JPH0688435A - コンクリート構造物の補修方法 - Google Patents

コンクリート構造物の補修方法

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JPH0688435A
JPH0688435A JP24234492A JP24234492A JPH0688435A JP H0688435 A JPH0688435 A JP H0688435A JP 24234492 A JP24234492 A JP 24234492A JP 24234492 A JP24234492 A JP 24234492A JP H0688435 A JPH0688435 A JP H0688435A
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JP
Japan
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concrete structure
water
concrete
ions
electrode
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JP24234492A
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English (en)
Inventor
Kiminobu Ashida
公伸 芦田
Koichi Ishibashi
孝一 石橋
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 コンクリート構造物の内部に含まれる水分中
のイオンを除去することによる劣化したコンクリート構
造物の補修方法を提供する。 【構成】 コンクリート構造物内部に含まれる鋼材7を
内部電極とし、コンクリート構造物の外部に設置した電
極3を外部電極とし、該内部電極7と該外部電極1の間
に直流電圧を印加することにより、若しくは、コンクリ
ート構造物の少なくとも一部を挟んで設置した二つ以上
の外部電極間に、直流電圧を印加することにより、コン
クリート構造物中の水分中のイオン又はそれと水分子を
移動せしめ、その後、該イオン又はそれと水分子をコン
クリート構造物の系外に移動せしめる。 【効果】 コンクリート構造物中に含まれる水分子又は
該水分子に可溶なイオン、アルカリ骨材反応の発生を防
ぐことが可能で、コンクリート構造物の耐久性を著しく
向上させることができるなどの効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート構造物の
内部に含まれる水分中のイオンを除去することによる劣
化したコンクリート構造物の補修方法に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、コンクリート構造物
は、半永久的な構造物と考えられてきたが、日本経済の
発展に伴うコンクリート構造物の建設増大により、例え
ば、塩分やアルカリ含有量の多い海砂の他、例えば、AS
TM C 295に示されている岩石中に含まれる、火山ガラ
ス、クリストバライト、トリジマイト、微小石英、微小
雲母、及び波動消光する石英等の反応性鉱物の含有量の
多い骨材など、従来使用されなかった低品位の骨材の使
用が可能となってきた。
【0003】これに伴い、骨材中に含まれる、反応性鉱
物とセメント中のアルカリ成分との反応によりコンクリ
ート構造物が異常膨張を起こし、崩壊する現象、即ち、
アルカリ骨材反応がしばしば認められるようになった。
【0004】アルカリ骨材反応とは、コンクリート中に
含まれるナトリウムやカリウムなどのアルカリ成分が、
骨材、特に、骨材中に含まれる反応性鉱物中のシリカ成
分と反応し、体積膨張を起こす現象であり、アルカリ−
シリカ反応とも呼ばれている。そして、アルカリ骨材反
応により生成した膨張性の反応生成物により、コンクリ
ートにひび割れが発生し、ついには崩壊にいたり、コン
クリート構造物の耐久性の面で大きな課題となってい
る。
【0005】このように、コンクリート構造物におい
て、大きな課題となっているアルカリ骨材反応を抑制す
る方法として、昭和61年に建設省が提唱したように、ア
ルカリ骨材反応を起こしにくい骨材を使用すること、Na
2O等量が0.6%以下の低アルカリ型セメントを使用する
こと、コンクリート中のアルカリ総量をNa2O換算で3.0k
g/cm3以下に制限すること、及びアルカリ骨材反応抑制
効果のある高炉セメントB種やC種などの混合セメント
又はセメント混和材を用いること等の方法が実施されて
いる。
【0006】しかしながら、上記方法は新しく建築する
コンクリート建造物に対しては十分に有効であるが、既
に建築されているコンクリート建造物には必ずしも有効
とはいえず、アルカリ骨材反応が生じる可能性があるコ
ンクリート建造物や、既にアルカリ骨材反応の兆候が現
れているコンクリート建造物のひび割れや崩壊を防ぐと
いう対策に対しては、なんら課題を解決する対策とはな
り得ないのが現状であった。
【0007】一方、既に建築されているコンクリート構
造物に対しては、アルカリ骨材反応発生の回避手段とし
て、コンクリート中の湿度をアルカリ骨材反応が生じな
い一定値以下、例えば、85%RH以下に維持させるため
に、コンクリート構造物の表面に撥水性塗料を塗布する
ことが、また、コンクリート中に含まれるアルカリ金属
イオンを低減するために、アルカリ金属イオン吸着材を
含む水硬性組成物を使用することが、さらには、亜硝酸
リチウムなどのアルカリ骨材反応抑制材を使用すること
などが検討されているが、短期間で有効な処理効果を得
るにはいたっておらず、課題を十分に解決するものでは
なかった。
【0008】本発明者は、上記アルカリ骨材反応発生を
回避するという課題を解決すべく種々検討を行った結
果、コンクリート構造物に電圧を印加する特定の方法に
より上記課題を解決できる知見を得て本発明を完成する
に至った。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、コンク
リート構造物内部に含まれる鋼材を内部電極とし、コン
クリート構造物の外部に設置した電極を外部電極とし、
該内部電極と該外部電極の間に直流電圧を印加すること
により、若しくは、コンクリート構造物の少なくとも一
部を挟んで設置した二つ以上の外部電極間に、直流電圧
を印加することにより、コンクリート構造物中の水分中
のイオン又はそれと水分子を移動せしめ、その後、該イ
オン又はそれと水分子をコンクリート構造物の系外に移
動せしめることを特徴とするコンクリート構造物の補修
方法である。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】内部電極としては、コンクリート構造物内
部に含まれる鋼材、例えば、鉄筋等の補強材や金属メッ
シュなどが使用可能である。
【0012】鋼材の位置は、特に制限されるものではな
いが、金属メッシュなどをコンクリート中に埋め込む場
合は、コンクリート表面から1〜30cmの位置が好まし
く、3〜20cmがより好ましく、5〜10cmが最も好まし
い。30cmを越えると、十分な電流密度が得られにくく、
また、1cm未満では、均一な電流分布が得られにくい傾
向がある。
【0013】また、外部電極とは、コンクリート構造物
の外側に設置したものであり、例えば、チタン、チタン
−白金合金、及び白金等又はそれらでメッキされた金
属、炭素系繊維、並びに、導電性高分子等が使用可能で
ある。
【0014】外部電極の形状としては、特に制限される
ものではないが、均一な電流密度分布を得る面から、10
×10cmの目開きを持つ網目状のものが好ましい。
【0015】外部電極の設置の方法としては、絶縁性固
定治具を用い、密着性をあげるために弾力性のあるスポ
ンジや不織布などの間に、網状の上記外部電極を挟み、
直接処理面へ取り付けたり、外部電極の上面へモルタル
を5〜10mm程度塗布する方法などが可能であるが、処理
面と外部電極の間には、隙間のないようにすることが好
ましい。
【0016】一般に、硬化したコンクリートの細孔中に
含まれる溶液中には、セメントに含まれる成分や不純物
などからくるアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イ
オンをはじめとする様々なイオンが含まれており、いわ
ゆる電解質溶液として作用し、そのために、硬化したコ
ンクリートの細孔中に含まれる溶液の電気伝導性は優れ
たものである。
【0017】一方、コンクリート硬化体そのものは無機
絶縁体であるため、上記細孔にある溶液中に含有する電
解質の種類や濃度により、コンクリート硬化体に電圧を
かけた場合に流れる電流値は影響を受けるものである。
【0018】そのため、コンクリートに電圧を印加し、
十分な電流値を得るためには、細孔中にできるだけ多く
の水分が必要であり、コンクリートを十分な湿潤状態に
することが必要である。
【0019】コンクリートを十分な湿潤状態にするため
には、コンクリート表面への散水も有効であり、含水率
の大きい物質であるセルロース系ファイバーやスポンジ
状のものをコンクリート表面へ取付け、十分な含水状態
を一定期間保つことが有効である。
【0020】印加する直流電圧は、使用したセメントの
種類や量、さらには、水セメント比などのより変化する
細孔量や細孔径などのコンクリートの性状により異なる
が、コンクリート単位面積当たりの電流密度ができるだ
け大きくなる条件が好ましく、具体的には、2〜40Vが
好ましく、5〜35Vがより好ましい。40Vを越えると感
電など人体に対する影響があり、2V未満では、処理効
率が悪くなる傾向がある。
【0021】直流電圧を印加することにより、負(−)極
方向へ移動するものとして、水分子又は水分中のイオ
ン、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、及び
カルシウムイオン等のアルカリ金属イオンやアルカリ土
類金属イオンなどをはじめとする正イオン(カチオン)が
挙げられる。
【0022】また、本発明では、外部電極を正(+)極と
した場合は、炭酸イオン、硫酸イオン、及び塩素イオン
等の負イオン(アニオン)も同時に移動させ除去すること
が可能である。
【0023】移動した水分子又は水分中のイオンは、移
動効率を挙げるために固定化することが好ましい。
【0024】水分子又は水分中のイオンの固定化方法と
しては、コンクリート構造物表面における乾燥やセルロ
ースファイバー、スポンジ、及び不織布などの吸水性物
質に保持することなどが挙げられるが、処理後の再拡散
を防ぐ面から、イオン吸着材を使用して、該イオンを固
定化する方法が好ましい。
【0025】ここで、イオン吸着材としては、ゼオライ
トやイオン交換樹脂などのイオン交換機能を有する物
質、ベントナイト、フミンサンド、フラースアース、酸
性白土、骨炭、活性炭、及び多孔性アルミナ等が挙げら
れる。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明
する。
【0027】実施例1 セメント砂比が1/2、水・セメント比が0.6で、水酸
化ナトリウムと水酸化カリウムをセメント100重量部に
対して、各々1.5重量部添加したモルタルを用いて、16m
mφの鋼棒が直方体の高さ5cmの位置にくるように、長
さ15×幅15×高さ10cmの直方体のモルタル試験体を作成
した。このモルタル試験体を材令28日まで、20℃、80%
RHで室内養生を行った。次に、このモルタル試験体の15
×10cmの4面と15×15cmの1面にエポキシ樹脂を塗布
し、電気的に絶縁した。また、モルタル試験体の15×10
cmの面で、鋼棒がでている面には、湿度測定用の穴を開
けた。この穴は、処理中には、シリコーンゴム製の栓を
しておき、湿度測定時のみ開放した。
【0028】エポキシ樹脂を塗布しなかった15×15cmの
面に、セメント100重量部、セメント急硬材8重量部、
無機硫酸塩12重量部、凝結遅延剤0.7重量部、アルカリ
イオン吸着材15重量部、骨材300重量部、及び水60重量
部の配合で練り混ぜた表面処理モルタルを、厚さ10cm塗
布して、その上に不織布を密着させた。なお、チタンメ
ッシュは表面処理モルタルの塗布層の中間に位置するよ
うに配置した。不織布を十分な湿潤状態に保ちながら、
3日間保持した後、チタンメッシュの一方を正(+)極
に、もう一方を負(−)極に接続し、20Vの直流電圧を印
加し、50日間処理した。モルタル試験体を6個作成し、
所定の処理期間後のモルタル試験体の湿度と、モルタル
試験体中に含まれるナトリウムやカリウム量の変化を測
定した。結果を表1に示す。
【0029】<測定方法> イオン濃度の測定:モルタル試験体中の湿度測定用穴を
中心として、左右2ヵ所、合計4ヵ所を直径20mmでコア
リングし、乾燥後粉砕した。その粉体試料20gに蒸留水
100gを加え、5分間振とうした後、遠心分離し、ろ過
し、そのろ過液を原子吸光法により測定し、4ヵ所のコ
アの測定値の平均値を濃度とした。 湿度測定:チノ社製、電子式温湿度計「HN-K型」を用い、
モルタル試験体の湿度測定用の穴へ湿度センサー「HN-L0
8」を挿入し測定した。
【0030】<使用材料> セメント:電気化学工業社製、普通ポルトランドセメン
ト 骨材 :ひさご産業社製、JIS 6号硅砂 セメント急硬材:カルシウムアルミネート、CaO含有量4
5%、非晶質 無機硫酸塩:II型無水セッコウ、ブレーン値6,100cm2/g 凝結遅延剤:クエン酸 アルカリ金属イオン吸着材:日本化学社製、商品名「PAA
R100型」 水 :水道水 水酸化ナトリウム:和光純薬工業社製、試薬特級 水酸化カリウム:和光純薬工業社製、試薬特級 チタンメッシュ:エルテック インターナショナルコー
ポレーション社製商品名「エルガードメッシュ」 不織布:アオイ化学工業社製、商品名「キュアマット(CC
-10)」
【0031】
【表1】
【0032】実施例2 実施例1で使用したモルタルを使用して長さ15×幅15×
高さ5cmの直方体のモルタル試験体を作成した。このモ
ルタル試験体を材令28日まで、20℃、80%RHで室内養生
を行った。次に、このモルタル試験体の15×5cmの面、
4面にエポキシ樹脂を塗布し、電気的に絶縁した。ま
た、モルタル試験体の15×5cmの一面には、湿度測定用
の穴を開けた。この穴は、処理中には、シリコーンゴム
製の栓をしておき、湿度測定時のみ開放した。エポキシ
樹脂を塗布しなかった15×15cmの相対する2面に、実施
例1で用いた表面処理モルタルを、上記モルタル試験体
の表面に厚さ10cm塗布して、その上に不織布を密着させ
た。なお、チタンメッシュは塗布層の中間に位置するよ
うに配置した。不織布を十分な湿潤状態に保ちながら、
3日間保持した後、チタンメッシュの一方を正(+)極
に、もう一方を負(−)極に接続し、20Vの直流電圧を印
加し、50日間処理した。モルタル試験体を6個作成し、
所定の処理期間後のモルタル試験体の湿度と、モルタル
試験体中に含まれるナトリウムやカリウム量の変化を測
定した。結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明の方法を使用して、コンクリート
構造物中に含まれる水分子又は該水分子に可溶なイオ
ン、なかでもアルカリ骨材反応に関係するイオンを除去
することにより、アルカリ骨材反応の発生を防ぐことが
可能で、コンクリート構造物の耐久性を著しく向上させ
ることができるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施例1で使用した、内部電
極と外部電極を有する装置の断面図である。
【図2】図2は、本発明の実施例2で使用した、二つの
外部電極を有する装置の断面図である。
【符号の説明】
1:モルタル試験体 2:表面処理用モルタル 3:チタンメッシュ 4:不織布 5:湿度測定用穴 6:直流電源 7:鋼棒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート構造物内部に含まれる鋼材
    を内部電極とし、コンクリート構造物の外部に設置した
    電極を外部電極とし、該内部電極と該外部電極の間に直
    流電圧を印加し、コンクリート構造物中の水分中のイオ
    ン又はそれと水分子を移動せしめ、その後、該イオン又
    はそれと水分子をコンクリート構造物の系外に移動せし
    めることを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
  2. 【請求項2】 コンクリート構造物の少なくとも一部を
    挟んで設置した二つ以上の外部電極間に直流電圧を印加
    することにより、コンクリート構造物中の水分中のイオ
    ン又はそれと水分子を移動せしめ、その後、該イオン又
    はそれと水分子をコンクリート構造物の系外に移動せし
    めることを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
JP24234492A 1992-09-10 1992-09-10 コンクリート構造物の補修方法 Pending JPH0688435A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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