JPS61221434A - 老朽化した鉄筋及び鉄骨コンクリ−トの構造物及建造物の蘇生法 - 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】 元来鉄筋コンクリートは、セメントのＰＨ１２，５の強
アルカリの中に鉄筋が存在して防錆され、又コンクリー
トが鉄に密着して、連年強度を増し、鉄筋の強度と、コ
ンクリートの強度と相乗効果で其の価値を高めて来た。

ところが最近、骨材が従来の無塩分の川砂、バラスでな
くなり、塩分を含む骨材を利用する様になり、コンクリ
ート中のＣ１量が増大した。

又コンクリートに混入される集材中にも、Ｃ１が存在し
てコンクリート中の鉄筋はＣ１漬の状態にある。其の上
、■都市交通量の増大とスピードアップによる微震動は
、日本の宿命である地震と共に、建造物にクラックを生
ぜしむる原因ともなって居る。■又此の排気ガス蚊に産
業用の排気は、上空で光合成され、そのガスを含んだ酸
性雨は、硫酸、硝酸、塩酸の稀混合液で、降雨時の初期
降水時に多量に含まれ、此の雨水はコンクリート壁面の
中性化に、従来の炭酸ガス説よりも重大な影響を与えて
居る。■就中クラックから侵入した雨水は、コンクリー
ト内部に包蔵するＯＲと相俟って、鉄筋腐蝕に重大な原
因となって居る。

元来コンクリートの中性化は、コンクリート中の水酸化
カルシュームが、炭酸ガスと反応して、炭酸カルシュー
ムになるので、空気中で表面から徐々にアルカリ性が失
われて行く、又コンクリートが水に接して居ると、水酸
化カルシュームが溶出して中性化する、此の様にコンク
リートの中性化の宿命を持った性質に、前述の外圧条件
が負荷されると、其の壁面に施行された塗装の防水性で
、雨水は壁外に出る事が出来ず、壁内に残留滞留して、
鉄の腐蝕に拍車をかけて居る。元来鉄の腐蝕は水分の存
在下のみでも進行するのであるが、その上Ｃ１があるの
でたまったものではない、■この水分を短時間に、コン
クリート壁外に出すか、◎雨水の侵入を徹底的に防止す
るか、Ｏ鉄筋そのものを防錆処理してこの水分からの腐
蝕を防ぐか、■鉄筋自から腐蝕しない様に、鉄本来の性
質を変えるかしか、その方法はない。Ｏは新築の場合エ
ポキシ樹脂を被覆した鉄筋や、亜鉛鍍金した鉄筋を利用
すれば、防錆の目的は達せられるが、現在老朽化した建
物に施行出来ない。そこで現在は◎の方法しか施行され
て居ない現状である、ところが防水のみでは根本的な老
化蘇生には連がらない、そこで発生したのがリフリート
工法であるが、此の工法はコンクリートの活性化を図る
と同時に、そのアルカリ性によって鉄の防錆をすると云
う事で、再び前記雨水の侵入が繰返されたとすれば、再
び同じ弱点をさらすのみである、そこで本特許はコンク
リートの、本来の性質より起因する老化を除くセメント
、鉄との特質を考えて、鉄筋コンクリート建造物の老化
を蘇生させ、然も強度を持続させる方法を解決した。

■　中性化したコンクリート壁面、反省化した下地や塗
膜は、鉄の腐蝕個所迄削り取り、その場所を補修後、そ
の壁面にリチュウムシリゲートを主成分として、特殊調
合の硅酸アルカリ水溶液を、その劣化した壁面に刷毛、
ローラを利用して含浸させる工法を、従来用いて居るが
、此の溶液が深部に到達せず、コンクリート全部の活性
に連がらない状態である。

そこで本性では真空ポンプによって常時空気を吸入し、
ゴムの外輪唇で内部の真空を保つ。吸盤バットで壁面に
保持固定された。圧入機によって。５１／ＩＫＦで液を
徐々に壁面より深部に達するよう圧入する方法を採用し
た。移動は吸盤バットの内部へ空気を入れ、内圧を上げ
吸引を止めて、他に移動し再び圧入を開始するものであ
る。

■　前記コンクリートの活性で本性は終りではなく、乾
燥が充分された後コンクリート内部の亀裂部分の接着を
行う。壁面から５０″ｇの穴を穿孔して従来比の場合ボ
ンドを使用するが、本性ではＥボンドによる接着を行う
。これはボンドの電気抵抗で鉄筋に附着したボンドが附
着したところとして居ない場所で電蝕を生じるので、電
気抵抗の少いＥボンドを用いるのである。猶、此の場合
注入口に附着したＥボンドは、除去して置く事が必要で
ある。

それは壁面陽極と短絡するので、Ｅボンド注入口は前記
処理後ボンドで閉塞する。

次に壁面に走って居るひ望割れは、雨水の流入防止と壁
面を接着する為めに、Ｕカット（深さ１０χ、巾１０″
ｇ）を施行してからボンドで接着する。此の場合壁面は
Ｅボンドを使用しない。（これは壁面に設定する陽極の
為めで後述。）従来はコンクリートの活性化を行わない
で劣化の侭接着をして居るが是は全く意味がなく本性の
方がコンクリートの強度が出るのである。

■　鉄筋コンクリートは前記処理後、防水塗料の塗装を
施行せば防水が保たれて雨水の侵入が無くなり。強度も
保て腐蝕からも救えるが、再びなんらかの要因で雨水の
侵入を可能にさせる、要因が生じた場合再び腐蝕が初ま
る、特に鉄は水と溶存酸素の作用によって腐蝕を生じる
、このとき鉄表面では鉄イオン化するアノード反応（酸
化反応）と、酸素が還元するカソード反応（還元反応）
とが、次式の様に進行し腐蝕電池が形成される。

アノード反応　Ｆｅ　−＋　Ｆｅ”　−）−２ｅ力ソー
ド反応　０．　＋　２Ｈ２０＋４ｅ　−４０Ｈこの様に
して錆と腐蝕が生じる。

そこでこの性質を利用して、鉄筋の防蝕に外部流入直流
電源方式によって、鉄筋に防蝕電流を通電し、鉄筋自か
らが水による腐蝕をしない物質に変化させる方法をとっ
た。前述の腐蝕電池から鉄筋にはｅの電流（以下腐蝕電
流と称す。）が生じる。これを外部から陰極防蝕電流を
供給すると、外部からの防蝕電流と、アノードに残存す
る腐蝕電流の和は、カソードに流入する全電流に等しい
と云う関係が成立する、従って防蝕電流が供給されて居
る場合は、腐蝕電流は減少し、さらに大きな防蝕電流が
供給されると、腐蝕電流が消滅し金属は完全に防蝕され
る。これが外部直流電源法と云う。

そこで本方法によると維持管理について、■発生する水
の分解ガスの水素と酸素発生圧を低下させる為め、（水
素は鋼を脆化させる、又コンクリートと鉄筋の剥離が生
じる）、通電を時々停止する必要がある。■此の通電停
止時に腐蝕電流の確認をセンサーで行い、腐蝕電流が発
生して居ると続いて通電を行い、腐蝕電流が発生して居
ないと腐蝕は停止して后るので、通電を停止する。元来
コンクリートは不電導体で、乾燥すればコンクリートの
強アルカリで、腐蝕は停止する。従って腐蝕電流が生じ
ない。さて鉄筋を電気防蝕する時は、必要以上に陰分極
しない様に注意せねばならない。又過防蝕すると種々の
障害が予想される、代表的な障害は陰分極により発生す
る水素に起因することが知られて居る。鉄の様に水素を
吸蔵すると、前述の如く脆化しやすい材料、は、過防蝕
によって水素割れを起すことがある。水素割れは鉄筋と
して用いられる高張力鋼材はど、敏感に反応する傾向が
ある。又過度に防蝕電流を流すと、ＰＨがアルカリ化し
て、亜鉛鍍金鉄筋においては両性金属の溶解、樹脂塗装
鉄筋においては、塗膜の剥離が起きる事が懸念される。

したがって電気防蝕は用いる材料によって、適正な防蝕
電位と管理電位幅とを設定しなければならない。

又そこで入電の都度腐蝕の状態によって、電流量が違う
ので、入電から電流量を徐々に増して、保安電位をセレ
クトする必要がある。

然し此の性質を利用して、微量乍ら水分を分解して、壁
外に追い出し、又此のガスの圧力低下の為めに行う通電
停止時に、腐蝕電流の発生の有無の点検が出来る、コン
クリート建造物はその日照、通気、建造物の立地環境等
によって、その四面の鉄筋の腐蝕状態が違う、又其れに
よるクラックの状態も違うが、絶えず湿って居る所や、
日当りの悪い所は条件として悪い様である。

ところで、現在老朽化して居る鉄筋コンク、リート建造
物の、コンクリートの中性化、鉄筋の腐蝕状態、モルタ
ルの浮状態を診断せねばならない。コンクリートの中性
化はフェノルフタレインの含浸で色の識別で行い、鉄筋
の腐蝕はテストハンマーで打撃し、其の音によって診断
をして居る原始的な方法で、目下超音波や超短波による
エコーの読みとり、赤外線による診断等が開発されて居
るが、本性では防蝕電流の鉄筋に通電したときに、コン
クリート壁面の陽極に流れる微電流の電位の変化による
鉄筋の腐蝕検査法と、鉄筋の通電の悪い場合は、鉄筋に
磁力を通じ、コンクリートの外壁に放射される磁力のガ
ウスを測定する事で、鉄筋の腐蝕状態を知る事にした。

猶、此の場合壁内の鉄筋に磁場が出来るので、電磁記憶
装置、其の他エレクトロニクスの使用されて居る場所は
、其の装置に防禦装置を施すか覆をして行う。但し診断
の場合磁力を用いると、コンクリートの透過が良いので
一番確実である。

■　さて壁内壁面の接着を行って、老朽鉄筋コンクリー
ト建造物の強化を行った後、電極の作成にか−る、鉄筋
腐蝕状態検定時に陰極は出来上って居るが、その方法は
センサーで調査した電位の変化が激しい場所、通常鉄筋
の接合部分である。此の場所をＥボンドの注入によって
通電を円滑する、猶完全に腐蝕して居る場合は、其の腐
蝕個所迄鉄筋を露出して、鉄筋を溶接するか番線で接合
し、Ｅボンドで電気的接合を行って、建物の鉄筋全部を
電気的に一体化する。これで陰極は完全にコンクリート
内に出来上る。又陰極の露出部分は絶縁せねばならない
。通常の露出部分は鉄筋のむき出し部分である。其の他
は窓枠部分、非常口階段部分であるが、此の部分にクラ
ックの見掛けるのは、腐蝕電流の短絡部分で、金属部と
コンクリート壁面の接合部分に、電気抵抗のある樹脂又
はボンドを塗布して、陽極板の壁面と陰極の延長部の金
属が、短絡しない様にする事が大切である、窓枠サツシ
が鉄筋に接合されて居る為である。建造物の状況によっ
て或は同一建造物にあっても、雨が降り続いてしっぽり
濡れて居る時、異状乾燥が続く時、実質的に云えばコン
クリート壁内の水分が飽和点に達した時、或は湿潤の状
態の時、乾燥して居る時と、腐蝕電流、電位が違う、又
情況により相当な相異があるので、建造物の大小にもよ
るが、維持管理電源は巾広く確保して置く必要がある。

次に陽極の作成であるが、建造物の大きさにもよるが、
壁面を四面に分割して極を設ける。東西南北で日照の良
い方向は比較的に、内部乾燥が早い、日陰部は乾燥が長
期にわたる、そこで四分割した陽極は壁内の乾燥が終れ
ば、腐蝕電流も消滅するので、通電を切り、電流を減す
る事によって節電を行う。

さて四分した壁面に１０１１１巾、１０１１１深の溝を
、建物の窓ひさし等、設計デザインの状態に合わせて、
分割し約１ｍ間隔で基盤の目の如く、壁面にそってＵカ
ットに研削をして、前述鉄筋表面積に応じた電流を、流
すのに必要な電線を、此の溝にＥボンドと共に壁面に密
着する様に接着し、壁面全項を陽極化する為めの送電幹
線として埋設し、其の上に東し製トレカノ布（８００％
−１，０００％巾）をＥボンドで接着する。これは壁面
全面陽極化させる為に通電性カーボン布を用いるもので
あるが、コンクリートの表面に出来るクラック防止に威
力を発揮するもので、新築の際に建造物全壁面に展張す
るとクラックの発生防止に威力がある。

次に此の上から、■通電性で、０通気性があり、■防水
性のある塗料を、コンクリートの全壁面に塗装する。通
常塗料は色調、仕上りの美しさ、防水をする事と、その
持久性と耐久性で其の使命を足れりとして来たが、此の
工法では其の他に通電通気の任務を附与した。

通電は壁面に密着した電極にする為め、通気はコンクリ
ート内部の水分を外部に出させて、コンクリート壁内の
乾燥を保たさせる為めである。

以上の作業で老朽化した鉄筋コンクリート建造物の、蘇
生法は終るが一つとして不必要なものがない、全部が建
造物の強化につながるもので、手抜きの出来ないもので
ある。

手続補正書　（自発） 昭和６０年８月Ｚ日 １、事件の表示 昭Ｐａ６０年特許願２３６２６８９　　号２、発明の名
称 老朽化した鉄筋及び鉄骨コンクリートの構造物及建造物
の蘇生法 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 氏　　名　　　内　　１）　欣　　− ４、代　理　人 明　　　　細　　　　書 １、発明の名称 鉄筋コンクリート建造物における鉄筋防蝕方法及び鉄筋
の腐蝕状態検出方法 ２、特許請求の範囲 １、鉄筋コンクリート建造物に外部直流電源を接続して
、当該建造物のコンクリート壁面を７ノードに、また、
鉄筋をカソードに各々設定し、鉄筋をカソード分極して
その腐蝕を防止することを特徴とする鉄筋コンクリート
建造物における鉄筋防蝕方法 ２、コンクリート壁面に凹溝を刻み、当該凹溝に電線を
埋設して通電性のボンドで接着し、その上面に炭素繊維
層を、次いで、通気性及び防水性を有する塗料を順次積
層してコンクリート壁面の全面を７ノードにすることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の鉄筋コンクリ
ート建造物における鉄筋防蝕方法３、鉄筋の接合部分に
通電性のボンドを注入して建造物の鉄筋の全てを一体的
にカソードにすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項に記載の鉄筋コンクリート建造物における
鉄筋防蝕方法 ４、外部直流電源により、防蝕電圧を１．０〜１．５ｖ
に設定し、防蝕電流密度を１０〜９０ｍＡ／ｍ２の範囲
で漸次増加するように通電することを特徴とする特許請
求の範囲第１．２又は３項に記載の鉄筋コンクリート建
造物における鉄筋防蝕方法 ５、外部直流電源による通電を断続的に停止してカソー
ド分極によって生ずる水素の分圧を低下させることを特
徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれが１項に記
載の鉄筋コンクリート建造物における鉄筋防蝕方法 ６、外部直流電源系内にセンサーを組み込んで、通電停
止時に建造物内の腐蝕電流又は電圧の有・無をセンサー
で検知し、腐蝕電流又は電圧の検知時には外部直流電源
による通電を継続することを特徴とする特許請求の範囲
第５項に記載の鉄筋コンクリート建造物における鉄筋防
蝕方法 ７、鉄筋コンクリート建造物に外部直流電源を接続して
、当該建造物のコンクリート壁面を７ノードに、また、
鉄筋をカソードに各々設定し、鉄筋をカソード分極する
際に、外部直流電源による通電を一時的に停止して、こ
の外部直流電源系に組み込んだセンサーで上記建造物内
の腐蝕電流又は電圧の有・無を検知することを特徴とす
る鉄筋コンクリート建造物における鉄筋の腐蝕状態検出
方法 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は、鉄筋及び鉄骨コンクリートの構造物又は建造
物（以下［鉄筋コンクリート建造物」という）における
鉄筋防蝕方法並びに鉄筋の腐蝕状態検出方法に関し、鉄
筋をカソード分極して鉄材の腐蝕を電気化学的に防止す
るとともに、当該腐蝕の進行の有無を容易に検知できる
ものを提供する。

〈従来技術及びその問題点〉 一般に、鉄筋コンクリート建造物においては、コンクリ
ート壁中の水分は主に水酸化カルシウム水溶液として存
在するため、鉄はこの強いアルカリ性環境（ＰＨＨＩ３
２．５）の下で不動態皮膜をつくり、腐蝕作用から有効
に保護される。

しかしながら、以下の諸理由により、コンクリート壁中
の鉄筋は徐々に腐蝕してゆく。

（１）空気中の炭酸ガスはフンクリート壁中の水酸化カ
ルシウムと反応して炭酸カルシウムになり、雨水等で炭
酸カルシウムが溶出すると、コンクリート壁は空気に触
れる外壁から徐々に中性化してゆく。

（２）セメントに混入する砂は、骨材として理想的な川
砂に代えて、山砂や海砂を使用するようになった。

山砂は泥分が多く、それだけ水分を余分に必要とするの
で、ヒビ割れの原因となり、組織に気泡が増え、上述の
ように、炭酸ガスがしみ込み易くなってコンクリート壁
を中性化する。

また、海砂は塩分を含み、鉄筋を内部から腐蝕してゆく
。

（３）　最近の交通量の増大に伴う車両の微振動や地震
は建造物にクランクを生ぜしめる原因となる。

一方、車両や工場から排出される〃スはＮＯｘやＳＯｘ
を発生させて酸性雨をもたらすので、上記クラックから
浸入した酸性雨はコンクリート壁を中性化してゆく。

（４）従って、（１）〜（３）に示すように、コンクリ
ート壁が中性化されてＰＨ値が減少すると、当該壁中の
鉄筋は活性態となり、酸化を起こす方向に熱力学的平衡
がずれるので、鉄はクラックからコンクリ−Ｆ壁内に侵
入した雨水とこの雨水中に溶存する酸素によって腐蝕し
てゆく。

また、鉄筋がさびると、このさびによって鉄筋の体積が
増え、これがさらにクラックを増大させて、次第に事態
を悪化させてゆく。

しかも、コンクリート壁の外表面には通常、防水塗装を
施すので、一旦コンクリート壁内に侵入した雨水は壁外
に出ることができずに内部に残留し、鉄の腐蝕を一層進
行せしめる。

ここで、鉄筋の腐蝕機構を述べると、模式的には、以下
に示すような一種の腐蝕電池が鉄筋の周囲に形成される
ものと想定できる。

即ち、鉄表面ではＦｅから電子が奪われて（即ち、酸化
されて）Ｆｅ２＋になる７ノ一ド反応が、また、水／酸
素系では系内に電子を取り込んで０２の還元が行なわれ
るカソード反応が各々進行するものと考えられる。

７ノ一ド反応 ２Ｆｅ−２Ｆｅ２◆＋４ｅ−＝＜　１　）カソード反応 ０２＋２Ｈ２０＋４ｅ−→４０Ｈ−・・・−（ＩＦ）全
反応 ２Ｆｅ＋Ｏｚ＋ＨｚＯｎ２Ｆｅ”　＋４０８−そこで、
この鉄筋の腐蝕を防止する従来技術としては、例えば、
鉄筋をエポキシ樹脂で被覆したり、亜鉛鍍金して鉄筋自
体を防錆処理するものがあるが、これらは新たな建造物
を造るときには適用できても、既存のコンクリート建造
物には適用がＪｌｌである。

さらに、雨水の侵入を完全に防止して鉄筋な防蝕する方
法も考えられるが、都市環境が曹達した通りである以上
雨水を完全に遮槓することは難かしく、また、炭酸〃ス
によるコンクリートの中性化は容易に抑制できない。

因みに、最近性なわれている防蝕方法としては１７７リ
ートエ法があるが、当該工法はリチウムシリケートを主
成分とするアルカリ水溶液を劣化した下地や老化塗膜か
らコンクＩＪ−）壁内に緩やかに圧入して当該アルカリ
分により鉄筋の防錆を行うものであって、本質的に、雨
水の侵入を遮断するものではないので、再び雨水の侵入
が繰り返されてＰＨ値の減少が進むと鉄のコンクリート
壁を防止し得ない、また、なによりも腐蝕の進行状況を
判断することもできない。

本発明は、上記問題点を解決することを技術的課題とす
る。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は鉄筋の腐蝕状況を検知して、その腐蝕を電気化
学的に防止して、簡便、確実に鉄筋を防蝕するものであ
る。

即も、本発明は、鉄筋コンクリート建造物に外部直流電
源を接続して、当該建造物のコンクリ−ト壁面を７ノー
ドに、また、鉄筋をカソードに各々設定し、鉄筋をカソ
ード分極してその腐蝕を防止する鉄筋コンクリート建造
物における鉄筋防蝕方法並びにこのカソード分極に際し
、外部直流電源による通電を一時的に停止して、この外
部電源系に組み込んだセンサーで腐蝕電流又は電圧の有
無を検知する鉄筋コンクリート建造物における鉄筋の腐
蝕状態検出方法である。

上記建造物は新規に建造するものでも、既存のものでも
良い。

また、鉄筋は、一般に、コンクリート壁の縦横に埋設さ
れて接続部分を番線で巻き締めているが、場合によって
は、アーク溶接を行なったり、通電性のボンド、例えば
、通常のボンドに炭素繊維粉末を混入したものを接着し
て当該接続部分の導電性を良好にしてもよい。そして、
これらの鉄筋群の所定箇所に外部直流電源のカソード側
を接続する。

一方、新築の建造物ζ・は、これらの鉄筋間を電線で接
続しておくと良い。

コンクリート壁の外表面には、例えば、導電性の塗膜を
装着、或いは、塗装したり、網目状の導体を敷設して、
路外壁全面を均一な導電状態に形成し、その一端に外部
直流電源の７ノード側を接続する。

外部直流電源は、バッテリをはじめ、交流電源を整流し
たものでも差し支えない。

当該外部直流電源に組み込むセンサーは、例えば、検流
計や電位差計である。

〈作　用〉 外部直流電源によって、鉄筋に腐蝕電流を流すと、Ｆｅ
に電子が供給されて、前記（Ｉ）式の標準電極電位、即
ち平衡電極電位より鉄筋の電位が低くなるので、（１）
式の平衡は左に傾き、Ｆｅは腐蝕図（第４図参照）にお
ける安定域に持ちこされる。

また、外部電源による通電を停止した場合、鉄筋の腐蝕
が進行していると、上記（Ｉ）式及び（ＩＩ）式の酸化
・還元反応による腐蝕電池がコンクリート壁内に形成さ
れることを意味するので、当該電池を起電力として腐蝕
電流が鉄筋とコンクリート壁中の水／酸素系との間に流
れ、外部電流系に組み込んだセンサーがこの電流又は電
圧を検知することになる。

〈発明の効果〉 直流電源によって外部から鉄筋に防蝕電流を流すと、カ
ソード分極によってＦｅを安定域に持ち込めるので、鉄
筋自体を腐蝕しない性質に変化せしめることができ、鉄
筋を簡便、且つ、確実に防蝕できる。

また、腐蝕電流又は電圧の有・無をセンサーで検知でき
るので、腐蝕が進行しているか停止しているかを容易に
判断でき、防蝕管理を円滑に行なえる。

即ち、センサーが腐蝕電流（又は電圧）を検知しなけれ
ば、防蝕電流の通電停止を継続すれば良いし、腐蝕電流
（又は電圧）を検知すれば、その大きさに応じて防蝕電
流を増減して、通電の継続を行なえれば良いので、適切
な防蝕を行なえるとともに、外部電源の節電ができる。

〈実　施　例〉 以下、第１図及び第２図に基いて本発明の防蝕方法を順
次説明し、比較例と対照しながら、鉄筋に本防蝕法を施
した場合の変化を調べた。

〈防蝕実施例〉 （１）コンクリート活性化工程 中性化したコンクリート壁面、或いは劣化した下地や塗
膜を鉄の腐蝕箇所まではつり、錆落としを行なったのち
、コンクリート壁を真空引きしながら、圧入機により１
　ｋｇ／ａｍ２以内の圧力でリチウムシリケートを特徴
とする特殊調合の硅酸アルカリ水溶液を劣化部分から深
部にかけて徐々に圧入して、コンクリート壁の強化とア
ルカリ化（即ち、活性化）を図った。

（２）接着剤注入工程 コンクリート壁を活性化し、壁内の乾燥を確認したのち
、コンクリート壁の内部及び表面を走るクラックに接着
剤を注入した。

即ち、まず、コンクリート壁内部に走るクラックに対し
ては、壁面から深さ５０ｍｍの注入孔を穿設し、この孔
に通電性ボンドを注入した。　この場合、通常の絶縁性
ボンドを使用すると、電蝕の虞れがあるので、電極抵抗
の小さい通電性ボンドを使用した。

また、注入孔の内壁に通電性ボンドを付着したままにし
ておくと、後述するコンクリート外壁の壁面７ノード電
極とこの注入孔との間で外部流入電流が短絡する虞れが
あるので、当該通電性ボンドを除去したうえで、注入孔
に通常の絶縁性ボンドを注入した。

他方、外壁表面に走ったクラックに沿ってＵカット溝を
刻み、絶縁性ボンドを注入して当該溝を閉塞した。

（３）カソード設定工程 コンクリート壁２内を縦横に走る鉄筋１間の接合部分は
電位変化が激しいので、この部位に通電性ボンドを注入
して通電を円滑にし、鉄筋の全てを一体化してこれをカ
ソードに設定した。

また、鉄筋に腐蝕部分があれば、アーク溶接をするか、
或いは、この部分に番線を巻き付は通電性ボンドを接着
するなどして、鉄筋全体を電気的に連続せしめる。

この場合、カソードに露出部分があると、この露出部分
とコンクリート外壁の壁面７ノード電極との間で短絡が
起こる虞れがあるので、鉄筋のむき出し部分、或いは窓
枠部分（この部分は鉄筋に接合させている）等に絶縁性
の樹脂又はボンドを塗布して短絡を防止することが必要
である。

（４）７ノード設定工程 一般に、鉄筋コンクリート建造物はその日照、通気、建
造物の立地環境等により、建造物の四面の鉄筋の腐蝕状
態やクラックの状態も違うので、この建造物の側壁毎に
アノードを４分割した。

以下、建造物の一側壁を均質な７ノードとするための工
程を述べる。

まず、コンクリート外壁面に沿って、略１ｍ間隔で基盤
状にＵカット溝３を刻み、同じ＜１ｍ間隔の網目状に形
成した電線４を当該Ｕカット溝３に嵌入したのち、通電
性ボンド５を注入して電線をこの凹溝３に接着した。

そして、網目状の当該送電幹線４上に、炭素繊維層６を
均一に積層して、これを７ノードに設定した。

上記炭素繊維層６は、炭素繊維で形成した１ｃｍ画のラ
ス体を電線上に配置してモルタルを塗布するか、炭素短
繊維を混入したモルタルを塗布す、るか、或いは、炭素
繊維布地を通電性ボンドで接着して構成する。

この炭素繊維層６は通電の均一化を促進するとともに、
その引張り強さによりコンクリート外壁の強度を高めて
クラックの発生を防止するためのものである。

しかも、炭素繊維層６には、さらに通電性及び防水性の
ある塗料７、例えば、シリカ系樹脂塗料を塗布した。

これは、外部からの雨水の侵入を遮断するとともに、コ
ンクリ−）壁内からの水蒸気の拡散を促進してコンクリ
ート壁内を乾燥状態に保つためのものである。

（５）防蝕電流通電工程 バッテリ電源８のカソード側を鉄筋１に、また、７ノー
ド側をコンクリート外壁面２に接続するとともに、当該
バッテリ電源８には電位差計１０、開閉スイッチ１１及
びタイマ１２を各々接続した。

一般に、防蝕電流を流すと、コンクリート壁中の水分は
電気分解を受けて水素、酸素を発生するので、鉄筋には
カソード分極による水素が吸着して水素脆性を起こすと
ともに、水素及び酸素の圧力で鉄筋とコンクリート壁と
の剥離が生ずる。

また、この傾向は、過防蝕、即ち、必要以上のカソード
分極によって必然的に助長され、特に、高張力鋼材はど
敏感に反応してしまう。

しかも、過防蝕ではＰＨ値が増大するので、亜鉛メッキ
をした鉄筋では亜鉛が溶解し、また、樹脂塗装をした鉄
筋では塗膜剥離を起こす懸念がある。

従って、上記電気防蝕には、コンクリート壁の中性化、
鉄筋の腐蝕状態、或いはコンクリート壁面の膨張状態等
の程度に合わせて適正な通電管理を行なう必要がある。

因みに、鉄筋コンクリート建造物の腐蝕状態測定方法と
しては、例えば、コンクリート壁面と鉄筋との間を流れ
る微電流の変化を検知する方法や、鉄筋の通電が悪い場
合には、鉄筋に磁力を通じ、コンクリートの外壁に放射
される磁気を測定する方法等がある。

そこで、上記方法によって腐蝕状態を測定したのち、外
部直流電源により、防蝕電圧を１．０〜ｉ、ｓｖ（鉄に
標準水素電極電位１．０Ｖ以上に設定）に設定し、防蝕
電流密度を１０ｅＡ／鴫２から徐々に増加させて、当該
腐蝕状態に合わせた通電を行なった。但し、過防蝕を防
ぐために、電流密度は９０＋ａＡ／ｍ２以下に抑えた。

また、通電を継続すると、既述したように、カソード分
極によって生ずる水素のために鉄筋が脆化したり、鉄筋
とコンクリートが剥離する虞れがあるので、１時間通電
したならば１０分間通電を停止するという操作を繰り返
して断続的な通電を行なった。

（６）腐蝕状態検出方法 一方、上記通電停止時には、外部電源系が作動しないの
で、鉄筋の腐蝕進行の有無、或いは、その程度を、コン
クリート壁内に形成される腐蝕電流若しくは電位差を測
定することによって確認することができる。

そこで、通電停止時に、外部電源系にセットした電位差
計１０によって腐蝕電位差を検知し、電位差を検知した
ならば腐蝕が進行しているので通電を継続し、検知しな
ければ腐蝕が止まっているので通電停止を継続するよう
に外部電源系を繰作する。

この場合、建造物の四壁面毎に電位差計を取り付けてい
るので、各壁面の腐蝕状態を個別に検出することができ
る。

以下、第２図に基づいて具体的に防蝕並びに腐蝕状態検
出についてのシーケンス制御を述べる。

まず、バッテリ電１８をオンにしてタイマ１２を作動せ
しめ、１時間経過したならば当該電源８をオフにして防
蝕電流の通電を停止する。

そして、電位差計１０により腐蝕電位差の有・無を測定
し、電位差を検知すれば、１０分経過後タイマ１２によ
り通電停止が解除され、バッテリ電源８からの通電が再
び開始されて、防蝕繰作を継続する。

しかしなが呟上記電位差計１０が腐蝕電位差を検知しな
ければ、１０分経過しても防蝕電流の通電再開はなされ
ない。

但し、この場合でも、その後に再び腐蝕の進行があるか
もしれないので、１力月経過すると、タイマ１２により
バッテリ電源８がオンされて、鉄筋への防蝕電流の通電
が始まり、上記シーケンス操作を繰り返すことになる。

く防蝕試験例〉 塩分を多量に含む海砂をバラスとして加えた幅２００ｍ
−のコンクリート中に直径９ＩＩＩ１１の鉄筋４本を表
面から３０−の深さに埋設して、二つの鉄筋コンクリー
トブロックを製造した。

そして、両ブロックの一方のコンクリート表面に上記実
施例の様に電線網、炭素繊維層及び塗料を順次積層し、
これをコンクリ−（供試体とした。

次いで、当該供試体にバッテリ電源を接続し、その７）
−ド側を供試体の上側面に、また、そのカソード側を供
試体の鉄筋に各々接続し、防蝕電圧１．２ｖ、防蝕電流
密度２０論Ａ／ａ２で通電を３力月継続した。

但し、当初の２週間は０．ＩＮの硫酸水溶液中に片面が
約５＋ａｍ没した状態を維持しながら上記ブロックを浸
漬し、その後は硫酸水溶液を水浴に代えて３〜４回水を
入れ替えながら、合計３力月になる主で試験を続行した
。

また、前記鉄筋コンクリートブロック体の他方をそのま
まの状態で、上記供試体と同様に、硫酸水溶液、次いで
水浴中に浸して３力月経過したものを比較例とした。

そして、両コンクリート体を水浴から引き上げ、（供試
体ではバッテリ電源を取り除く）、これらの上側面に水
を含ませた一紙を置き、その上に飽和硫酸銅電極ＩＣ８
Ｅ４３２０ｍＶ（標準水素電極基準）】を照合電極とし
て接触させて、鉄筋との間の電位差を各々測定した。

また、上記電位差測定後、コンクリート表面をはつり、
鉄の腐蝕状態を目視により調べた。

第３図は、その結果を示す図表であって、測定電位Ｅ（
Ｖ；飽和硫酸銅電極基準）は本発明方法を実施した供試
体では一１２０ｍＶ、比較体では一５３０論■を示した
。

従って、供試体では測定電位が小さいので、鉄の酸化方
向への平衡のずれは少なく、もって腐蝕は進行していな
いことが判る。

これに比べて比較例の測定電位は大きいので、腐蝕がか
なり進行していることが判る。

このことは、実際の鉄の腐蝕状態の目視試験でも確認で
き、供試体では赤さび（ＦｅＯＯＨ）の発生はなく表面
は黒褐色を維持していたのに対し、比較例では赤さびの
発生が明瞭に認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は外部電源による防蝕を示す概要図、第２図は防
蝕方法並びに腐蝕状態検出方法のシーケンス、第３図は
防蝕試験の結果を示す図表、第４図は鉄の腐蝕図である
。 １・・・鉄筋、　　２・・・コンクリート壁、　　３・
・・凹溝、４・・・電線、　５・・・通電性ボンド、　
６・・・炭素繊維層、　７・・・塗膜、　８・・・外部
直流電源、１０・・・センサー。 手続補正書（自発） 昭和６１年３り！日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 老朽化した鉄筋及び鉄骨コンクリート（以下鉄筋コンク
   リートと総称する）。構造物及建造物（以下建造物と総
   称する）は、（Ａ）酸性雨。（以下雨水と総称する）。 （Ｂ）骨材、（Ｃ）排気ガス、（交通機関の排出するガ
   ス外産業用の排気ガスを含めて総称する）。（Ｄ）セメ
   ントの宿命の様なクラックによるひゞ割れ、等の原因に
   よって中性化し、（Ｅ）鉄筋鉄骨の腐蝕による体積の増
   加による内圧でひゞ割れが増加して、更に壁内に雨水の
   侵入を許し、その侵入した雨水は壁外に塗付した、塗料
   によって外部に脱出せず、コンクリート内部を湿潤し包
   蔵せるＣｌと共に鉄部腐蝕を倍加しコンクリートの中性
   化と相俟って、老朽化に拍車をかけて居る。他に都市交
   通の激化と、交通量の増大による微震動と、地震等の災
   害によって生じたひゞ割れ等もあるが、これらの原因に
   よって老朽化した、鉄筋コンクリートの老化を防ぐのに
   、次の方法がある。詳細に云えば鉄筋コンクリートはセ
   メント、骨材、鉄の三つの物質の組合せで出来て居り、
   更に大きく分類するとセメント、鉄の２ツの組合せから
   成って居るので、此の物質個々の活性化と、防蝕及び新
   たな結合を、せねばならない。 （１）鉄筋コンクリートの活性を行う。この為めリチュ
   ウムシリゲートを、主成分とした特殊調合の市販中のア
   ルカリ水溶液を、劣化した下地や老化塗膜から、深部に
   緩かに圧入（ｃｍ＾２／２Ｋｇ）して、コンクリートの
   活性化を促進する。 （２）鉄筋コンクリート活性後、セメント壁面内の乾燥
   を確認し、コンクリート壁内部の割れ目、浮き部に接着
   材（以下ボンドと称す。）を注入するが、此の時従来の
   ボンドを使用すると、電気抵抗があって、電蝕が発生す
   るので、通電性のボンド（以下Ｅボンドと称す。）を注
   入する。注入後Ｅボンドは壁面電極（以下後述。）と短
   絡を防ぐ為め、注入口に附着したＥボンドを完全に除去
   し、ボンドで閉塞する。 各壁面に走った亀裂はＵカット後、ボンドで閉塞する。 （３）コンクリート中に存在する鉄筋、鉄骨、（以下鉄
   筋と総称す。）を再び腐蝕させないように、外部流入直
   流電源を通電し、防蝕電流とする為、外壁面に電線とＥ
   ボンド、東レ製トレカ布及び通電性塗料で、陽極を壁面
   に密着して設定し、鉄筋の陰極に、防蝕電位１．０Ｖ−
   １．５Ｖと、防蝕電流１０−９０ｍＡ／ｍ＾２の直流を
   流電する。 又陽極設置前に本装置を利用して、陰極に通電した直流
   電源を壁外部から、陽電極を密着させ個々の電位を調査
   して内部鉄筋の腐蝕状態を調査する、診断装置に利用す
   る。但し外部に陽電極を設置後は不能であるし、防蝕電
   流通電後はその必要はない。 （　）外壁全面に塗装する塗料は、コンクリートに密着
   して陽極になると共に。（イ）防水性は勿論、（ロ）通
   気性があり、（ハ）通電性も併有した塗料（藤倉化成の
   トーンクリート。）で塗装する。此れは防水と共に、内
   に侵入した雨水を壁外に出し、壁内の乾燥を保つ為であ
   る。 （　）（３）の防蝕電流は水の電気分解で発生する水素
   ガスの為め通電を度々切るが、その時腐蝕電流をセンサ
   ーで確め、その発生があれば、次の通電を行うが其の都
   度電流は腐蝕に応じて変化するので、入電は一から徐々
   に行い、逐次流量を増し保安電流を決定し通電する。 その発生がないときは鉄筋の腐蝕がないので通電しない
   。 （６）コンクリート壁面に電極として使用する東レ製の
   炭素繊維の織布トレカは、全壁面に又は一定間隔で密着
   して接着展張して置くと、コンクリートの宿命的なクラ
   ックに対し、防止の効果があるので、新築時から密着接
   着して置くと、クラック防止に充分な効果を上げ得る。 又将来電気防蝕を行う場合に陽電極として使用出来る。