JPH06173472A

JPH06173472A - コンクリートの再生方法

Info

Publication number: JPH06173472A
Application number: JP33042392A
Authority: JP
Inventors: Kiminobu Ashida; 公伸芦田; Koichi Ishibashi; 孝一石橋
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-21
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JP3325316B2

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など
のコンクリートの補修方法を提供する。【構成】コンクリート内部の鋼材を内部電極とし、コ
ンクリート表面の２ヵ所以上に設置した電極を外部電極
とし、該内部電極と外部電極間又は該外部電極間に電流
を流し、電流を流している間に電解質溶液を供給する。【効果】コンクリートに一定値の電流を流す場合、必
要となる電圧値を低く抑えることができるため、より安
全なコンクリートの再生作業が可能となる。また、低い
電圧でも規定の電流を供給できるので、コンクリート中
から塩分を除去する方法、コンクリートにアルカリ溶液
を供給する方法、コンクリートから水分を抜く方法、ア
ルカリ骨材反応を抑止する方法、及びコンクリート中の
鋼材を防食する方法等の再生処理効果を確実に確保でき
る効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
ンクリート構造物などのコンクリートの補修方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術とその課題】コンクリートは、一般には、
水、火、及び日光等の環境に対する抵抗性が強いもので
あり、そのｐＨが12程度の強アルカリ性であるので、コ
ンクリートの内部にある鋼材は、その表面に不働態被膜
を形成して腐食から保護され、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。

【０００３】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。

【０００４】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や塩害などが挙げられ
る。

【０００５】中性化とは、何らかの原因により、コンク
リートのｐＨが低下し、コンクリート中の鋼材の腐食が
起こり、劣化していく現象であり、例として、二酸化炭
素によって引き起こされる炭酸化等が挙げられる。

【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、そのため
に、コンクリートのアルカリ度が低下し、そのｐＨも12
より低くなる現象である。

【０００７】一般に、コンクリートのｐＨが10程度にま
で低下すると、コンクリート中の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
るものである。

【０００８】また、塩害とは、コンクリート内部に塩分
が浸透し、コンクリート中の鋼材の不働態被膜を破壊
し、腐食が発生する傾向がある。その際、鋼材の錆は膨
張するので、その膨張圧により、コンクリートにひび割
れが生じ、さらにそれが進行してコンクリートの欠落と
いう事態が発生し、コンクリート構造物が劣化していく
現象である。

【０００９】そして、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、その塩分の除去が不
十分であると、コンクリート混練時から、コンクリート
は、多量の塩化物を含有することとなり、その結果、コ
ンクリート中の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】従来、このような、劣化したコンクリート
構造物の補修方法は、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、断面修復工法が主体であった。

【００１１】この断面修復工法は、コンクリート中の鋼
材の錆やコンクリートのひび割れ・欠落という目に見え
る劣化現象についてのみ、補修を行うものであって、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るものではなかった。

【００１２】また、さらに、この断面修復工法は、コン
クリートが劣化した根本的な原因については、何ら対処
を行っておらず、劣化現象の根本的な解決を期待できる
ものではなかった。

【００１３】このような、潜在的な危険部分の課題解決
や根本的な原因の課題解決を目的として、コンクリート
中にある鋼材とコンクリート表面にある電極との間に直
流電流を流すことによって、アルカリ性物質や塩分を移
動させ、中性化によって劣化したコンクリートのｐＨを
12以上に高めたり、塩分をコンクリート外部へ取り除
く、電気化学的な手法を用いた補修工法が提案されてい
る(特開平 1−176287号公報や特開平 2−302384号公
報)。

【００１４】しかしながら、これらの方法の効果は、コ
ンクリートの表面積に対する直流電流の大きさに依存し
ており、充分な効果を得るためには、大きな電流を必要
とするなどの課題があった。

【００１５】また、これらの方法は、アルカリ性物質や
塩分を移動させるために直流電流をコンクリートに流す
ものであるが、そのための電圧が時間の経過と共に大き
くなり、時には100ボルトを超える電圧が必要となるも
のであった。

【００１６】一般に、コンクリート構造物の多くは、屋
外に露出されており、誰でも簡単に触れることができる
ものである。そのため、コンクリート構造物に電流を流
す場合、第三者の感電事故を防ぐために、高い電圧をコ
ンクリートに印加することは好ましくなかった。

【００１７】通常、40ボルト以下であれば、人が感電し
ても死亡には至らないと言われており、生命の安全を考
えると、コンクリートに電流を流す場合、40ボルト以下
にする必要がある。

【００１８】従って、従来の方法では、安全性を優先す
ると、充分な処理効果が得られないという課題を有して
いた。

【００１９】本発明者は、前記課題を解決すべく種々検
討を重ねた結果、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再生処理が充分
に行い得るという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、コンク
リート内部の鋼材を内部電極とし、コンクリート表面の
２ヵ所以上に設置した電極を外部電極とし、該内部電極
と外部電極間又は該外部電極間に電流を流し、電流を流
している間に電解質溶液を供給することを特徴とするコ
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】本発明に係る内部電極は、コンクリート内
部に存在する鋼材であり、鉄筋でもよく、また、特別に
コンクリート中に設置された鋼材を使用することも可能
であり、形状や大きさなどは特に制限されるものではな
い。

【００２３】また、本発明で使用する外部電極とは、コ
ンクリート表面に設置した電極であり、改質するコンク
リートの状態によって、２ヵ所以上の外部電極を必要と
する場合もある。

【００２４】これら電極間距離は、電流が正常に流れれ
ば特に制限されるものではない。

【００２５】また、あらかじめ電解質溶液保持材に固定
された外部電極の使用は、電極をコンクリート表面に設
置する手間が省けるため、省力化に役立つ面から好まし
い。

【００２６】ここで、電解質溶液保持材とは、コンクリ
ート表面に与えられた電解質溶液をコンクリート表面に
保持する役割をする材料であり、例えば、布状のもの、
繊維状のもの、多孔質のもの、及び吸水性のもの等があ
る。

【００２７】本発明では、内部電極と外部電極間又は外
部電極間に電流を流す。

【００２８】本発明における電流は、直流、交流、いず
れでも差し支えない。また、通電中に直流の極性を任意
に変更することも可能である。

【００２９】本発明は、電流を流している間に電解質溶
液を供給すること、特に、電流を流している間に、１回
又は２回以上断続的に、及び／又は、連続して、電解質
溶液を供給することを特徴とするものである。

【００３０】電流を流している間とは、通電開始直後か
ら通電を最終的に終了するまでの期間をいい、処理効果
を確認するため等で一時的に通電を中止している期間も
含むものである。

【００３１】また、電解質溶液とは、溶液中に電子を運
ぶイオンを有し、これにより電気を流すことのできる溶
液である。例えば、アルカリ性の水溶液、中性の水溶
液、及び水等がある。

【００３２】電解質溶液の供給方法は、電流を流してい
る間に１回又は２回以上断続的に、及び／又は、電流を
流している間に連続して供給する方法である。さらに、
供給を連続して行う場合でも、断続的に行う場合でも、
毎日供給しても良いが、必ずしも毎日供給しなければな
らないということではない。

【００３３】即ち、アルカリ性物質や塩分を移動させる
ために直流電流をコンクリートに流している間に、通電
開始直前に供給された電解質溶液は時間と共にコンクリ
ート中に浸透していき、そのために電極付近の電気抵抗
値が高まり、所定の電流を流すのに必要な電圧が時間の
経過と共に大きくなるもので、この、電圧増大を、即
ち、電極付近の電気抵抗値の増大を防止するために、電
解質溶液を供給するものである。

【００３４】具体的には、通電開始直前に供給された電
解質溶液は、通電開始直後からコンクリート中に浸透し
ていき、そのために電極付近の電解質溶液が減少し、お
およそ48時間以内に電解質溶液の２〜３割程度がコンク
リート中に浸透し、電極付近の抵抗値が上昇し始め、そ
の結果、電圧が高くなる。

【００３５】この高電圧化を予防するために、通電開始
直前に多量の電解質溶液を供給しておく方法もあるが、
電解質溶液の必要量はコンクリート表面積１m²当たり10
0リットル以上となり、電解質溶液をコンクリート表面に保
持するためには、大きな装置や大々的な工事が必要とな
るなどの課題があるが、本発明の方法では、通電開始直
前には、適量の電解質溶液をコンクリート表面に保持し
ているだけであり、装置や工事は比較的簡便なものの使
用が可能である。

【００３６】電解質溶液を供給する方法は、スプレー等
の散水や噴霧、ポンプ等による供給等があるが、これら
に限定されるものではなく、その他、いづれの方法も使
用可能である。

【００３７】電解質溶液の供給量は、コンクリートの表
面の状態、コンクリート表面に設置する電解質溶液保持
材の状態、周囲の温度湿度の状態等によって変化する。

【００３８】しかしながら、一般的には、連続して供給
する場合、コンクリートの表面積１m²当たり１〜100リット
ル／日が好ましい。例えば、コンクリート表面に電解質
溶液保持材がない場合、電解質溶液は10〜100リットル／m²・
日程度が好ましく、コンクリート表面の電解質溶液保持
材が不織布等の布状の場合、電解質溶液は１〜100リットル
／m²・日程度が、また、セルロースファイバー等の繊維
状の場合、電解質溶液は１〜50リットル／m²・日程度が、そ
して、吸水性ポリマーを含有する場合、電解質溶液は１
〜50リットル／m²・日程度が、さらには、水硬性多孔質物質
の場合、溶液は１〜100リットル／m²・日程度が好ましい。１
リットル／m²・日未満では、電極付近の抵抗値が上昇する場
合があり、また、100リットル／m²・日を越えると、飽和状態
となって給水が無駄になったり、あるいは、電解質溶液
保持材が流されたりする場合がある。

【００３９】なお、この電解質溶液の供給量は、コンク
リート表面に実際に供給する溶液の量であり、コンクリ
ート表面から流れ出た溶液を再利用すると、準備する電
解質溶液量を少なくすることが可能である。

【００４０】また、供給を断続的に行う場合は、１日の
合計が規定の値になるように１回当たりの供給量を決め
る必要性がある。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

【００４２】実施例１高さ４m 、長さ49ｍ、厚み30cmの鉄筋コンクリート製の
壁のコンクリート内部の鉄筋を内部電極とし、さらに、
コンクリート表面に外部電極としてのエルテックアジア
サービス社製チタンメッシュ、エルガードメッシュを固
定した後、セルロースファイバーに、電解質溶液として
飽和水酸化カルシウム水溶液を含ませてたものを吹き付
けた。壁の長さ49ｍを各々７ｍづつの７区画に分割し
て、各々に内部電極と外部電極を設置し、各区画に表１
に示すように電解質溶液をスプレーで噴霧した。この内
部電極と外部電極間に、電流密度がコンクリートの表面
積当たり１A/m²となるように直流電流を流し、その時の
電圧を28日間計測した。その結果を表１に併記する。な
お、電解質溶液は、コンクリートから流れ出たものを水
槽に貯めた後、再利用を行った。また、試験期間中は、
コンクリート表面に雨水が当たらないようにシートで被
覆し、スプレー時には、そのシートをはずして施工し
た。

【００４３】

【表１】

【００４４】実施例２高さ1.5ｍ、長さ２ｍ、厚み20cmの鉄筋コンクリート製
擁壁のコンクリート内部の鉄筋を内部電極とした。コン
クリートの表面に、直径３mmの鉄筋をピッチ50mmで縦横
に溶接した溶接金網を厚さ５mmの帝人社製不織布商品名
「テイジンキーパー」(品番K-500)の上に固定後、さら
に、この不織布を２枚重ねにして溶接金網を挟み込み、
この不織布と溶接金網をコンクリートの表面に取り付け
た後、電解質溶液として１モル／リットルの炭酸ナトリウム水
溶液を含ませてたものを供給し、外部電極とした。鉄筋
コンクリート製擁壁を８つ準備し、各々に内部電極と外
部電極を設置し、各区画に表１に示すように電解質溶液
をポンプにて、１時間供給した後、30分休止する方法で
供給した。この内部電極と外部電極間に、電流密度がコ
ンクリートの表面積当たり0.8A/m ²となるように直流電
流を流したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を
表２に示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】実施例３高さ1.5ｍ、長さ２ｍ、厚み20cmの鉄筋コンクリート製
擁壁の両側のコンクリート表面にチタンメッシュを固定
し、それらに荒川化学工業社製吸水性ポリマー商品名
「アラソーブ」を含有するセルロースファイバーに水道水
を含ませてたものを吹き付け、外部電極とした。鉄筋コ
ンクリート製擁壁を７基準備し、各々に内部電極と外部
電極を設置し、各区画に表１に示すように電解質溶液を
ポンプにて定量供給した。この内部電極と外部電極間
に、電流密度がコンクリートの表面積当たり1.2A/m ²と
なるように直流電流を流したこと以外は実施例１と同様
に行った。結果を表３に併記する。

【００４７】

【表３】

【００４８】

【発明の効果】本発明では、コンクリートに一定値の電
流を流す場合、必要となる電圧値を低く抑えることがで
きるため、万一の感電事故においても、生命に支障とな
るような最悪の事態を防ぐことができ、より安全なコン
クリートの再生作業が可能となる。また、低い電圧でも
規定の電流を供給できるので、コンクリート中から塩分
を除去する方法、コンクリートにアルカリ溶液を供給す
る方法、コンクリートから水分を抜く方法、アルカリ骨
材反応を抑止する方法、及びコンクリート中の鋼材を防
食する方法等の再生処理効果を確実に確保できる効果を
奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート内部の鋼材を内部電極と
し、コンクリート表面の２ヵ所以上に設置した電極を外
部電極とし、該内部電極と外部電極間又は該外部電極間
に電流を流し、電流を流している間に電解質溶液を供給
することを特徴とするコンクリートの再生方法。