JPH08119768A - 電気化学的処理を利用したコンクリートの処理方法 - Google Patents

電気化学的処理を利用したコンクリートの処理方法

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JPH08119768A
JPH08119768A JP6257111A JP25711194A JPH08119768A JP H08119768 A JPH08119768 A JP H08119768A JP 6257111 A JP6257111 A JP 6257111A JP 25711194 A JP25711194 A JP 25711194A JP H08119768 A JPH08119768 A JP H08119768A
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JP
Japan
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concrete
electrode
electrolyte solution
salt concentration
salt
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JP6257111A
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Hirotomo Sakai
裕智 酒井
Kiminobu Ashida
公伸 芦田
Koichi Ishibashi
孝一 石橋
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/53After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone involving the removal of at least part of the materials of the treated article, e.g. etching, drying of hardened concrete
    • C04B41/5369Desalination, e.g. of reinforced concrete
    • C04B41/5376Electrochemical desalination

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 コンクリート表面に設置した電極を外部電極
とし、コンクリート内部の鋼材を内部電極とし、外部電
極間、及び/又は外部電極と内部電極間に、コンクリー
ト表面に保持された電解質溶液を介して電流を印加する
方法において、電解質溶液中の塩分濃度を測定し、該塩
分濃度が所定の値以上になったことを検知して通電処理
を終了することを特徴とするコンクリートの処理方法。 【効果】 本発明において、電解質溶液中の塩分濃度を
測定することにより、コンクリート構造物中からの塩分
の除去状態が、より簡便に即時に把握できる。又、通電
処理中のコンクリート構造物中の含有塩分濃度を定量す
ることが可能であり、脱塩処理の終了を決定することが
できる。

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
電気化学的処理方法に関し、特にコンクリート中の塩分
を電気化学的に除去する方法に関する
【0002】
【従来の技術とその課題】コンクリートは一般的には、
種々の環境に対する抵抗性が強く、又、強アルカリ性で
あるので、その内部にある鋼材は、鋼材表面に不動態被
膜を形成して腐食から保護され、その為に、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。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、中性化や塩害などの原因によ
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。
【0003】このような劣化したコンクリート構造物を
補修する方法として、コンクリート構造物中の鉄筋をマ
イナス極とし、コンクリート表面に電解質溶液を含浸さ
せた電解質保持材を被覆し、この電解質保持材にチタン
等を用いた網目状の電極をプラス極にして仮設し、両極
間に電流を流し、コンクリート中の塩素イオンを除去す
る脱塩処理方法、又は中性化を受けたコンクリート内を
再度アルカリ化する再アルカリ化処理方法等の電気化学
的な手法を用いた補修工法が開示されている(特開平1
−176287号公報,特開平2−302384公
報)。
【0004】しかしながら、これらの手法を用いてコン
クリートの脱塩処理を行なう場合、脱塩処理効果の確認
として、コンクリート構造物中の含有塩分濃度を測定す
る方法がある。一般的に知られている方法としては、J
IS A5202、または、JCI SC4等がある。
これらの方法を利用して、塩分濃度を測定する場合、コ
ンクリート構造物からのサンプルの採取、測定試料の調
整、塩分濃度測定を経て結果を得るまでに、一週間程度
の時間を有し、実際の脱塩処理に対するフィードバック
が非常に遅くなる問題がある。
【0005】また、本手法を用いて、脱塩処理を行なう
場合、前記の通りコンクリート構造物中の含有塩分濃度
の測定に時間を有する為、かなりの余裕を有した脱塩処
理を実施し、既にコンクリート構造物中の含有塩分濃度
が所定の値以下になっているにもかかわらず、脱塩処理
を継続してしまう場合がある。つまり、脱塩処理終了時
期をリアルタイムで判断できないという問題がある。こ
れは、大幅な工数増加となり、コスト増加の原因となっ
ている。
【0006】本発明は、前記課題を解消すべく、種々検
討した結果、電解質溶液中の塩分濃度を測定することに
より、前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。
【0007】
【問題を解決する為の手段】即ち、本発明は、(1)コ
ンクリート表面に設置した電極を外部電極とし、コンク
リート内部の鋼材を内部電極とし、外部電極間、及び/
又は外部電極と内部電極間に、コンクリート表面に保持
された電解質溶液を介して電流を印加する方法におい
て、電解質溶液中の塩分濃度を測定し、該塩分濃度が所
定の値以上になったことを検知して通電処理を終了する
ことを特徴とするコンクリートの処理方法である。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。使用する
電解質溶液としては、通電期間中の電解質溶液のpH値
を7以上、つまり、中性領域、又はアルカリ性領域に保
つことができるものであれば、特に限定はされない。こ
れは、電解質溶液中のpH値が外部電極の電極反応によ
り、酸性側になると、脱塩処理によりコンクリート構造
物から電解質溶液中に溶解した塩素イオンの一部が、塩
素ガスとして大気中に放出される為、電解質溶液中の塩
分濃度の正確な測定ができない。
【0009】電解質溶液が中性領域、又はアルカリ性領
域であると塩素ガスが水酸イオンと反応し、塩素イオン
の状態で電解質溶液中に存在することが可能である。こ
こで電解質溶液としては、例えば、高濃度(液濃度0.
1規定以上)のアルカリ性水溶液の使用、又はpH値を
7以上に保つ為に連続的、又は断続的にアルカリ性水溶
液(液濃度0.01規定以上)を補給される電解質溶液
の使用等がある。
【0010】例えば、アルカリ性水溶液としては、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸
化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カ
リウム、亜硝酸カルシウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸カ
リウム等が挙げられる。また、電解質溶液中のpH値を
7以上に保つ為に、電解質溶液のpH値を測定する方法
を併用しても良い。
【0011】電解質溶液中の塩分濃度を測定する方法と
しては、一般的な方法で良く、.塩素イオン選択性電
極を用い、イオン選択性膜の膜電位によってイオン濃度
を測定する方法、. 電解質溶液を連続的、又は断続的
に自動、又は手動にてサンプリングし、硝酸銀等を利用
した中和滴定法により、自動、又は手動で測定する方
法、. との組み合わせにより、測定する方法等が
ある。
【0012】の塩素イオン選択性電極を用いて、塩素
イオン濃度を測定する方法の中で、一般的には、検量線
法、標準添加法、電位差滴定法等の測定方法があるが、
いずれの測定方法、又は組み合わせにより測定しても良
いが、最も簡便に測定が行なわれる検量線法の使用が好
ましい。
【0013】コンクリート表面に設置する外部電極の材
質としては、普通の鉄筋・金属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。具体的には、チタン、
チタン合金、白金、及び/又はそれらでメッキされた金
属、炭素繊維、炭素棒の炭素、体積抵抗率が10 3
Ω・cm以下の導電性を有する有機高分子である。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。尚、通常のコンクリートの
体積抵抗率は、103 〜104 Ω・cm以下が好ましく、
10Ω・cm以下が最も好ましい。
【0014】コンクリート表面に設置する外部電極の形
状としては、格子状、亀甲状、菱形状、リボン状、線
状、棒状、シート状のいずれでも良いが、特に好ましく
は、格子状、又は亀甲状である。
【0015】電解質溶液を吸着、もしくは、保持する材
料としては、パルプ、布及び不織布等の繊維状物質及
びシート、ゼオライト、シラスバルーン及び、発泡ビ
ーズ等の無機、有機の多孔質材料、吸水性の有機高分
子等が挙げられる。更に、それらの組み合わせ、また
は、成形物の使用が好ましい。
【0016】使用する電流密度としては、0.1A/m
2 以上が好ましく、0.5A/m2がより好ましく、
1.0A/m2 以上が最も好ましい。
【0017】電解質溶液中の塩分濃度測定時期は、通電
処理中、又は通電一時停止期間中のいずれの時期でも良
く、特に限定はされない。又、電解質溶液中の塩分濃度
が所定の値以上になったことを検知して通電処理を終了
する。ここで所定の値を求める方法としては、数1の式
を使用した。
【数1】 ここで X:電解質溶液中の塩分濃度(g/l) V:通電処理を行うコンクリートの体積(m3 ) A:通電処理終了時のコンクリート中の塩分濃度(kg
/m3 ) P:通電処理前のコンクリート中の塩分濃度(kg/m
3 ) L:電解質溶液の液量(l) 具体的には、通電処理終了時のコンクリート中の塩分濃
度をA=1.0kg/m3 (フリーデル氏塩0.4kg
/m3 を含む)とすると、電解質溶液中の塩分濃度は、
コンクリート体積V、処理前のコンクリート中の塩分濃
度P、電解質溶液の液量Lにより決定される。例えば、
コンクリート体積V=0.05m3 、電解質溶液の液量
L=20l、処理前のコンクリート中の塩分濃度P=
3、6、10kg/m3 とすると、 P= 3kg/m3 の場合、X= 5.0g/l P= 6kg/m3 の場合、X=12.5g/l P=10kg/m3 の場合、X=22.5g/l となる。このX値が所定の値であり、電解質溶液中の塩
分濃度がこの値以上であると通電処理を終了しても問題
無いレベルである。
【0018】
【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例には限定されるものでは
ない。 実施例1 セメント100重量部に細骨材250重量部、粗骨材3
50重量部を混合し、水セメント比54%で、塩素イオ
ンがセメント100重量部に対して、2重量部となる様
にNaClを含有したコンクリートを混練した。このコ
ンクリートを用いて、内部にφ13mmの異形鉄筋5を
一本組み込んだ10cmφ×20cmの塩分含有コンク
リート供試体6を作製した。作製した塩分含有コンクリ
ート供試体6は、容器4の中の木製の架台8上に設置し
た。塩分含有コンクリート供試体6の外側を囲うように
に外部電極として、円筒形のチタン/白金めっき電極3
を設置した。電解質溶液7としては、液濃度が0.1規
定の水酸化リチウム溶液を10リットル使用し、容器4
内に満たした。塩分含有コンクリート供試体6の内部に
組み込んだ異形鉄筋5をマイナス極とし、塩分含有コン
クリート供試体6の外側に設置した外部電極をプラス極
として、リード線2を介し、直流電源装置1に接続し、
電流密度を1A/m2 の条件にて約1ヶ月間通電した。
電解質溶液7の液状態を均一にする為、容器4の下部に
マグネティックスターラー10を設置し、常に電解質溶
液7を撹拌する様にしておいた。通電処理期間中の電解
質溶液7の塩分濃度測定は、イオン選択性電極を使用
し、検量線法にて実施した。結果を得るまでに要した時
間は、極短時間であった。結果を表1に示す。
【0019】<コンクリート供試体用使用材料> セメント:電気化学工業(株)社製 普通ポルトランド
セメント 水 :水道水 細骨材 :姫川産川砂 比重=2.62 F.M.=
2.75 粗骨材 :姫川産砕石 比重=2.65 F.M.=
6.26 NaCl:食卓用精製塩 NaCl純度 99.0%
【0020】<塩分濃度測定装置>ポータブル イオン
メーター Model 290A((株)日科機製) <塩分濃度測定方法>あらかじめ濃度既知の標準溶液に
よって、検量線を作製する。試料溶液におけるイオンセ
ンサー出力を測定し、検量線の電位と比較して、イオン
濃度を求める。
【0021】
【表1】
【0022】参考例として、コンクリート供試体中の塩
分濃度をJCI SC4法に準拠し実測した。コンクリ
ート中の塩分濃度を測定する手順としては、コンクリ
ート構造物からの分析用供試体のコアリング(必要日数
1日)、分析用供試体の分析室への送付(必要日数1
日)、分析用供試体の切断(必要日数0.5日)、
切断供試体の粗粉砕次いでび微粉砕し、分析用測定試料
とした(必要日数1.5日)、分析用測定試料の調整
及び分析を実施した。コンクリート中の全塩分量の定量
方法として、塩化物イオン選択性電極を用いた電位差滴
定法にて行った。方法としては、測定試料を硝酸溶液
(2N)を加えて溶液のpHを3以下とし、加熱煮沸し
て全塩分を溶解した後、不溶分を濾過洗浄した。濾液を
分取し、塩化物イオン選択性電極を用いた電位差滴定装
置にセットし、N/200硝酸銀溶液で電位差滴定した
(必要日数1日)。従って、この方法では、分析用測定
試料の調整及び分析を行い、コンクリート供試体中の塩
分濃度の結果を得るまでに5日間程度の時間を要した。
ここでコンクリート供試体中の塩分濃度計算方法として
は、数2の式を使用した。
【数2】 ここで A:コンクリート供試体の塩分濃度(kg/m3 ) P:通電処理前の供試体塩分濃度(kg/m3 ) X:電解質溶液中の塩分濃度(g/l) L:電解質溶液の液量(l) V:コンクリート供試体の体積(m3
【0023】表1より、電解質溶液中の塩分濃度を測定
し、コンクリート供試体中の塩分濃度を計算した値と、
参考例におけるJCI SC4法により実測したコンク
リート供試体中の塩分濃度測定値とを比較すると、相関
係数r=0.975にて正の相関有しており、電解質溶
液中の塩分濃度を測定することにより、より簡便に、即
時に脱塩状態を把握できることが可能である。この結果
から、本発明では、従来のコンクリート構造物の含有塩
分濃度を測定するために試料の採取、試料の調整、及び
塩分濃度測定を経て結果を得るまで一週間程度の多大な
時間を要していたものが不要となり、多大な時間等の大
幅な工数を削減することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明において、電解質溶液中の塩分濃
度を測定することにより、コンクリート構造物中からの
塩分の除去状態が、より簡便に即時に把握できる。又、
通電処理中のコンクリート構造物中の含有塩分濃度を定
量することが可能であり、脱塩処理の終了を決定するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1に用いたテスト装置の概略図である。
【符号の説明】
1 直流電源装置 2 リード線 3 チタン/白金めっき電極 4 容器 5 異形鉄筋 6 塩分含有コンクリート供試体 7 電解質溶液 8 木製架台 9 撹拌子 10 マグネティックスターラー 11 ポータブル イオンメーター

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート表面に設置した電極を外部
    電極とし、コンクリート内部の鋼材を内部電極とし、外
    部電極間、及び/又は外部電極と内部電極間に、コンク
    リート表面に保持された電解質溶液を介して電流を印加
    する方法において、電解質溶液中の塩分濃度を測定し、
    該塩分濃度が所定の値以上になったことを検知して通電
    処理を終了することを特徴とするコンクリートの処理方
    法。
JP6257111A 1994-10-21 1994-10-21 電気化学的処理を利用したコンクリートの処理方法 Pending JPH08119768A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398945B1 (en) 1999-07-22 2002-06-04 Infrastructure Repair Technologies, Inc. Method of treating corrosion in reinforced concrete structures by providing a uniform surface potential
JP2006327905A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Fuji Ps Corp コンクリート構造物の脱塩方法
JP2006327910A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Fuji Ps Corp コンクリート構造物の電気化学的脱塩方法
JP2018199596A (ja) * 2017-05-26 2018-12-20 株式会社ピーエス三菱 脱塩システム及び脱塩工法

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