JPS62117957A - セメント系構造物の補修方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セメント系構造物の補修方法に関する。本発
明の目的は、劣化して脆弱化または剥落欠損したセメン
ト系構造物の補修面の強度向上ならびに内部の鉄筋の腐
食抑制により、セメント系構造物の劣化の進行を防止し
耐久性を向上させるセメント系構造物の補修方法を提供
することにある。

〔従来技術〕

従来、劣化した鉄筋コンクリートまたは無ａ質材を補修
する方法としては、それらの表面に水溶性けい酸塩系化
合物の溶液を塗布、含浸させた後に、その表面にセメン
トペーストを被覆する方法（特公昭５７−１１９８８号
公報）が堤案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

劣化した鉄筋コンクリートまたは無機質材の表面や亀裂
個所には水分、油分、土砂、粉塵などの異物が付着して
いるため、その表面に水溶性けい酸塩系化合物溶液を単
に塗布しただけでは本体に浸透し難く、内部の鉄筋の腐
食抑制効果が充分でない。このように従来の方法では、
水溶性けい酸塩系化合物溶液を用いて得られる効果が充
分でないという難点がある。

〔問題を解決するための手段〕

そこで本発明者らはこのような欠点を改良するために研
究を重ね、補修面に水溶性けい酸塩基化合物水溶液（以
下、単に薬液ということがある）を塗布する前に予めア
ルカリ剤含有液を浸透させておくことによって、薬液の
本体への浸透深さが大きくなり、内部の鉄筋の腐食抑制
効果を持続させると共に、補修面の強度を向上させるこ
とができることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、［水溶性けい酸塩系化合物を用いて
セメント系構造物を補修する方法において、補修面に予
めアルカリ剤含有液を浸透させた後に、水溶性けい酸塩
系化合物の水溶液を塗布または注入して本体に浸透さ、
せることを特徴とするセメント系構造物の補修方法」を
警官とする。

以下、本発明について詳述する。

本発明の方法の特徴は、補修施工面に水溶性けい酸塩系
化合物の水溶液を塗布する前に予めアルカリ剤含有液を
浸透させるところにある。

補修対象物は構築または製作後、一般に長い年月が経過
していることから、水分や粉塵、土砂。

コロイド、油分、塩分などの異物が表面に付着したり、
亀裂部の内部に詰ったりしている。このため、その表面
に薬液を単に塗布して本体内部に浸透させようとしても
長時間を要したり浸透しなかったりする。

補修面に予めアルカリ剤含有液を浸透させることにより
、１４修対象物の本体内部への薬液の浸透深さが大きく
なり、本体内部の鉄筋の防食効果の持続ならびに補修面
の強度向上により補修対象物の劣化の進行が防止できる
。

本発明の補修方法の対象となるセメント系構造物は、鉄
筋コンクリートやコンクリート二次製品などを含み、ま
た水硬性無機質材である普通ポルトランドセメント・早
強セメント・超早強セメント・中庸熱ポルトランドセメ
ント・耐硫酸塩ポルトランドセメント・白色ポルトラン
ドセメントなどのポルトランドセメント類、高炉セメン
ト・シリカセメント・プライアッシュセメントなどの混
合セメント類、アルミナセメント・超速硬性セメント（
急硬セメント・ジェットセメント）・コロイドセメント
・数μｍに粉砕したセメント・膨張セメント・けい酸カ
ルシウム・半水石膏・無水石膏・石灰・フライアッシュ
スラグなどの特殊上メン）Ｈなどの一種または二種以上
を主原料とし、必要により各種の骨材・セメント混和剤
などを加え、水と混練した後硬化させたものを含む。

本発明において、補修対象物の中性化した部分をアルカ
リ性化して鉄筋の腐蝕を抑制するために用いる水溶性け
い酸塩系化合物とは； 一般式：ＭｔＯ・ｎ５ｉｏ！で示されるけい酸塩の単独
、またはこれらの混合物をいう。

上記一般式において、門はＬ　ｔ　＋　Ｋ　ｒ　Ｎ　ａ
　＋　Ｃｓなどのアルカリ金属元素を表し、具体的には
けい酸リチウム、けい酸カリウム、けい酸ナトリウム、
けい酸セシウムなどのけい酸アルカリ金属塩類を挙げる
とかできる０モル比（ＳｉＪ／ＭｚＯ）　：　ｎの値は
１〜１００、好ましくは１〜１０の範囲である。

また上記一般式において、Ｈがアンモニウム成分として
表せる化合物も用いることができ、このような化合物と
しては、けい酸メチルアミン、けい酸エチルアミン、け
い酸ジメチルアミン、けい酸ジイソプロピルアミン、け
い酸トリメチルアミン、けい酸トリエタノールアミンな
どのけい酸アミン類；けい酸アンモニウムのはかけい酸
モノメチルトリエタノールアンモニウム、けい酸テトラ
エタノールアンモニウムなどの第４級アンモニウムけい
酸塩類を挙げることができる。

また本発明で用いる水溶性けい酸塩系化合物とは、一般
式：５ｉ（ＯＲ）＊、　　（Ｒ：アルキル基を表す〕で
示されるテトラアルコキシシランＭ（けい酸エステル類
）を含み、具体的には、テトラメトキシシラン（けい酸
メチル）、テトラエトキシシラン（けい酸エチル）など
を挙げることができる。

水溶性けい酸塩系化合物の乾燥硬化後の耐水性を向上さ
せるために、有機エステルまたはアルデヒドなどの硬化
剤を作業性、浸透性に悪影響を及ぼさない範囲内で薬液
に配合してもよい。

薬液中のけい酸塩系化合物の濃度は特に限定されないが
、１０〜３０重量％の範囲とするのが好ましい。濃度が
この範囲より低いと効果が小さく、高いと浸透性が低下
するので好ましくない。

また、鉄筋に対する防食効果を更に向上させるため、本
発明の方法では薬液に防食剤を添加することができる。

本発明で用いられる防食剤として無機系のものとしては
、クロム酸・亜硝酸・リン酸・ポリリン酸・モリブデン
酸・タングステン酸などの酸のナトリウム・カリウムな
どのアルカリ金属塩の１種または２種以上を用いること
ができる。

また、有機系のものとしては、一般に使用されるアミン
系、チオウレア系、メルカプタン系などを挙げることが
できる。

防食剤の使用量は、特に限定されるものではないが、薬
液有袋に対して１０−１０００　ｐｐｍ程度添加すれば
よい。

本発明で用いるアルカリ剤としては、水溶性を有する炭
酸アルカリ類、りん酸アルカリ類、ポリりん酸ブルカＩ
Ｊ　Ｍ、アルミン酸アルカリ類、水酸化アルカリ類を挙
げることができる。

具体的には、炭酸アルカリ類として炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、炭酸リチウムなどを、りん酸アルカリ類と
してはりん酸三ナトリウム、りん酸三カリウムなどを、
またポリりん酸アルカリ類としてはトリポリりん酸ナト
リウム、トリポリりん酸カリウム、メタりん酸ナトリウ
ム、メタりん酸カリウムなどを、水酸化アルカリ類とし
て水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム
などを、アルミン酸アルカリ類としてはＡ１□Ｏ１に対
するアルカリのモル比（Ｎａ２０またはＫｚＯ／Ａｌｘ
０ｓ）が１以上で水溶性のアルミン酸ナトリウム、アル
ミン酸カリウムなどを挙げることができる。これらは１
種または２種以上を混合して使用することができる。

本発明で用いるアルカリ剤の作用機構は明らかではない
が、次のように考えられる。セメント系構造物中には、
Ｃａ（０１１）ｚ、ＣａＯ，Ｃａ５Ｏａ、ＮａＣ１，Ｍ
ｇＣ１ｇなどのけい酸塩系化合物水溶液をゲル化させる
ような化合物が含有されているため、補修面に塗布され
たけい酸塩系化合物がこれらと接触すると、短時間の内
にけい酸ゲルを生成し、これが補修面の表層部の空隙を
閉塞して、本体内部へ薬液が浸透するのを妨げる。アル
カリ剤の存在によってセメント系構造物中に含有される
上記の如き化合物とけい酸塩系化合物との反応によって
生成するけい酸ゲルの生成が抑制され、薬液の浸透性が
向上するものと考えられる。

これらのアルカリ剤は、水溶液の形で使用するのが実用
的である。濃度は特に限定するものではないが、濃度が
高過ぎると浸透性が低下し１．希薄過ぎると効果が小さ
い。通常は０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜
３重量％の範囲である。

これらのアルカリ剤含有液を補修面に浸透させるには通
常の方法によって塗布、または注入すればよい。

これらのアルカリ剤含有液には適宜、界面活性剤や金属
防食剤を添加しても良い。

なお、アルカリ剤とけい酸塩系化合物水溶液とを混合し
て同時に補修面に塗布、または注入しても本発明の効果
は得られない。

補修面に浸透させた薬剤の溶出を防止してそれらの効果
を継続させるため、薬剤を浸透させた後に補修対象物の
表面に防水性の被覆材を被覆積層させることができる。

この場合、薬液を本体内部に浸透させた後、補修部分の
表面に付着する薬液およびその乾燥硬化被膜を除去して
、補修対象物の面を露出させてから被覆材を被覆積層さ
せると被覆材の壁面への接着強度の低下を防ぐことがで
きる。

防水性の被覆材としては、有機系接着剤、セメントペー
スト、セメントモルタル、ポリマーセメントペースト、
ポリマーセメントモルタル、レジンコンクリートなどの
一種または二種以上を用いることができる。

本発明の防水性被覆材には、亀裂防止、強度増強、剥離
剥落防止などを目的として繊維状物を添加することがで
きる。

本発明で用いられる繊維状物としては、セメント添加用
として通常使用されている鋼繊維、ガラス繊維、ビニロ
ン、ナイロン、ポリエステルなどの耐アルカリ性合成繊
維、炭素繊維、石綿などを挙げることができる。

なお、被覆材を積層する前に必要に応じ、被覆材の支持
材として各種のラス、または網などを補修面にとりつけ
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は、次のような効果を有する。

１）　セメント系構造物の補修面に塗布、または注入す
る薬液の本体への浸透深さを大きくし、これにより内部
の鉄筋の腐食抑制効果を向上させることができる。

２）　セメント系構造物の補修面に薬液を注入する場合
、薬液の注入圧を低くすることができる。

３〉　セメント系構造物の表面の圧縮強度を増大させる
ことができる。

４）　上記の相乗効果により、セメント系構造物の耐久
性を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、実施例、および比較例により本発明を説明する。

なお、％は重量％を示す。

実施例：ｌ〜１２、比較例：１〜１５ レゾ−ミックストコンクリート（呼び強度：３００ｋｇ
　／　ｃａｔ　、スランプ１２ＣＩ１１．粗骨材２５ｍ
璽）に対して、塩害を想定してＮａＣｌ　：　１％相当
量を添加し、適宜の水で混練して、５０　Ｘ　５０　Ｘ
　２０ｃｍのコンクリートブロックを調製し、亀裂が生
じないように養生して、約２年間室温に放置した供試体
を用いた。

表−１に示す各種のアルカリ剤水溶液を刷毛を用いて供
試体の１表面にＩＭあたり５ｏｏｃｃ塗布し、浸透させ
た。次いで、この面にけい酸塩系化合物２０％水溶液を
刷毛を用いて１イあたり１１を塗布し浸透させた。１週
間後にコンクリート供試体を４龍厚さ毎に切断して、け
い酸塩の分析を行い、漫ｉ３深さを求めた。

また、比較のために前記の供試体に本発明のアルカリ剤
を塗布せずに直接、けい酸塩系化合物水溶液を塗布した
場合と、アルカリ剤とけい酸塩系化合物水溶液とを混合
して同時に塗布した場合のそれぞれの薬液の浸透深さを
調べた。

また、それぞれの場合の薬液処理後のコンクリート供試
体表面の圧縮強度を測定した。

結果を表−１に示す。

本発明の方法により、けい酸塩系化合物水溶液の本体へ
の浸ｙｉ深さは、従来の方法による場合の２〜３倍とす
ることができる。

アルカリ剤とけい酸塩系化合物水溶液とを混合して同時
に塗布した場合には、アルカリ剤の効果は認められなか
った。（比較例４１３．１４．１５）コンクリート供試
体表面の圧縮強度は、薬液処理をしない場合の値を１０
０とする指数で示すと、本発明の方法によったとき１０
５〜１０８　となり圧縮強度の増大が認められる。　比
較例では、指数は１０１〜１０３でいづれも本発明の方
法による場合よりも強度が小さい。

表−１ 実施例：１３ 建築後２５年経過した３階建ＲＣ造建造物の劣化した外
壁面に、アルカリ剤として水酸化リチウム１％水溶液を
０．５４！／ｒｒｌ塗布浸透させた後、けい酸カリウム
（ｎ＝３．３）：　１８％水溶液を１１／ｄ注入した。

この時の注入圧力は、０．０５〜０．１　・ｋｇ／　ｃ
ｄ−Ｇであった。けい酸カリウム水溶液の浸透深さは、
亀裂の入っていない個所を削孔して、これを表面から３
−−厚さ毎に切断し分析を行った結果、平均１２＋ｕで
あった。

一方、比較のため、アルカリ剤を塗布せずに外壁面に直
接に上記と同様のけい酸カリウム水溶液を１１／ｒｒｒ
注入した。薬液の注入圧力を、０．０５〜０．１　ｋｇ
／ｃｒＡ−Ｇとした個所の薬液の浸透深さは、平均４ｍ
ｍであった。注入圧力を、前記の本発明の方法によった
場合に比較して高い０．２〜０．２５ｋｇ／ｃｄ−Ｇと
することで薬液の浸透深さを本発明と同様の平均１２１
１とすることができた。

注入の施工が終了した後、外壁面を乾燥し、表面に付着
しているけい酸カリウム硬化被膜を削り取り、露出させ
たコンクリートの面に防水性被覆材としてＳＢＲラテッ
クス水溶液（固形分＝２０χ）を５００ｃｃ／ｒｔｒ塗
った後、剥落部分には合成樹脂製ネットを張って、急硬
セメントに対して固形分で１０％相当量のＳＢＲラテッ
クスおよびセメントに対して２倍量の砂を混合したセメ
ントモルタルで被覆した。次に、アクリルゴム系防水外
装材で被覆して仕上げた。

施工１年後に鉄筋を露出させて検査したところ鉄筋周辺
部のコンクリートは強アルカリ性を維持しており、鉄筋
の発錆は認められなかった。

また、３年経過した時点で調査したが、何ら異常は認め
られなかった。

比較のため、アルカリ剤を塗布せずにけい酸カリウム水
溶液を注入した個所は、鉄筋周辺部のコンクリートは中
性化の傾向が認められ、また鉄筋の表面に発端が認めら
れた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水溶性けい酸塩系化合物を用いてセメント系構造物
   を補修する方法において、補修面に予めアルカリ剤含有
   液を浸透させた後に、水溶性けい酸塩系化合物の水溶液
   を塗布または注入して本体に浸透させることを特徴とす
   るセメント系構造物の補修方法。 ２）アルカリ剤が、アルカリ金属の炭酸塩、りん酸塩、
   ポリりん酸塩、アルミン酸塩および水酸化物からなる群
   から選ばれた化合物の少なくとも１種である特許請求の
   範囲第１項記載の方法。