したコンクリートの表面は、本発明による再生方法
を施す前に前処理を施すことができる。

前処理としては、コンクリート表面が脆弱な場合は脆弱
層の除去、内部鉄筋の腐食により被覆層にｄきが生じて
いる場合は、浮いた被覆層の除去、鉄筋の錆落し、鉄筋
への塗装等がある。

また、本発明の再生方法を施した後のコンクリートの表
面に後処理を施すことができる。

後処理としては、セメント系や樹脂系の材料により剥離
した箇所の埋め戻し１表面仕上げ等がある。

［実施例１ 実施例１ セメント量２８６ｋｇ／ｒｒＴ’、細骨材量８９４ｋｇ
／ｍ、粗骨材量９１７ｋｇ／解、水量１８６ｋｇ／ｍを
混練し、Ｉ　Ｑｘ　１０Ｘ４０ｃｍの型枠に詰め、この
供試体の表面より１０ｍｍを炭酸ガスにより中性化させ
た。

この供試体に本発明のアルカリ付与剤であるアルコキシ
ドと防錆剤のアルコール溶液を刷毛により塗布した。１
日後、破断面にフェノールフタレイン指示薬を噴霧しそ
の変色からアルカリ性の回復深さを調べた。比較例とし
て、珪酸リチウムと亜硝酸カルシウムの混合溶液につい
ても試験した。塗布量はいずれも４００ｇ／ｒｒ１″で
ある。試験結果を第１表に示す。

本発明による方法では、中性化したコンクリート層の深
部までアルカリ性が回復していることがわかる。

第　　１　　表 註）＊：比較例 Ｅ　エチルアルコール Ｍ：メチルアルコール 実施例２ 実施例１と同様な方法で１０ｍｍの深さまで中性化した
コンクリートの表面に、本発明によるアルコキシドと防
錆剤のアルコール溶液を刷毛により塗布し、さらにシリ
カゾルあるいはアルミナゾルの水懸濁液（保護剤として
表示）をそれぞれ塗布した。そのまま１年問屋内に暴露
したのち、破断面にフェノールフタレイン指示薬を噴霧
し、その変色によりコンクリートの再中性化深さを求め
た。比較のため、シリカコロイドまたはアルミナコロイ
ドを塗布しなかったものについても試験した。

アルコキシドと防錆剤のアルコール溶液の塗布量は４０
０　ｇ　／　ｒｎ″、シリカゾルあるいはアルミナゾル
の水懸濁液の塗布量は２００ｇ／ｌｒｉ″である。

試験結果を第２表に示した。

本発明では、長期間に亘リアルカリ性がよく維持されて
いる。

第　　２　　表 註）　Ｍ：メチルアルコール 実施例３ セメント１重量部、砂２重量部、水０．５重量部を混練
したモルタルを４Ｘ４Ｘ１６ｃｍの鋼鉄製型枠に詰めた
。その際直径５ｍｍ、長さ１００ｍｍのみがき鋼棒をモ
ルタルの表面から５ｍｍの位置にその上端が来るように
配した。このモルタルを脱型後２８日間室内で養生した
のちに試験用に供した。

２８日の養生後の供試体中のみがき鋼棒の表面には何ら
変化は認められなかった。

この供試体の表層１０ｍｍの深さまで炭酸ガスにより中
性化した。

中性化したモルタルのみがき鋼棒が埋設されている面に
、第３表に示す本発明により薬剤を塗布した。次にこの
供試体を１週間室内で放置後０．１％の食塩水を２５　
ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｒｎ”の圧力でモルタル内部に浸
透させた。測定の結果食塩は中心部まで浸透していた。

なお、比較例として、従来の珪酸リチウムおよび亜硝酸
カルシウム水溶液のみを塗布したもの、アルコキシドの
みのアルコール溶液を塗布したのちシリカコロイドの水
懸濁液を塗布したものも作製した。

これらの供試体を室内に放置し、１年後のみがき鋼棒の
表面状態を観察した。その結果を第３表に示す。

本発明の方法では錆の発生はほとんど認められなかった
。

第３表 註）＊：比較例 Ｍ：メチルアルコール ［発明の効果１ 本発明の劣化したコンクリートの再生方法は、アルコキ
シドおよび防錆剤のアルコール溶液をコンクリート表面
に塗布することにより、中性化したコンクリート層の深
い位置までアルコール溶液中のアルコキシドおよび防錆
剤が浸透し、アルコキシドがコンクリート中の水と反応
して水酸化金属となるのでコンクリートのアルカリ性が
回復し、防錆剤の作用とあいまって、コンクリート中の
鉄筋の腐食が防止されてコンクリートの劣化が抑制され
る。この効果はコンクリート中に塩素イオンが存在して
いても発揮される。さらにアルコキシドおよび防錆剤の
アルコール溶液を塗布後、シリカコロイド、アルミナコ
ロイドの水懸濁液をコンクリート表面に塗布することに
より、アルコキシドおよび防錆剤塗布の効果が維持され
、工業的に有用な方法である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アルコキシドおよび防錆剤のアルコール溶液を劣化
   したコンクリートの表面に塗布し、該劣化したコンクリ
   ートの内部に含浸させることを特徴とする劣化したコン
   クリートの再生方法。 ２　アルコキシドがアルカリ金属アルコキシドあるいは
   アルカリ土類金属アルコキシドの１種または２種以上で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の劣
   化したコンクリートの再生方法。 ３　防錆剤が安息香酸塩あるいは桂皮酸塩の１種または
   ２種以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の劣化したコンクリートの再生方法。 ４　アルコキシドおよび防錆剤のアルコール溶液を劣化
   したコンクリートの表面に塗布し、該劣化したコンクリ
   ートの内部に含浸させ、さらにシリカコロイドおよび／
   またはアルミナコロイドの水懸濁液を塗布することを特
   徴とする劣化したコンクリートの再生方法。５　アルコ
   キシドがアルカリ金属アルコキシドあるいはアルカリ土
   類金属アルコキシドの１種または２種以上であることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の劣化したコン
   クリートの再生方法。 ６　防錆剤が安息香酸塩あるいは桂皮酸塩の１種または
   ２種以上であることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の劣化したコンクリートの再生方法。