JPH0535699B2 - - Google Patents

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。しかしコンクリートは
打設後長期間を経過すると、空気中の炭酸ガスや
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つ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
の亀裂に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
カリ性であつても起こり、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。 従つて、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
−11988。 (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、コンクリートの混練時に亜硝酸
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60−108385）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
62−151316）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
の効果を不十分であり、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
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くなる
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ル性が回復してい
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つても鉄
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
けで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
討を行つた結果、本発明は劣化したコンクリート
の表面に、アルカリ金属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（以下、単
にアルコキシドと記す）および安息香酸塩あるい
は桂皮酸塩の１種または２種以上（以下、単に防
錆剤と記す）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
長期間に亘つて維持する第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
属が入つた形のものである。本発明に用いるアル
コキシドはＭ（OR）ｎ（ｎは整数）の一般式を有
するものであり、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。なお、Ｒが炭素数４まで
の炭化水素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、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
能力が大きいので使用する。 シリカコロイドおよびアルミナコロイドは、そ
れぞれコロイダルシリカ、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く浸入する。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
〜25dyn／cm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できるためであ
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つ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
物を生成して、劣化したコンクリートを強固する
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であ
る。 水懸濁液の濃度は施工するコンクリートの表面
状態によつて、調整することが望ましい。 シリカコロイドおよび／またはアルミナコロイ
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、0.1μm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
層に浮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、表面仕上げ等があ
る。 〔実施例〕 実施例 １ セメント量286Kg／m³、細骨材量894Kg／m³、粗
骨材量917Kg／m³、水量186Kg／m³を混練し、10×
10×40cmの型枠に詰め、この供試体の表面より10
mm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、破断面にフエノールフタレ
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／m²である。試験結
果を第１表に示す。回復 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。

【表】 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年間屋内に暴露したのち、破断面
にフエ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コロイ
ドを塗布しなかつ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400ｇ／m²、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／m²である。試験
結果を第２表に示した。 本発明では、長期間に亘りアルカリ性がよく維
持されている。

【表】 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４×４×16cm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つた。 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25Kgｆ／cm²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
なかつた。

【表】

〔発明の効果〕

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つて、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種以上およ
   び安息香酸塩あるいは桂皮酸塩の１種または２種
   以上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
   合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種以上およ
   び安息香酸塩あるいは桂皮酸塩の１種または２種
   以上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
   合浸させ、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。