JPH11217942A - コンクリート構造物の塩害による鉄筋腐食の補修または予防方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート構造物中において、塩害で腐食
した鉄筋の補修または鉄筋の塩害による腐食を予防する
方法を提供する。 【解決手段】 セメントと塩化物イオン吸着剤とを主成
分とする防錆ペーストおよび／またはモルタルを、塩害
により腐食した鉄筋あるいは腐食するおそれのある鉄筋
の周囲に施工し、その外側を緻密で耐久性のあるモルタ
ルあるいはセメントで仕上げるようにした鉄筋腐食の補
修または予防方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、土木、
建築の分野において、塩害により劣化した部位をもつ既
設の鉄筋コンクリートの補修方法、あるいは塩害により
著しく劣化をする可能性を有する部位をもつ新設の鉄筋
コンクリートの予防方法の技術分野に属するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】近年、海砂を使用したり、海塩粒子の影響
を受けるコンクリート構造物や、海水成分を含む地下水
が作用する地下鉄道や地上構造物の下部において塩化物
イオンが関与した鉄筋腐食が顕在化し、大きな問題にな
っている。この問題を解決すべく、セメントと塩化物イ
オン吸着剤とを主成分にした鉄筋腐食抑制材として、鉄
筋に塗布する塩害抑制用の防錆ペーストやさらにその上
に塗り付けて仕上げる防錆モルタルが開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら防
錆ペーストや防錆モルタルは、海塩粒子が飛来したり、
海水や海水成分を含む地下水が直接作用するようなとこ
ろでは、吸着能の限界まで継続的に塩化物イオンを取り
込むが、長期に亘っての効果が期待できないなどの問題
が残されており、ここに本発明の解決すべき課題があ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、第一の発明は次のものである。つ
まり、セメントと塩化物イオン吸着剤とを主成分にする
防錆ペーストおよび／またはモルタルを塩害により腐食
を生じた鉄筋の周囲に施工し、緻密で耐久性の高いモル
タルあるいはコンクリートで修復して仕上げる既設のコ
ンクリート構造物の塩害による鉄筋腐食の補修方法であ
る。また、第二の発明は次のものである。つまり、セメ
ントと塩化物イオン吸着剤とを主成分にする防錆ペース
トおよび／またはモルタルを建設時に予め鉄筋の周囲に
施工し、緻密で耐久性の高いモルタルあるいはコンクリ
ートで仕上げる新設のコンクリート構造物の塩害による
鉄筋腐食の予防方法である。

【０００５】そして本発明は、これらの方法により、既
に塩害により鉄筋が腐食を生じている既設の場合にはそ
の良好な補修ができ、またこれから建設する新設の場合
には塩害による鉄筋腐食の確実な予防が計れるものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、この工法は、補
修として鉄筋が現れるまで劣化コンクリートをはつり落
とし、鉄筋の錆を除去した後に施工する場合と、塩害の
起きやすい環境で予め予防対策として施工する場合とが
ある。緻密で耐久性の高いモルタルあるいはコンクリー
トとしては、セメントにエマルジョンを添加したポリマ
ーセメント系のもの、高性能減水剤を使用した高強度、
高流動のもの、セメントにシリカヒュームやフライアッ
シュ、高炉スラグ、合成ゼオライトなどのシリカ質結合
材を添加したもの、それらの結合材を含み高性能減水剤
を活用した高強度、高流動のものなどがある。ポリマー
セメントモルタルとしては、三菱マテリアル株式会社製
の「アーマ＃１００」、株式会社セメンテックスコーポ
レーション製の「ＣＭＳ−７Ｗ」、「ＶＦ」、麻生セメ
ント株式会社製の「タフエース＃５」、「タフエース＃
１０」などが使用できる。高流動モルタルとしては三菱
マテリアル株式会社製の「アーマ＃５１０」などが使用
できる。

【０００７】このような緻密なモルタルあるいはコンク
リートで表面を仕上げることにより、海塩粒子が飛来し
たり、海水や海水成分を含む地下水が直接触れたりする
ところでは、塩化物イオンが内部に浸入するのを抑制す
るのみならず、鉄筋の腐食反応に関与する水分や酸素、
空気中の炭酸ガスの浸入も抑制できる。また僅かに浸入
してきた塩化物イオンがあったとしても、この浸入して
きた塩化物イオンは、その奥にある防錆モルタル、防錆
ペースト中の塩化物イオン吸着剤の層間に吸着、固定さ
れ、同時にイオン交換反応により予め層間に取り込んで
ある鉄筋腐食抑制効果のある亜硝酸イオンが放出される
ことになり、これらの相乗効果により鉄筋の腐食は著し
く抑制される。

【０００８】本発明において、鉄筋が現れるまで劣化コ
ンクリートをはつり落とし、この工法を補修として用い
る場合には、コンクリート躯体中に残っている過剰な塩
化物イオンは防錆モルタルおよび防錆ペーストに吸い取
られることになって軽減され、その際に、同時に鉄筋腐
食抑制効果のある亜硝酸イオンが供給されるため、元々
内部に存在する塩分の影響による鉄筋の腐食についても
抑制される。また、防錆モルタルを鉄筋の周囲に施工
後、硬化・乾燥が著しく進む前に、これらの緻密なモル
タルあるいはコンクリートを施工すると防錆モルタルは
充分に養生され、外気に直接触れないことから収縮等に
よるひび割れがおきにくくなる。なお、この緻密なモル
タルあるいはコンクリートの表面およびその周辺に水蒸
気透過性および遮塩性の大きな水性シラン系含浸材やポ
リマーセメント系防水材などを施工すると、鉄筋の腐食
抑制効果はさらに向上する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を実験例により詳しく説明す
る。

【００１０】［実験例１］防錆モルタル、あるいはポリ
マーセメントモルタル、あるいは合成ゼオライトを添加
したモルタルにより作製した供試体（４０×４０×５０
ｍｍ）について、５ｗｔ％ＮａＣｌ水溶液に２８日間浸
漬して、エネルギー分散型Ｘ線分析装置により表面から
５ｍｍ部分のセメント硬化体中の塩化物（Ｃｌ）濃度を
分析した。この場合に、比較検討を行うため普通ポルト
ランドセメントのみから作成した普通モルタル（水セメ
ント比５０％）についても同様の試験を実施した。その
結果は表１に示すとおりで、この結果から、防錆モルタ
ルの場合は塩化物イオン吸着剤が添加されているため
に、吸着効果によりＣｌ濃度がもっとも高くなってい
る。これに対して、普通モルタルは防錆モルタルより低
いＣｌ濃度となっており、ポリマーセメントモルタルや
合成ゼオライトを添加したモルタルは、さらに普通モル
タルよりかなりＣｌ濃度が低く、塩化物イオンの浸透が
かなり抑制されていることが示された。この実験例およ
び比較例から、海塩粒子や海水、あるいは海水成分を含
む地下水等が作用するところでは表面を緻密なモルタル
やコンクリートで仕上げた方が有利であることが判っ
た。この実験例では、ポリマーセメントモルタルとして
は株式会社セメンテックスコーポレーション製の「ＣＭ
Ｓ−７Ｗ」を使用した。また、合成ゼオライトとして
は、日本化学株式会社製の「アルカットＮ」を用い、合
成ゼオライトを用いたモルタルは、セメント１００重量
部に対して、合成ゼオライト２５重量部、水４４重量
部、株式会社エヌエムビー製の高性能減水剤「レオビル
トＳＰ−８ＨＳ」を１．２５重量部、けい砂を２５０重
量部の割合で作製した。防錆モルタルとしては、日本化
学株式会社製の「Ｊ型防錆モルタル」を使用した。

【００１１】

【表１】

【００１２】［実験例２］塩化物イオン吸着剤を添加し
た防錆ペーストおよび防錆モルタルを活用した塩害抑制
法の検討を行うために下半部（１００×６０×２５０ｍ
ｍ）に高塩分モルタル（セメントに対してＣｌ濃度が
１．５ｗｔ％）を打ち、上半部（１００×４０×２５０
ｍｍ）を各種補修モルタルで打ち足し、その接合部に直
径１０ｍｍのみがき鋼棒を埋設させた全体の寸法が１０
０×１００×２５０ｍｍの接合供試体を作製した。これ
らの接合供試体としてはみがき鋼棒の補修モルタル側半
分に防錆ペーストを塗布した後に、補修モルタルとして 防錆モルタルのみ施工したもの、 内側半分に防錆モルタルを施工した後、表面側の半
分について合成ゼオライトを添加したモルタルで仕上げ
たもの、 内側半分に防錆モルタルを施工した後、表面側の半
分をシリカヒュームを添加したモルタルで仕上げたも
の、の３種類を作製した。また、みがき鋼棒の補修モル
タル側半分に防錆ペーストを塗布した後、補修モルタル
として 合成ゼオライトを添加したモルタルのみを施工した
もの、 シリカヒュームを添加したモルタルのみを施工した
もの、をそれぞれ作製した。さらに、補修モルタル側に
おいて、みがき鋼棒に防錆ペーストは塗布せずに、補修
モルタルとして内側半分に防錆モルタルを施工し、表面
側の半分について 合成ゼオライトを添加したモルタルで仕上げたも
の、 シリカヒュームを添加したモルタルで仕上げたも
の、もそれぞれ作製した。合成ゼオライトを添加したモ
ルタルとしては、セメント１００重量部に対して、合成
ゼオライト２５重量部、水４４重量部、株式会社エヌエ
ムビー製の高性能減水剤「レオビルトＳＰ−８ＨＳ」を
１．２５重量部、けい砂を２５０重量部の割合で作製し
たものを用いた。シリカヒュームを添加したモルタルと
しては、セメント１００重量部に対し、シリカヒューム
を１２重量部、水４１重量部、けい砂を１６８重量部の
割合で作製したものを用いた。各供試体の側面はエポキ
シ系樹脂によりシールし、何れも５個づつの供試体を作
製した。これらの供試体について補修モルタル側が上部
となるように屋外に暴露し高塩分濃度の塩水（５ｗｔ％
ＮａＣｌ水溶液）を定期的に噴霧し、２年間屋外に暴露
した。２年後にみがき鋼棒の自然電位値を供試体表面か
ら測定した。各供試体の自然電位の測定値の平均値は、
表２に示すとおりである。なお、この場合の自然電位値
は各供試体の含水率、炭酸化深さ等により電位が変動す
る分を補正した電位値である。この結果から、防錆ペー
ストと防錆モルタルに加えて、表面側に合成ゼオライト
やシリカヒュームを添加するなど、塩分の浸透しにくい
緻密なモルタルを施工したものの方が、単に防錆ペース
トと防錆モルタルだけを施工したものより自然電位値は
明らかに高くなっており、海塩粒子や海水成分を含み地
下水等が作用するような海塩環境下では、このように緻
密なモルタルあるいはコンクリートで仕上げた方が極め
て有利であることが示された。この場合に防錆ペースト
および防錆モルタルは日本化学株式会社製の「Ｊ型防錆
ペースト」および「Ｊ型防錆モルタル」を、合成ゼオラ
イトは日本化学株式会社製の「アルカットＮ」を、シリ
カヒュームは株式会社エルケムジャパン製の「９４０
ｕ」を使用した。また、自然電位については日本防食株
式会社製の「コロージョンハンター」を用いて測定し
た。

【００１３】

【表２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメントと塩化物イオン吸着剤とを主成
   分にする防錆ペーストおよび／またはモルタルを塩害に
   より腐食を生じた鉄筋の周囲に施工し、緻密で耐久性の
   高いモルタルあるいはコンクリートで修復して仕上げる
   既設のコンクリート構造物の塩害による鉄筋腐食の補修
   方法。
2. 【請求項２】 セメントと塩化物イオン吸着剤とを主成
   分にする防錆ペーストおよび／またはモルタルを建設時
   に予め鉄筋の周囲に施工し、緻密で耐久性の高いモルタ
   ルあるいはコンクリートで仕上げる新設のコンクリート
   構造物の塩害による鉄筋腐食の予防方法。