JPS60184810A - 炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠 - Google Patents

炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠

Info

Publication number
JPS60184810A
JPS60184810A JP3886884A JP3886884A JPS60184810A JP S60184810 A JPS60184810 A JP S60184810A JP 3886884 A JP3886884 A JP 3886884A JP 3886884 A JP3886884 A JP 3886884A JP S60184810 A JPS60184810 A JP S60184810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
formwork
carbon fiber
reinforced concrete
corrosion
fiber reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3886884A
Other languages
English (en)
Inventor
秋浜 繁幸
末永 龍夫
実 斉藤
池田 秀機
正則 綾
清一 小山
鎌倉 正司
尚人 三上
英昭 幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Kajima Corp
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kajima Corp, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Kajima Corp
Priority to JP3886884A priority Critical patent/JPS60184810A/ja
Publication of JPS60184810A publication Critical patent/JPS60184810A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)
  • Forms Removed On Construction Sites Or Auxiliary Members Thereof (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

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】 本発明は、炭素繊維補強コンクリート用の型枠に関する
セメント系マトリックスの固有の欠点である脆性的性質
は、これに適切な繊維物質例えば炭素繊維を適量分散さ
せることによって、大幅に改善される。安価なピッチ系
炭素繊維の開発によってこの炭素繊維入り補強コンクリ
ートは実用化が進められており、これまでのセメントコ
ンクリ−1・では発現し得なかった強度特性、変形特性
2弾性特性などをもつ新構造材料として大きな期待がよ
せられている。
本発明者らもこの炭素繊維補強コンクリートの開発に長
年にわたって携わってきたが、この材料を用いた実施工
において、普通コンクリートには見られない基本的な問
題が存在することがわかった。それは、未だ固まらない
炭素繊維補強コンクリートを所定形状に打設するのに使
用する型枠が金属製であると、型枠金属の腐食(金属の
酸化)が著しく進行するという現象である。例えば、鋼
製型枠を使用した場合に、普通コンクリートでは考えら
れない急速な腐食が進行して発錆し、この型枠を外した
さいに、硬化コンクリート面にこの錆が耐着してコンク
リートの品質を低下させることはもとより、型枠自身も
そのままでは再使用することができなくなるのである。
この現象は、鋼製型枠のみならず、型枠の一部に金属部
材が存在し、これが炭素繊維補強コンクリ−1・と接す
る場合にも同様に起こる。例えば、型枠の止金や結束線
用の金物などが炭素繊維補強コンクリートと接している
とこの部分で著しい発錆を見る。
本発明はこの問題の解決を目的としたものである。この
目的において本発明者らは、前記腐食挙動を解明するべ
く鋭意研究を重ねた結果、これには種々の原因が相互に
作用するが、その基本となるのは、炭素繊維は極めて電
導性が良好でその電位は貴金属並みの責な電位を有して
おり、これより卑な金属(通常は鉄または鉄合金)とコ
ンクリート中の炭素繊維が接触する場合にはここに局部
電池が形成され、この局部電池作用がその金属腐食の主
因であることをつきとめることができ、これを完全防止
するための炭素繊維補強コンクリート用型枠としては、
この局部電池を防止する電気絶縁層をもたせる必要があ
ることがわかった。すなわち本発明は、セメント系マト
リックス中に炭素繊維を0.2〜10容量%で分散させ
た未だ固まらない補強コンクリートを所定形状に硬化さ
せるための型枠であって且つその少なくとも一部または
全部に金属部分をもつ型枠において、この金属部分が該
コンクリートと接する表面に電気抵抗が少な(とも10
0Ω以上の電気絶縁層を形成させたことを特徴とする炭
素繊維補強コンクリート用の型枠を提供するものである
この型枠金属の表面と炭素繊維補強コンクリートとの間
に介在させる電気絶縁層としては、絶縁機能をもつもの
であれば原則的に適用可能であるが、実際面では絶縁性
の良好な有機系の樹脂例えばエポキシ樹脂またはゴム、
あるいは、金属酸化物、セメントモルタルやセメントペ
ースト、セラミックなどの無機系材料がその代表例とし
て挙げられる。鋼製型枠の場合には、そのコンクリ−1
・と接する全面にエポキシ樹脂の塗布層を形成するのが
最も簡便である。型枠の一部品として金属が存在する場
合には、その金属表面にエポキシ樹脂の塗布層を形成さ
せたり、その他の有機または無機材料をその金属表面に
介在または被着させておけばよい。
いずれにしても、この絶縁層は型枠と炭素繊維との接触
を断つに十分な機能をもたねばならない。
本発明者らの試験によると、セメンl−マトリックス中
に炭素繊維を0.2〜10容量%で分散させた補強コン
クリートの場合に、少なくとも100Ω以上の絶縁層を
形成すれば、型枠と炭素繊維との接触を断つことが可能
であることがわかった。
型枠金属表面に セメントマトリックス中に均一分散し
た炭素繊維のうちの一本がその先端で接触している状態
を仮定した場合に、炭素繊維から鉄に流れる電流の大き
さは、炭素繊維の表面積が大きくなるほど大きくなる。
従って、&繊維はど大きな電流が流れることになる。し
かし同一量で炭素繊維を分散させた場合に、実際は短繊
維を使用した方が腐食の進行が速い場合もある。これは
繊維先端が金属面に接触する接触点の数が多(なるから
であろう。本発明者らの実験の結果では。
炭素繊維補強コンクリートとして通常の炭素繊維量であ
る0、2〜工0容量%の量で炭素繊維をセメントマトリ
ックス中に分散させた場合に、この炭素繊維の長さが、
いかようなものであっても、鉄系金属表面との間で少な
くとも100Ω以上の絶縁層を形成させておくならば、
型枠と炭素繊維との接触を断ち、ガルバニック電池を形
成する腐食電流を完全に遮断できることを確認した。
エポキシ樹脂塗装を行う場合には、100μm程度の膜
厚で通常500Ω、以上の電気抵抗を示し、これ以上の
膜厚になるとそれだけ絶縁抵抗は高くなる。従って、最
も普通に使用される鉄系金属材料に対しては100μm
程度の薄いエポキシ樹脂塗装を施すことによっても、は
ぼ目的は達成される。
実際には、鉄系金属材料の表面には、その量や厚みは均
一ではないにしても、多少の酸化被膜(黒被)が生成し
ており、また、積極的に黒被を生成させたものもあるか
らこの酸化被膜層も絶縁層として作用する場合がある。
しかし、この酸化被膜は運搬や施工時にところどころ剥
げ落ちて金属面が露出したり、その厚めにも変動がある
から、これのみで局部電池生成の完全防止を期待するこ
とはできない。従って、電気絶縁層を別途設けることが
重要となる。本発明において、電気抵抗が少なくとも1
00Ω以上の絶縁層とは、この酸化被膜の伯に別途形成
した絶縁層のことを意味する。樹脂塗装でこの絶縁層を
形成する場合には、この電気絶縁層を型枠に密着させる
ために、酸化被膜を除去する必要がある。エポキシ樹脂
塗装を実施する場合には少なくとも平均100μm以上
の膜厚て塗装しないと、被膜の連続性を保つことは実際
上困難であり、平均100μm以上の樹脂層を形成させ
てこの樹脂層だけで100Ω以上の電気抵抗をもたせる
ようにするのが望ましい。
なお1本発明に従って型枠金属との間に絶縁層が介在す
る炭素繊維補強コンクリートは、セメントマトリックス
中に炭素繊維を分散させたものであれば、砂や砂利など
の骨材の有無やその量の大小、あるいは各種の添加材や
混和材の有無やその量の大小を問わず、さらにはセメン
トの種類を問わず炭素繊維との接触による局部電池形成
にもとすく金属腐食の防止効果を発揮するものである。
このようにして本発明は、炭素繊維補強コンクリートと
型枠金属との接触面間に電気絶縁層を介在させることに
よりセメントマトリックス中の炭素繊維と型枠金属との
直接の接触を断つようにした点に特徴があり、これによ
って型枠金属の表面に形成される炭素繊維による局部電
池作用を防止したものであるが、以下に、型枠金属と炭
素繊維Ni強コンクリートとの間に形成される腐食電流
がどの程度のものであるかなどの本発明内容の基本をな
す炭素繊維補強コンクリートの鋼に及ぼす腐食挙動につ
いて試験結果をもとにして具体的に説明しよう。
〔腐食電位および分極曲線〕
木枠内にセメントモルタルを入れ、このモルタル中に炭
素繊維供試体、鋼試片、ステンレス鋼裂メソシュ筋のい
ずれか又はこれらのカップルを挿入し、酸化還元電位測
定装置(飽和MCI溶液使用。
対極−白金)およびポテンショスタット(参照電極とし
て飽和甘木電極使用、電位掃引速度40mV/mln+
対極;白金)によって、セメント中での各供試材の腐食
電位および分極曲線の測定を行った。
各々の腐食電位の測定結果を表1に示す。
表1 腐食電位(V vs、 5CE)表1の結果より
明らかなように、セメントモルタル中での腐食電位の順
位は。
CF>SS> (CF+St) >> (SS+St)
 >Stであり、鋼がCFと接触するとガルバニック腐
食の発生の可能性が極めて大きいことがわかる。
第1図は、セメントモルタル中にCFを分散させた場合
(CF添加量;2.5容量%)と、 CFを入れない普
通モルタルの場合について、各モルタル中に挿入した鋼
の腐食電位の経時変化を示したものである。第1図に見
られるように、鋼の腐食電位は時間の経過と共に岸側に
移行し、いわゆる不動態域から活性域へ移動している。
カソード反応が酸素の還元反応であるとすれば、セメン
ト中の酸素が徐々に消費されかつ補給が緩やかであるた
め欠乏してゆくことを示していると思われる。従って、
モルタル中の責なCFと接触している鋼は活性域にある
のでガルバニック腐食が著しくなる。
第2図は、セメントモルタル中にCFを分散させた場合
(CF添加量;2.5容量%)と、 CFを入れない普
通モルタルの場合について、各モルタル中に挿入した鋼
のカソード分極挙動を示す。セメントモルタル中へのC
F添加によって、無添加の場合に比し、カソード電流が
著しく増大し、およそ10倍以上にも増大していること
がわかる。これは、セメント中のCFが鋼に接触し、C
F上での次式の酸化還元反応量が加わったためであると
考えられる。
02 +2比0 + 4e’= 4011−〔セメント
混練物のt+Hおよび酸化還元電位〕表2に示す配合材
を用いたセメント混練物のpl+と酸化還元電位を測定
し2表3の結果を得た。
表3 表3に示されるように、セメント混練物のpH値は配合
によらずほぼ一定で13.4〜13.7の範囲にある。
また酸化還元電位はモルタル打設直後では−0,15〜
−0,22V程度であるが、蒸気養生中では少し都側に
ずれる。これは環境の酸化性が時間とともに低下するこ
とを意味している。酸素の酸化還元反応により環境の酸
化還元電位が決定されているとすれば、その電位の上限
°は酸素の酸化還元平衡電位で決定されるが、その平衡
電位は次式で示される。
E、=1.23 0.06pH十〇、’015 log
 PO2(VvsSI+E )−〇、99−0.06p
H+0.015 log PO2(VVSS(:E )
これに、 Po2=0.2atm、 pH=13.5を
代入ずればE−0−19(VvsSCE ) この値は、PLにより測定された酸化還元電位の値より
かなり高い。酸素の還元反応の過電圧が高いことを考慮
すれば、ほかに有効な酸化剤(例えばFeA+)が系に
存在しない限り、酸素の還元反応によって系の酸化還元
電位が決定されているものと考えてよい。
以上の試験結果より、セメントマトリックス中のCF 
(炭素繊維)の存在は、このセメントマトリックスに接
する鉄(鋼)の腐食に悪影響を与えることがわかる。こ
れは、 CFは電導性が良くかつその電位がptのよう
な貴金属並みの責な電位を示すので、鋼とCFとの接触
によるガルバニック腐食によると考えられる。すなわち
セメントマトリックス中でのCFの存在はガルバニ・7
り腐食電池のカソード面積を増大させ、いわゆる小アノ
ード、大カソードを形成して腐食を促進するわけである
これを電気化学的に模式化すれば第3図のようになる。
すなわち、初期には■の電位で鋼は耐食性を維持してい
るが、 Cl−1などのイオンの存在により5局部的に
酸化被膜が破壊されると、電位は■に移って腐食される
。一方、 CFの存在によってカソード反応が増大する
ので電位ば■に移り腐食は加速される。このガルバニッ
ク電池のアノードである鋼表面では次式で示される反応
によりpHが低下するので、安定な被膜が維持されない
。このために、腐食が成長することになる。
Fe” +、1%0−Fe (Otl)’−+ H’−
(pH低下)しかし、 CFとステンレス鋼との接触の
場合には両者の電位が接近しかつ不動態域にあるために
ガルバニック腐食はない。
実施例 表4に示す配合の炭素繊維補強コンクリート1を、第4
図に示すようにして、各種の供試型枠材2と接触させ、
この型枠つきのまま、40℃×5時間の蒸気養生した後
、さらにオートクレーブ中で180℃、10気圧、5時
間の腐食加速試験をL3,5回実施した。この供試型枠
2としては、黒皮なしの普通鉄板、溶融亜鉛メッキ鋼板
、 5US304ステンレス鋼板、および普通鋼板にエ
ポキシ樹脂塗装(膜厚的200μ)を被覆した樹脂被覆
鋼板、および普通鋼板の表面にセメントモルタル(11
;1.み約2mm)を予め被着させて硬化させたセメン
ト被uz ajff板、をそれぞれ使用した。
表4(炭素繊維補強コンクリートの配合)各供試型枠を
、蒸気養生後、あるいはさらに各回のオートクレーブ処
理の後に、コンクリートから取り外して、そのコンクリ
ートと接した広面側の腐食状況を調べた。その結果を表
5に示した。
但し、A ;錆発生なし、B;黒錆発生。
C;黒錆数点発生+ Di部分的に赤錆発生。
E ;50%以上の面積で赤錆発生、を示ず。
表5 なお、炭素繊維を添加しなかった以外は表4の配合の過
密のコンクリートを使用して同様の腐食促進試験を実施
したが、この場合には、いずれの供試材型枠もそのコン
クリートとの接触面では錆)よ発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図はセメントモルタルへの炭素繊維添加の有無によ
る腐食電位の経時変化図、第1図はセメントモルタルへ
の炭素繊維添加の有無による分極曲線を示す図、第3図
炭素繊維補強コンクリート中での銅腐食の電気化学的模
式図、第4図は型枠の腐食促進試験に供した試験体の寸
法形状を示す図である。 1・・炭素繊維補強コンクリート 2−・供試型枠 出願人 鹿島建設株式会社 住友金属工業株式会社 第1図 ゴこ ・:) 第2図 1o−s 10−” 0 電流密度(mAム) 第3 辷4 ■電流(腐食速度) →大 第1頁の続き ■Int、CI、’ 識別記号 庁内整理番号E 04
 G 9102 7709−2E[相]発 明 者 鎌
 倉 正 司 尼崎市西長洲本通央技術研究所内 0発 明 者 三 上 尚 人 尼崎市西長洲本通央技
術研究所内 0発 明 者 幸 英 昭 尼崎市西長洲本通央技術研
究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、セメント系マトリックス中に炭素繊維を0.2
    〜10容量%で分散させた未だ固まらない補強コンクリ
    ートを所定形状に硬化させるための型枠であって且つそ
    の少な(とも一部または全部に金属部分をもつ型枠にお
    いて、この金属部分が該コンクリートと接する表面に電
    気抵抗が少なくとも100Ω以上の電気絶縁層を形成さ
    せたことを特徴とする炭素繊維補強コンクリート用の型
    枠。
  2. (2)、金属は鉄または鉄合金である特許請求の範囲第
    1項記載の炭素繊維補強コンクリート用型枠。
  3. (3)、電気絶縁層は樹脂、セラミックまたはゴムの層
    である特許請求の範囲第1項または第2項記載の炭素繊
    維補強コンクリート用型枠。
JP3886884A 1984-03-02 1984-03-02 炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠 Pending JPS60184810A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3886884A JPS60184810A (ja) 1984-03-02 1984-03-02 炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3886884A JPS60184810A (ja) 1984-03-02 1984-03-02 炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60184810A true JPS60184810A (ja) 1985-09-20

Family

ID=12537187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3886884A Pending JPS60184810A (ja) 1984-03-02 1984-03-02 炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60184810A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148764A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 菱電化成株式会社 コンクリ−ト型枠材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148764A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 菱電化成株式会社 コンクリ−ト型枠材

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mangat et al. Corrosion resistance of steel fibres in concrete under marine exposure
Suryavanshi et al. Corrosion of reinforcement steel embedded in high water-cement ratio concrete contaminated with chloride
Bahekar et al. Impressed current cathodic protection of rebar in concrete using Carbon FRP laminate
Wootton et al. Corrosion of steel reinforcement in carbon fiber-reinforced polymer wrapped concrete cylinders
Torres-Acosta Opuntia-Ficus-Indica (Nopal) mucilage as a steel corrosion inhibitor in alkaline media
Sakr Effect of cement type on the corrosion of reinforcing steel bars exposed to acidic media using electrochemical techniques
Gadve et al. Active protection of fiber-reinforced polymer-wrapped reinforced concrete structures against corrosion
JPS60184810A (ja) 炭素繊維補強コンクリ−ト用の型枠
US6322691B1 (en) Method for passivating steel in large structures formed of steel-reinforced concrete
IL104837A (en) A method of electrochemical treatment for reinforcing steel in concrete in which steel reinforcements are planted
Torres-Acosta Galvanic corrosion of steel in contact with carbon-polymer composites. II: Experiments in concrete
JPS60186447A (ja) 炭素繊維補強コンクリ−ト
JPS60186446A (ja) 炭素繊維補強コンクリ−ト
Saraswathy et al. Adhesion of an acrylic paint coating to a concrete substrate
Wei et al. Effectiveness of carbon fiber-reinforced polymer as a triple-functional material for sustainable protection of reinforced concrete structures
HRP960098A2 (en) Electroconductive anticorrosive system
Burubai et al. Comparative study of inhibitors on the corrosion of mild steel reinforcement in concrete
Torres-Acosta Galvanic corrosion of steel in contact with carbon-polymer composites. I: Experiments in mortar
Bertolini et al. Three year tests on cathodic prevention of reinforced concrete structures
Qian et al. Theoretical and experimental study of galvanic coupling effects between carbon steel and stainless steels
Yu et al. Usability of conductive based cement anode for impressed current cathodic protection of reinforced concrete structures
Bertolini et al. Cathodic protection of reinforcement in carbonated concrete
JP2876514B2 (ja) 炭素繊維補強コンクリート
Wheat et al. Challenges in Evaluating Different Reinforcement Materials
Manoharan et al. Effect of chemical admixture on corrosion resistance of reinforced steel rods in concrete