JPH07109186A

JPH07109186A - コンクリート再生用電解質材及びコンクリートの再生方法

Info

Publication number: JPH07109186A
Application number: JP35923691A
Authority: JP
Inventors: Kiminobu Ashida; 公伸芦田; Takanori Yamagishi; 隆典山岸; Minoru Handa; 実半田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1995-04-25
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3401025B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】鉄筋やＰＣ鋼材を補強材とする鉄筋コンクリ
ート構造物及びプレストレストコンクリート構造物のコ
ンクリートの再生用電解質材及びそれを用いたコンクリ
ートの再生方法、特に、コンクリートのアルカリ度の低
下により中性化したコンクリート構造物や塩素イオンを
含有するコンクリート構造物の再生方法を提供する。【構成】実質的にナトリウム又はカリウムを含まない
アルカリ性溶液を含有するコンクリート再生用電解質材
及びコンクリート内部の鋼材を内部電極とし、コンクリ
ートの表面部に、該コンクリート再生用電解質材を介し
て設置した電極を表面電極とし、該内部電極と該表面電
極の間に電流を流すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋やＰＣ鋼材を補強
材とする鉄筋コンクリート構造物及びプレストレストコ
ンクリート構造物のコンクリートの再生用電解質材及び
それを用いたコンクリートの再生方法、特に、コンクリ
ートのアルカリ度の低下により中性化したコンクリート
構造物や塩素イオンを含有するコンクリート構造物の再
生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】鉄筋コンクリート構造物やプ
レストレストコンクリート構造物などのコンクリート構
造物は、圧縮強度の強いコンクリートと引張強度の強い
鋼材とを組み合わせることによって、力学的に圧縮強度
と引張強度のバランスの取れた構造体となり、それゆえ
種々の重要な構造物に広く使用されてきた。

【０００３】また、コンクリートは、水、火、及び日光
等の環境に対する抵抗性が強く、コンクリートのアルカ
リ度がｐＨで11〜14の強アルカリ性であるので、その内
部にある鋼材は、鋼材表面に不動体被膜を形成して腐食
から保護され、そのために、コンクリート構造物は耐久
性のある永久構造物であると考えられてきた。

【０００４】しかしながら、この永久構造物と考えられ
てきたコンクリート構造物も、種々の原因によりその耐
久性が低下し、構造物としての寿命に疑問が投げかけら
れるようになってきた。

【０００５】コンクリート構造物が劣化する原因の一つ
として、コンクリートの中性化、例えば、「炭酸化」と呼
ばれる現象が挙げられる。

【０００６】炭酸化とは、セメントの水和反応によって
生成された水酸化カルシウムが大気中の二酸化炭素と反
応して炭酸カルシウムとなる現象であって、炭酸化によ
りコンクリートのアルカリ度が通常のｐＨ11〜14より低
下する。そして、ｐＨが10程度にまで低下すると鋼材の
不動体被膜が破壊され鋼材の腐食がはじまり、コンクリ
ート構造物としての強度バランスが崩れ、その耐久性が
大きく低下することになる。

【０００７】このようなコンクリート構造物の劣化は、
炭酸化以外にも、酸化イオウ(SOx)や酸化窒素(NOx)によ
っても同様に引き起こされ、コンクリート内部の鋼材の
錆、コンクリートのひび割れ、及びコンクリートの欠落
等の現象を引き起こし、構造的にも、外見上でも、大き
な課題となっている。

【０００８】また、コンクリート構造物が劣化する原因
の他の一つとして、コンクリートの塩害現象が挙げられ
る。

【０００９】一般に、海岸部にあるコンクリート構造物
に海水の飛沫が飛んできて、コンクリート表面に付着し
たりして、海水中に含まれている塩分がコンクリート中
の空隙を通りコンクリート内部に浸透する。そして、そ
の塩分が内部鉄筋の位置までくると、塩素イオンにより
鋼材の不動体被膜が破壊されて腐食が発生する。また、
コンクリート材料として使用される細骨材に海砂が用い
られる場合、その塩分除去が不十分であると、コンクリ
ートの製造時から多量の塩化物を含有することとなり、
鋼材の不動体被膜形成が不十分となり腐食が発生する。

【００１０】このような原因で鋼材に腐食が発生し、そ
れが、コンクリートのひび割れ、欠落、及び剥離等に進
展し、コンクリート構造物としての耐久性を大きく低下
する現象を、一般に、「塩害」と呼んでいる。

【００１１】そして、このように、劣化したコンクリー
ト構造物の補修方法としては、鋼材の錆についてはその
周囲のコンクリートを、また、コンクリートのひび割れ
や欠落部分についてはその部分のコンクリートを「はつ
り」取ったのち、新しいコンクリートやモルタルを充填
する、いわゆる、断面修復が主体であった。

【００１２】この断面修復は、鋼材の錆やコンクリート
のひび割れや欠落という目に見える劣化現象についての
み補修を行うのであって、補修時に劣化現象が確認でき
ていない部分、即ち、潜在的にはコンクリートの劣化が
進行しているが表面的にはその劣化が顕在化していない
危険部分については全く処置を行うことができなかっ
た。

【００１３】また、さらに、この方法は、コンクリート
が劣化した根本的な原因については何ら対策を行ってお
らず、劣化現象の根本的な解決は期待できるものではな
かった。

【００１４】このような、潜在的な危険部分の課題解決
や根本原因の課題解決を目的として、電気化学的な手法
を応用した補修工法が提案されている(特開平１−17628
7号公報)。

【００１５】この方法は、中性化したコンクリート部分
にある鋼材と、コンクリート表面又はアルカリ度がｐＨ
で12以上のアルカリ性雰囲気中にあるコンクリート部分
にある電極との間に直流電流を流すことによって、アル
カリ性雰囲気中にあるアルカリ性物質、例えば、ナトリ
ウム又はカリウムの水酸化物が移動し、中性化によって
劣化したコンクリート部分がｐＨ12以上になり再アルカ
リ化するものである。

【００１６】しかしながら、ナトリウムやカリウムの水
酸化物では、アルカリ骨材反応を促進するので、中性化
の劣化現象は解決したとしても、新たに、アルカリ骨材
反応という別の劣化現象を引き起こすことになりコンク
リート構造物の全体的な耐久性を改善するという目的は
達成されない。

【００１７】また、従来、海洋中にある鉄鋼構造物の防
食を目的とした「電気防食」をコンクリート構造物にも応
用する目的で行われた実験結果が報告されている(昭和6
3年８月「コンクリート構造物の電気防食に関する共同研
究報告書」、建設省土木研究所)。

【００１８】しかしながら、この方法では、コンクリー
トに微小電流を永久に流し続けることによりコンクリー
ト内部の鉄筋の新たな発錆を防ぐことはできるものの、
コンクリート自体の改善はなされていない。即ち、前記
の方法は、劣化現象を受けていない健全なコンクリート
構造物について適用する場合は有効であっても、既に劣
化現象を被っているコンクリート構造物に対しては根本
的な解決が期待できるものではない。

【００１９】本発明者等は、このような状況を鑑み、前
記課題を解消すべく種々検討した結果、特定の方法を採
用することにより前記課題を解消し、コンクリート構造
物の補修処理が充分に行い得る知見を得て本発明を完成
するに至った。

【００２０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、実質的
にナトリウム又はカリウムを含まないアルカリ性溶液を
含有するコンクリート再生用電解質材であり、該電解質
材がリチウムを含むアルカリ性溶液であり、さらには、
コンクリート内部の鋼材を内部電極とし、コンクリート
の表面部に、該再生用電解質材を介して設置した電極を
表面電極とし、該内部電極と該表面電極の間に電流を流
すことを特徴とするコンクリートの再生方法であり、そ
のときのコンクリート表面積１m²当たりの電流密度が0.
5〜10Aである該コンクリートの再生方法である。

【００２１】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２２】一般に、硬化したコンクリート内部には、
飽和状態の水酸化カルシウム水溶液である間隙水が充分
に存在している。そのため、コンクリートに電圧を負荷
すると、この間隙水が電解質材の役割をし、コンクリー
ト自身が持つ抵抗と加えた電圧に応じた電流が流れる。

【００２３】しかし、劣化したコンクリートでは、通
常、コンクリート内部の電解質材であるCa(OH)₂水溶液
が極度に減少しているために、電流を流すことがかなり
困難になる。そのため、コンクリートに電解質材を与え
ることが重要となり、その電解質材は、コンクリートに
電流を流すことによって、徐々にコンクリート内部へと
浸透していく。

【００２４】ここで、電解質材としては、中性化したコ
ンクリートの再生の場合、コンクリートのアルカリ度を
高めるためにアルカリ性溶液であることが好ましい。し
かしながら、ナトリウムやカリウムを含むアルカリ性溶
液では、コンクリートの中性化現象は解決できたとして
も、新たに、アルカリ骨材反応現象が生じて、結果的に
コンクリートの健全化が達成できない。そこで、本発明
では、アルカリ骨材反応を誘発する恐れのないアルカリ
性溶液を用いる。また、塩害を受けたコンクリートの再
生の場合、アルカリ性溶液を使用することが好ましい
が、ｐＨで６以上の中性溶液の使用も可能である。

【００２５】本発明に係るアルカリ性溶液の例として
は、ナトリウムとカリウムを除くアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、及びアンモニア等の水酸化物や炭酸塩、リ
チウム、カルシウム、及びアンモニウム等の亜硝酸塩、
並びに、グアニジン、炭酸グアニジン、ヒドロキシルア
ミン、クロルアミン、及び水酸化テトラアルキルアンモ
ニウム等のアミン類等の溶液が挙げられるが、その中で
も、リチウムの水酸化物、炭酸塩、及び亜硝酸塩、アン
モニアの水酸化物、炭酸塩、及び亜硝酸塩、並びに、カ
ルシウムの亜硝酸塩の溶液が好ましい。また、それらが
所定のｐＨ値を有しない場合は、そのｐＨ値を上記のア
ルカリ性溶液で、適度に調整することも可能である。

【００２６】また、アルカリ性溶液のアルカリ度は、コ
ンクリート内部のｐＨが10程度より低くなると、鋼材が
発錆しはじめるのでｐＨ10以上が好ましく、ｐＨ11以上
がより好ましく、ｐＨ12以上が最も好ましいが、塩害を
受けたコンクリートの場合、コンクリート内部のアルカ
リ度が十分に高く、ｐＨが６〜10程度の電解質材を用い
ても、コンクリート内部のｐＨが10以下に低下する恐れ
のないときはｐＨが６〜10の電解質材の使用も可能であ
る。

【００２７】次に、コンクリートに電流を流した時に、
これらの電解質材がコンクリート内部にまで電気的に浸
透していく原理を説明する。

【００２８】一般に、コンクリート中の毛細管空隙は電
荷を帯びており、しかも、間隙水が強固に吸着してい
る。そして、コンクリート中の１つの空隙に注目してみ
ると、空隙内にある間隙水は毛細管表面との誘電率の差
により、正(＋)に帯電する。この状態でコンクリートに
電流を流すと、空隙中の間隙水の正(＋)側電位の液体が
電流の陰極に引き寄せられ液体の移動という現象が起
る。そして、空隙の間隙水が移動し空隙に隙間ができる
と、隣の空隙から液体が引き寄せられて移動してくる。

【００２９】このようにして、液体の電気誘導という現
象を利用しながら、コンクリート表面に付加した電解質
材をコンクリート内部にまで強制的に浸透させることが
可能である。なお、この際、塩素イオンのセメント硬化
体中の拡散速度は、一般には、アルカリ金属イオンなど
のカチオン系イオンの拡散速度よりも、数倍から十倍程
度大きいので、電解質材がコンクリート内部へと移動し
ても、塩素イオンは外部へと容易に移動する。

【００３０】コンクリート内部の電極としては、コンク
リートに埋設されている鉄筋やＰＣ鋼棒が使用できるが
これら以外のもの、例えば、埋め込んだリード線などを
使用することも可能である。

【００３１】本発明では、コンクリートに電流を流すこ
とにより、電解質材をコンクリートの表面から内部にま
で浸透させることが重要である。また、一般には、コン
クリートの空隙は上述のように正(＋)に帯電しているた
め、正に帯電しているイオンはこの電位に阻まれて、自
然状態での拡散は負に帯電したイオンに比べるとかなり
遅くなる。しかしながら、本発明のように、電気的なエ
ネルギーによって正に帯電しているイオンを移動させる
場合は、正(＋)に帯電している空隙と空隙の間を速やか
に動かすことが可能である。

【００３２】この場合、電解質のイオン半径が重要な要
因となり、その半径が小さければ小さいほどコンクリー
ト内に浸透できる範囲が大きくなり、その浸透速度も大
きくなる。そして、その結果として、通電時間の短縮や
工事の迅速化が可能となる。従って、使用する電解質の
イオン半径の大きさは非常に重要であり、本発明の電解
質材としては、イオン半径の小さいリチウムの使用が最
も好ましい。

【００３３】一方、従来、コンクリート構造物に実施し
ている電気防食法は、健全なコンクリート構造物に適用
する場合は有効であるが、既に劣化現象を被っているコ
ンクリート構造物に対しては根本的な解決にはなってい
ない。

【００３４】この主たる理由は、実際のコンクリート構
造物においてアルカリ性溶液の電解質材を用いたり供給
したりしないこと、さらには、この電解質材をコンクリ
ート内部にまで電気誘導できるだけの、あるいは、塩素
イオンをコンクリート内部から十分に取り除くだけの電
流密度を用いないことなどと考えられる。

【００３５】電気防食では、鉄筋の表面積に対して最大
約0.1A/m²という微小電流を半永久的に、少なくとも数
年の単位で、流し続けるため、電流密度を大きくすると
積算電流量が過大となり、鉄筋の付着強度の低下や水素
脆性の問題が起こるものと推察される。

【００３６】本発明で使用する電流密度は電解質材を電
気誘導できるだけの大きさが必要であり、さらに、補修
はコンクリート自身を対象としているため、その値は、
コンクリート表面積当たりの電流量が必要となり、通常
はコンクリートの表面積当たり0.5A/m²以上が好まし
く、0.75A/m²以上がより好ましく、1.0A/m²以上が最も
好ましい。なお、一般の鉄筋コンクリートに用いられて
いる、鉄筋／コンクリートの断面積比である鉄筋比は数
％であるため、10cm〜１m程度の一般的なコンクリート
の厚さを考えると、その表面積比は1/1〜1/10程度と考
えられる。また、本発明では、電流を流し続ける期間
は、通常１週間から半年程度であるため、この程度の電
流密度を用いても、鉄筋の付着強度の低下や水素脆性な
どの内部鋼材の問題は起こらない。しかしながら、電流
を流し続ける期間が限定しているといえども、むやみに
過大な電流密度にするのは危険であり、必然的に上限が
決定される。具体的には、上限として、コンクリート表
面積当たり10A/m²以下が好ましく、7.5A/m²以下がより
好ましく、5.0A/m²以下が最も好ましい。

【００３７】次に、本発明において、電解質材をコンク
リート表面に保持したり供給したりする方法について説
明する。

【００３８】電解質材をコンクリートに接触する方法と
して、一般には、コンクリート表面に電解質材を保持す
る容器を設けて、その中に電解質材を溜める方法が考え
られるが、コンクリート構造物の表面が水平下向き面だ
けでなく、垂直面や天井面もあることを考えると、電解
質材を何らかの物質に吸着、もしくは、保持させた状態
でコンクリート表面に供給する方法が好ましく、この方
法によれば、水平下向き面だけでなく、垂直面や天井面
でも十分に電解質材をコンクリート表面に供給すること
が可能である。

【００３９】さらに、電解質材を吸着、もしくは、保持
する材料、即ち、電解質保持材としては、パルプ、布、
及び不織布等の繊維状物質又はそのシート、ゼオライ
ト、シラスバルーン、及び発泡ビーズ等の無機物質や有
機物質の多孔質材料、並びに、吸水性の有機高分子又は
これらを組み合わせたもの等が挙げられる。

【００４０】繊維状物質のシートは、コンクリート表面
に釘や角材等で固定するだけで使用することが可能であ
り、シート表面を加工することで電解質材の蒸発や凍結
を防止することも可能となる。

【００４１】繊維状物質と多孔質材料は、コンクリート
の表面に電解質保持材を設置する際に、水や電解質とと
もに吹き付けして保持層を形成できるので、コンクリー
トの表面形状に関わりなく、電解質保持材を設置するこ
とが可能である。

【００４２】吸水性の有機高分子の例としては、ポリア
クリル酸系のものが挙げられる。吸水性高分子の場合
は、多孔質材料と同じように、吹き付けにてコンクリー
ト表面に保持層を形成したり、不織布等でシート状にし
たりすることが可能である。

【００４３】本発明においては、付着を良くするため
に、さらに、接着性や粘着性を改善するもの又は増粘剤
などを併用することも可能である。

【００４４】さらに、工事期間中に電解質から蒸発する
水分を計算しておいて、その量を予め余分に吸水させて
おくことが可能で、工事中に水分を補給する作業が軽減
される利点がある。

【００４５】最後に、本発明に用いる外部電極ついて説
明する。コンクリートの表面部の電極は、一般には、正
(＋)側になるため、電気的な腐食作用が働く。

【００４６】本発明では、電流を流す期間が１週間から
半年程度と比較的短期間であるため、普通の鉄筋・金網
等も使用可能であるが、資源の有効と再利用を考える
と、電気的な腐食に対する抵抗性が高いものが好まし
い。

【００４７】具体的には、チタン、チタン合金、及び白
金又はそれらでメッキされた金属、炭素繊維や炭素棒な
どの炭素、並びに、体積電気抵抗率が10³Ω・cm以下の導
電性を有する有機高分子等である。チタンや白金は電気
的な腐食に対して安定であり、炭素や有機高分子もほぼ
安定である。なお、通常のコンクリートの体積電気抵抗
率は、10³〜10⁴Ω・cm程度であるので、導電性を有する
有機高分子としては、その値以下、即ち、10³Ω・cm以下
が好ましく、10²Ω・cm以下がより好ましく、10Ω・cm以
下が最も好ましい。

【００４８】以上のような方法で、アルカリ性の電解質
材を強制的に、中性化したコンクリート内部にまで浸透
させることにより、コンクリートのｐＨを11〜14にまで
高めることが可能となる。また、内部の鋼材の不動体被
膜を再形成することによって中性化や塩害という現象を
解消することも可能となる。さらに、塩害を受けたコン
クリートの場合、アルカリ性又は中性の電解質材を用い
て、塩素イオンをコンクリート内部から取り除くことが
可能となる。また、ナトリウムやカリウムを使用しない
ため、アルカリ骨材反応の促進という二次的な副作用も
なく、コンクリート構造物の健全化が可能となる。

【００４９】

【実施例】以下、本発明の実施例にもとづいて説明す
る。

【００５０】実施例１電解質材の種類がアルカリ骨材反応に与える影響につい
て、モルタルバー法(建設省総合技術開発プロジェクト
「コンクリートの耐久性向上技術の開発」平成元年５月
(財)土木研究センター発行、201〜220頁記載)に準じて
試験を行った。セメント100重量部、骨材225重量部、及
び水道水300重量部をモルタルミキサーで十分に練り混
ぜ、直ちに40×40×160mmの３連型枠に詰め、試験体と
し、20℃90％RHの状態で24時間初期養生を行った。な
お、試験体の中央部に、長さ方向に沿って、家庭用125V
-15Aの裸のリード線を埋め込み内部電極とした。その
後、型枠から脱型して、直ちに第１回目の長さ測定を行
い基長を計測し、ついで、これらの試験体を40℃95％RH
の状態で４週間貯蔵した。４週間後の膨張量は、全ての
試験体ともほぼ0.02％であった。その後、図１に示す状
態で表１に示す各種の電解質材に浸け、その水溶液に浸
かっているモルタルの表面積に対して１A/m²の直流電流
を４週間流し、その後、各試験体を40℃95％RHの貯蔵庫
に戻した。モルタルを作成した日から半年後に試験体の
膨張量を測定した。結果を表１に併記する。

【００５１】なお、表１の「電解質の種類」欄の「通電処
理なし」(実験No.１−１８)とは、基長計測後、試験体を
40℃95％RHの状態で半年間貯蔵し続けた時の結果であ
る。アルカリ骨材反応への影響は、実験No.１−１８の
膨張量の数値との比較で、反応を促進する影響があるか
どうかを判定した。

【００５２】＜使用材料＞セメント：普通ポルトランドセメント、電気化学工業社
製、Na₂O換算のアルカリ量をNaOHで1.0％に調整骨材：Gmaxが５mmのオパール質珪石粉砕品で表乾状
態の反応性骨材とGmaxが５mmの姫川産川砂で表乾状態の
非反応性骨材とを重量比８：92で混合したもの。電解質材ａ：水酸化アンモニウム、和光純薬工業社製試薬、濃度0.1mol/リットル〃ｂ：水酸化リチウム、〃、〃〃ｃ：水酸化マグネシウム、〃、濃度1.5mg/リットル〃ｄ：水酸化バリウム、〃、濃度0.1mol/リットルｅ：水酸化ストロンチウム、〃、濃度６g/リットル〃ｆ：水酸化ナトリウム、〃、濃度0.1mol/リットル〃ｇ：水酸化カリウム、〃、〃〃ｈ：炭酸アンモニウム、〃、〃〃ｉ：炭酸水素アンモニウム、〃、〃〃ｊ：炭酸リチウム、〃、〃〃ｋ：炭酸グアニジン、〃、〃〃ｌ：炭酸ナトリウム、〃、〃〃ｍ：炭酸カリウム、〃、〃〃ｎ：亜硝酸アンモニウム、亜硝酸バリウムと硫酸アンモニウムで生成〃ｏ：亜硝酸リチウム、日産化学工業(株)社製商品名「ＬＮ−２５」、ｐＨ 11.5、25％溶液〃ｐ：ヒドロキシルアミン、亜硝酸を鉛電極を使用して電解還元で生成〃ｑ：亜硝酸ナトリウム、和光純薬工業社製試薬、濃度0.1mol/リットル

【００５３】実施例２セメント／砂＝１／２、水・セメント比65％のモルタル
を用いて、直径10cm、高さ10cmの円柱体を作り、その中
心に内部電極となるφ10mmの鋼棒を高さ方向に設置し、
かぶり厚さ２cmの試験体を作製した。この試験体を材令
28日まで室内養生を行い、その後、濃度80％の炭酸ガス
雰囲気下、圧力３kg/cm²の密閉容器に３ヶ月間保管して
試験体を炭酸化した。次に、この試験体の上下面をエポ
キシ系の塗料を塗布して電気的に絶縁し、この試験体を
用いて、図２に示すような方法で、表２に示すアルカリ
度がpH=11の電解質材に浸し、電流密度1.25A/m²の直流
電流を２週間流した。通電終了時点で試験体を二つに割
裂し、その割裂面にフェノールフタレインを塗布して、
試験体の表面から赤色に変化した深さを測定した。結果
を表２に併記する。なお、使用材料は下記のもの以外は
実施例１と同様なものを使用した。

【００５４】＜使用材料＞砂：姫川産川砂鋼棒：磨き鋼棒

【００５５】なお、この試験における電流密度は試験体
の電解質溶液に浸漬している部分で、塗料で絶縁した部
分を除く表面積当たりの電流量を示す。

【００５６】

【表２】

【００５７】実施例３試験体を、図２に示すような方法で、アルカリ度がpH=1
1の亜硝酸リチウム水溶液の電解質溶液に浸し、表３に
示すように電流密度を変化させた直流電流を４週間流し
たこと以外は実施例２と同様に行った。結果を表３に併
記する。なお、赤色に変化した深さが「全面」になってい
るのは、割裂断面全体が赤変したことを示す。また、水
素の発生状態で、「観察されない」はほとんど発生してい
ないことを示し、「若干発生する」は発生は観察されるが
鉄筋に影響を与えることは全くないことを示し、「やや
発生する」は２〜３ヶ月の通電では鉄筋に影響を与えな
いことを示し、「少量発生する」は１〜２ヶ月の通電では
鉄筋に影響を与えないことを示している。電流密度は試
験体の電解質溶液に浸漬している部分で、塗料で絶縁し
た部分を除く表面積当たりの電流量である。

【００５８】

【表３】

【００５９】実施例４普通セメント／砂を１／２、水・セメント比を60％と
し、塩化ナトリウムをセメント100重量部に対して、1.5
重量部を含有するモルタルを用いて、直径５cm、高さ10
cmで、その中心にφ10mmの鋼棒を、かぶり厚さ２cmに設
置した円柱体を作製した。この円柱体を材令28日まで20
℃80％RHの室内養生を行い、その後、この円柱体の上下
面をエポキシ系の塗料を塗布して電気的に絶縁して試験
体とした。この試験体に含有している塩化ナトリウムの
量は1,650mgである。この試験体を、図２に示すように
亜硝酸リチウム0.5mol/リットルの電解質溶液の中に浸漬
し、通電装置にて４週間、表４に示す電流密度の直流を
流した。なお、電解質溶液は、各試験体１本につき２リ
ットルとし、１週間毎に、水の蒸発分だけ蒸留水を加え
た。通電終了時点でこの電解質溶液中に溶出した塩素イ
オン濃度を分析し、試験体から取り除いたNaCl重量を計
算した。結果を表４に併記する。また、同じ方法で８週
間所定の電流密度の直流を流した時の結果を表４に併記
する。なお、使用材料は下記のもの以外は実施例１と同
様なものを使用した。

【００６０】＜使用材料＞塩化ナトリウム：和光純薬工業社製、試薬１級

【００６１】

【表４】

【００６２】実施例５電解質溶液を、濃度0.1mol/リットルで、ｐＨ8.27の重炭酸
アンモニウム水溶液と濃度１mol/リットルで、ｐＨ7.51とし
たこと以外は実施例４と同様に行った。結果を表５に示
す。なお、使用材料は下記のものを使用し、それ以外は
実施例１と同様なものを使用した。

【００６３】＜使用材料＞重炭酸アンモニウム：和光純薬工業社製、試薬１級亜硝酸カルシウム：和光純薬工業社製、試薬１級

【００６４】実施例６築後約20年経過して、塩害と中性化の被害を受けてい
る、高さ１m、長さ５m、厚み30cmの鉄筋コンクリート製
の防油堤の長さ１ｍを用いて試験を行った。そのコンク
リートの含有塩分は、かぶりコンクリート部分で、コン
クリート１m³当たりのClイオンの重量が約1.80kgであ
り、中性化深さは約35mmであった。この防油堤のコンク
リートを部分的にはつり、コンクリート内部の鉄筋を内
部電極とし、さらに、公称径10mmの異形鉄筋で間隔20cm
のメッシュを作り、このメッシュをコンクリートの表面
に固定した後、その上からpH=11.0の亜硝酸リチウム水
溶液を含ませてたセルロースファイバーを吹き付け外部
電極とした。この内部電極と外部電極間に、電流密度1.
5A/m²の直流電流を２ヶ月間流して、塩素イオンをコン
クリート内部から外部へ電気的に移動した。２ヶ月後、
コンクリート表面の外部電極とセルロースファイバーを
取り除き、コアリングしてコンクリートサンプルを採取
し、その含有塩分を測定したところ、約0.50kg/m³とな
り、脱塩効果が十分であったことが確認できた。その後
さらに、同様の方法で、メッシュとセルロースファイバ
ーとを用いて、外部電極を形成し、再アルカリ化を行っ
た。内部電極と外部電極間に、電流密度1.0A/m²の直流
電流を１ヶ月間流して、電解質溶液をコンクリート内部
に電気的に浸透させた。１ヶ月後、コンクリート表面の
外部電極とセルロースファイバーを取り除き、コアリン
グしてコンクリートサンプルを採取し、中性化深さを測
定したところ、コンクリートの深さ全体にわたって、フ
ェノールフタレインで赤色に変化したので、中性化して
いた部分のｐＨが高くなり再アルカリ化が可能になった
ことが確認できた。さらに、その後の追跡調査では、ア
ルカリ骨材反応を引き起こしている兆候は全く見られず
アルカリ骨材反応に対しても健全であると判断される。
また、脱塩と再アルカリ化を同時におこなっても結果は
大差なかった。

【００６５】

【発明の効果】本発明の再アルカリ化用電解質材を使用
することによって、また、本発明の方法を使用すること
によって、劣化したコンクリート構造物から塩化物を取り除くこ
とが可能である。中性化したコンクリート内部にまで本発明の再アルカ
リ化用電解質材を強制的に浸透させることにより、コン
クリートのｐＨを11〜14にまで高め、再度コンクリート
のアルカリ性を保持することが可能である。内部の鋼材の不動体被膜を再形成することによって中
性化という現象を解消することが可能となる。ナトリウムやカリウムを使用しないため、アルカリ骨
材反応の促進という二次的な副作用もなく、コンクリー
ト構造物の健全化が可能となる。塩害や中性化の根本原因をも比較的短期間の内に解消
するため、結果的には補修工事期間の短縮化が期待でき
る。コンクリートと鋼材との組み合わせによって成り立っ
ているコンクリート構造物の耐久性をほぼ完ぺきに回復
させることが可能である。などの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で試験を行ったときの模式図である。

【図２】実施例２〜５で行った試験の通電方法を示す。

【符号の説明】

１磨き鋼棒２モルタル硬化体３モルタル試験体に埋設されているリード線４長さ変化測定用プラグ５容器６電解質溶液７モルタル試験体の表面部電極８直流電源９可変抵抗器１０電流計

【表１】

【表５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的にナトリウム又はカリウムを含ま
ないアルカリ性溶液を含有するコンクリート再生用電解
質材。
【請求項２】電解質材がリチウムを含むアルカリ性溶
液であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート
再生用電解質材。
【請求項３】コンクリート内部の鋼材を内部電極と
し、コンクリートの表面部に、実質的にナトリウム又は
カリウムを含まないアルカリ性溶液を含有する電解質材
を介して設置した電極を表面電極とし、該内部電極と該
表面電極の間に電流を流すことを特徴とするコンクリー
トの再生方法。
【請求項４】電流を流しているコンクリート表面積１
m²当たりの電流密度が0.5〜10Aであることを特徴とする
請求項３記載のコンクリートの再生方法。