コンクリート構造物の補修方法及びコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造
【課題】 被検材のコーナーを倣う超音波探傷において、コーナーの開き角度の変化に影響を受けずに探傷走査を行えるものとする。
【解決手段】 本願発明に係るコンクリート構造物の補修方法は、鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートを除去した後、コンクリート構造物の当該コンクリートが除去された部分の表面に、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有する絶縁剤ｚを塗布し、当該絶縁剤の塗布後未硬化コンクリートを新たに付与するものである。
【解決手段】 本願発明に係るコンクリート構造物の補修方法は、鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートを除去した後、コンクリート構造物の当該コンクリートが除去された部分の表面に、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有する絶縁剤ｚを塗布し、当該絶縁剤の塗布後未硬化コンクリートを新たに付与するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、コンクリート構造物の補修方法及びコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−１２００４１号公報
【０００３】
鉄筋コンクリート構造物について、塩害で劣化した部分の補修方法として、劣化部分のコンクリートをはつり取った後、はつり取られたコンクリート断面の表面に、修復用のコンクリート又はモルタルを塗布して、修復を行うことが一般に行われている。
一方、補修されたコンクリート内部の鉄筋と健全なコンクリート内部の鉄筋との境界において、鉄筋の腐食傾向を示すパラメーターである自然電位が極端に変化し、この部分を中心として、比較的大きなセル（電気回路）が形成され、マクロセル腐食と称される腐食が進行する。
【０００４】
具体的には、塩害、中性化、凍害などで劣化した鉄筋コンクリート構造物において、鉄筋を新たに含む断面内で劣化した部分のコンクリートを除去し、新設コンクリートに置き換える断面修復を行った場合、新旧コンクリート間の塩分濃度の差により鉄筋を介してマクロセル腐食回路が形成され、修復部分近傍の鉄筋腐食の進行が加速される。
【０００５】
このようなマクロセル腐食を防止する方法として、これまで、
(1) 流電陽極方式や外部電源方式などの電気防食工法
(2) 電気化学的脱塩工法
(3) 亜硝酸リチウム混和ポリマーセメントモルタル吹きつけ工法
といった方法が採用されてきた。
このうち、(1) の電気防食工法は、大掛かりな設備が必要であり、コスト面、設備の維持管理面で大きな負担を強いられ、問題が多い。また(2) の電気化学的脱塩工法も大掛かりな設備を必要とする。(3) の工法は、含有塩分量が多い場合、特に、建設時に海砂が使用され塩分濃度の高いコンクリート構造物ではコスト的に問題があるだけでなく、亜硝酸塩には通常発癌性があり、近い将来において使用が制限される危惧がある。
【０００６】
例えば、上記特許文献１において、コンクリート構造物の修復部分のコンクリートをはつり取った後、はつり取られた部分と断面修復モルタルとの接着界面、及び露出した鉄筋表面の全面に、亜硝酸塩水溶液を塗布し、次いで、ポリマーセメントモルタルを塗布した後、断面修復モルタルを用いて断面修復することを特徴とする塩害劣化コンクリートの補修方法の提案がなされている。
この方法によれば、補修されたコンクリート内部の鉄筋と健全なコンクリート内部の鉄筋との境界において、接合界面部分から健全なコンクリート内部にかけて、鉄筋の自然電位を段階的に遷移させることができ、自然電位が極端に変化することを防止して、マクロセル腐食を抑制することが可能となり、更に、はつり取られた箇所と修復モルタルとの接着界面に塩化物イオン透過に対するバリヤー層が形成され、はつり部より奥に浸透した高濃度の塩化物イオンが存在する場合であっても、これらの高濃度の塩化物イオンが濃度勾配の作用によって鉄筋近傍に戻って鉄筋腐食を引き起こすことが抑制され、コンクリートの劣化及び錆の発生を長期間に亘って防止することが可能となるとされている。
【０００７】
しかし、この特許文献１に示された補修方法は、亜硝酸イオンとコンクリート内の塩を反応させて鉄筋を防食する方法で亜硝酸塩を犠牲陽極として作用させるものであり、塩分濃度が高く含有塩分量の多い場合、多量の亜硝酸塩を必要とする。
従って、長期において、亜硝酸塩が反応して全て塩になってしまうと、塩化物の侵入を抑えきれなくなる。
また、上述の通り、亜硝酸塩の発癌性の問題についても、上記の特許文献１に示された方法では、回避できていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような背景から、塩害を受けたコンクリート構造物における補修の工法として、当業者間において、断面修復部のマクロセル対策が講ぜられた、長期に渡ってマクロセル腐食を防止できる工法が切望され、また、安全で、経済性にも優れ、現場施工も容易なものが、切望されている。
本願発明は、そのようなコンクリート構造物の補修方法を提供して、上記の課題の解決を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願第１の発明は、鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートを除去した後、コンクリート構造物の、当該コンクリートが除去された部分ヘ未硬化コンクリートを新たに付与するものであるコンクリート構造物の補修方法において、次の構成を採るものを提供する。
即ち、このコンクリート構造物の補修方法は、コンクリートを除去後、コンクリート構造物の当該コンクリートが除去された部分の表面に絶縁剤を塗布し、当該絶縁剤の塗布後未硬化コンクリートを新たに付与するものである。
尚、ここでいうコンクリートとは、モルタルを含む。
【００１０】
本願第２の発明では、上記本願第１の発明にあって、上記の絶縁剤が、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法を提供する。
【００１１】
本願第３の発明では、上記本願第２の発明にあって、上記の絶縁剤をコンクリート構造物のコンクリートの除去部分に複数回塗布することにより絶縁剤の浸透層を形成した後、未硬化コンクリートを新たに補充することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法を提供する。
【００１２】
本願第４の発明では、鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートが除去され、当該コンクリートが除去された部分に新たにコンクリートが付与されたものであるコンクリート構造物の補修構造であって、次の構成を採るコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造を提供する。
即ち、コンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造は、コンクリート構造物のコンクリートが除去されなかった旧コンクリート部分と、新たに形成された新コンクリート部分との界面に、絶縁層を設けて、旧コンクリート部分と新コンクリート部分とを電気的に絶縁したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願の各発明は、未硬化コンクリートを新たに付与する前に、コンクリート構造物のコンクリートが除去された部分の表面に、絶縁剤を塗布することにより、新旧コンクリート間の電気抵抗を増大させ、セル（電気回路）の形成を困難にした。
これにて、鉄筋コンクリート構造物の補修により、長期に渡って、マクロセル腐食を防止できる。
また、亜硝酸塩水溶液を用いる、特許文献１に示された工法のように、大量の亜硝酸塩の補充の必要がないのみならず、当初より亜硝酸塩を用いるものではないので、安全性も向上し、更に、経済性にも優れ、現場施工も容易な工法を提供し得た。
特に、本願第２の発明では、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有する絶縁剤を採用することにより、絶縁と共に、コンクリート間の定着性を阻害しない具体的な手段を提供し得た。また、本願第３の発明では、このような絶縁剤の好ましい施工法を提供した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面に基き、本願発明の好ましい実施の形態について、説明する。
図１〜図３に、本願発明の一実施の形態を示す。図１〜図３の夫々は、本願発明に係るコンクリート構造物の補修方法の各工程の説明図である。
本願発明に係る鉄筋を備えたコンクリート構造物の補修方法は、コンクリート除去工程と、絶縁層形成工程と、コンクリート補充工程と、養生工程とを、順に遂行するものである。
以下、各工程について、順に説明する。
【００１５】
コンクリート除去工程は、図１（Ａ）へ示す、塩害で劣化したコンクリート構造物、又は劣化の進行が予測されるコンクリート構造物について、当該構造物１の修復すべき部分（以下修復部分２と呼ぶ。）のコンクリートを、掘削機などの周知の装置を用いて、図１（Ｂ）へ示す通り、はつり取る。
はつり取る範囲については、コンクリートの劣化の程度に応じた範囲とする。具体的には、鉄筋や鋼管などの鋼材の発錆部分については、当該鋼材の周辺のコンクリートをはつり取る。また、コンクリートのひび割れや欠陥が発生している場合には、その周辺部分をはつり取る。
目視により、外部から劣化が確認できない部分であっても、潜在的に劣化が進行していると思われる部分について、超音波、Ｘ線などの周知の透視手段の採用、構造物に対する周知の劣化診断薬（発色薬）の塗布、コンクリート構造物からのサンプルの採取、或いは、当該構造物の設計図より内部の状況を把握し建設からの経過時間を考慮し劣化を推測するなどして、目視以外の方法によりはつり取る範囲を定めて、はつり取ればよい。
劣化部分が鉄筋３に達している場合、鉄筋３が露出する状態にまで、コンクリートをはつり取る。但し、劣化の程度や、施工の簡便さから、鉄筋３を露出させない程度にはつり取るものとし実施することを制限するものでなく、そのようなはつり取りも可能である。
【００１６】
図２（Ａ）へ示す通りコンクリート除去工程により補修部分２のコンクリートをはつり取った後、絶縁層形成工程により、コンクリート構造物１に絶縁層を形成する。絶縁層の形成は、当該はつり取りにて露出したコンクリート面（以下露出面１１と呼ぶ。）に対し、絶縁剤ｚを塗布することにより行う。
上記の絶縁剤ｚには、コンクリートを電気的に絶縁すると共に、コンクリート同士の接着性を阻害しない素材を採用する。このような絶縁剤ｚとして、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有する撥水剤を採用するのが好ましい。
このような絶縁剤ｚとして、アルキルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシロキサン、イソブチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、低粘性のプロピルエトキシシロキサン、又はこれら二種以上を含有するもの、或いはこれらの縮合物を採用することができる。また、場合によりアミノ基を有する化合物、例えば、アミノシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、または使用されるシラン系と混和可能であるアミノアルコール、ジエチルアミノエタノールと混合して、長鎖のカルボン酸または当該カルボン酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、ジノニルナフタリンスルホン酸カルシウムと混合して、場合によりその他の成分（例えば水、溶剤または加工助剤）を付与又は添加したものを含有させることにより、絶縁剤ｚとして採用することができる。更に、これらの成分を良好に混合もしくは一緒に攪拌することによって、オルガノシラン若しくはオルガノシロキサンその他成分を含有するものを採用することができる。
【００１７】
絶縁剤ｚとして、アルキルアルコキシシランを採用する場合の調製及び適用について説明する。アルキルアルコキシシランおよび相応するシロキサンを場合によりアミノ官能性化合物およびカルボン酸またはカルボン酸の塩と混合する。得られる混合物は単相である。場合により補助的に攪拌し、かつ加熱する。２０℃からアルキルアルコキシシラン混合物もしくはアルキルアルコキシシロキサン混合物が沸騰を開始する（約１８０℃まで）温度範囲で１分ないし数時間までの混合時間が有利である。その際、化学的な反応が進行しうる。例としてここで以下のものを挙げることができる。
Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3 ＋ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）ＮＣ2Ｈ4 ＯＨ
→Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3-n ［（Ｃ2 Ｈ5 ）ＮＣ2Ｈ4 Ｏ］n
＋ｎＲ1 ＯＨＲ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3 ＋ｎＲ2 ＣＯＯＨ
→Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3-n （Ｒ2 ＣＯＯ）n Ｒ1ＯＨ
得られる単相の混合物は通常液状であり、かつ低粘性である（粘度は通常、１０ｍＰａｓより小さく、概ね５ｍＰａｓより小さく、特に最小の場合１．５ｍＰａｓより小さい）。粘度を調整するために付加的に溶剤を使用することができる。適切な溶剤は例えばアルコール、有利にはエタノール、メタノールまたはイソプロパノールまたはベンジン炭化水素、たとえば石油ベンジンまたは溶剤燈油である。液状の絶縁剤ｚはコンクリート表面上に直接塗布するか、または公知の方法により水中油型エマルションとして調製し、かつ水性エマルションの形でコンクリート表面上に塗布する。水性エマルションの場合、低粘性のエマルション以外に高粘性のエマルションもまた適用することができる。この場合、重要なことは、十分な作用物質量（溶剤ではなく、エマルション＝水の場合、連続相ではない）がコンクリート中に侵入することである。これを達成するために、絶縁剤ｚをコンクリート表面に複数回塗布するのが好ましい。但し、必要に応じて、１回の塗布も可能である。複数回塗布を行う場合、次の塗布を開始する前に、表面は少なくとも外観が乾燥していなくてはならない。アルキルアルコキシシランとして、プロテクトシルＣＩＴ（商品名）を採用することができる。
一方、シランシロキサン系材料の適用については、例えば、マジカルリペラー（商品名）を用いる場合、５０〜５００ｇ／ｍ2の量塗布するのが好ましい。
アルキルアルコキシシランを採用する場合、特に、トリエトキシイソブチルシラン ９５．０〜９９．０重量％含有するものを採用するのが好ましい。
また、シランシロキサン系材料については、例えば、次の配合のものを採用するのが好ましい。
オルガノシラン及びシリコーン ７５〜８５重量％
水、その他 ２５〜１５重量％
合計 １００％
【００１８】
上記の絶縁剤ｚの噴霧（塗布）については、絶縁剤ｚを露出面１１全体に均一に噴霧することによって行うことができる。
噴霧は、霧吹きや、コンプレッサを備えたスプレーガンなどの周知の噴霧手段ｓを用いて行うことができる。また噴霧以外に、ハケやローラによって、上記露出面１１に、塗布するものとしても、実施可能である。
上記の絶縁剤ｚによる絶縁層の形成について、より具体的に説明する。
図２（Ｂ）へ示す通り、上記の噴霧にて絶縁剤ｚを露出面１１から、はつり取られずに残ったコンクリート（旧コンクリート部４と呼ぶ。）内に浸透させることにより絶縁剤ｚの浸透層５を形成する。浸透層５は、露出面１１から０．１〜３ｃｍの深さを有する層として形成するのが好ましい。特に、浸透層５の深さは、１ｃｍとするのが、好ましい。
浸透層５の形成については、１度の塗布（噴霧）にて形成することも可能であるが、上記の通り、複数回の塗布（噴霧）によって形成することができる。
絶縁剤ｚに用いる上記のアルキルアルコキシシランとして、全体を１００％としその中で、トリエトキシイソブチルシランを２０重量％以上、２−ジエチルアミノエタノールを５重量％以下含有するものを採用することができる。
このようなアルキルアルコキシシランとして、上記のプロテクトシルＣＩＴ（商品名）を採用する場合、２度塗りが好ましい。即ち、プロテクトシルＣＩＴにて下塗りを行い、乾燥後、同じくプロテクトシルＣＩＴにて上塗りを行う。
但し、絶縁剤ｚとして、プロテクトシルＣＩＴその他のアルキルアルコキシシランを採用する場合、１度の塗布にて浸透層５を形成してもよい。
尚、図示は省略するが、絶縁剤ｚとして、上記のアルキルアルコキシシランを２度塗布することにより、通常、露出面１１から浅い部分にかけて絶縁剤ｚの密度の高い層が形成され、当該密度の高い絶縁層５に隣接して露出面１１と反対側（深い部分）に絶縁剤ｚの密度のやや低い層が形成される。
また、絶縁剤ｚとして、シランシロキサン系材料として前述のマジカルリペラーを採用する場合、１度の塗布にて浸透層５を形成することができる。但し、この場合においても、２度の塗布を行うものとして実施することが可能である。
特に、絶縁剤ｚとしてマジカルリペラーを用いる場合、塗布・乾燥後、市販のシーラー、例えば「マジカルカラー」（商品名）を上塗りするのが好ましい。このようなシーラーを塗布することによって、新旧コンクリートの固着を増強することができる。但し、マジカルリペラーを採用する場合も、シーラーを塗布せずに実施することができる。
【００１９】
上記の絶縁層形成工程後、図３（Ａ）へ示す通り、コンクリート補充工程にて、硬化前のコンクリートを絶縁層の上に塗布し、補修部７を形成する。即ち、図３（Ｂ）へ示す通り、補修部７として新コンクリート部を形成して、旧コンクリート部４のはつり取った箇所を覆う。
尚、新コンクリートによる補修部７は、図３（Ｂ）へ示す通り、はつり取ったコンクリートを補充し、はつり取り前と同じ状態に復元するものの他、はつり取り前よりも厚く塗布したり、或いは薄く塗布したり変更して実施することも可能である。
上記の新コンクリートの塗布後、即ち補修部７形成後、養生工程にて、新コンクリート（補修部７）を硬化させる。養生工程は、経時により、塗布した新コンクリート（補修部７）を完全に硬化させる工程であり、新コンクリートの成分や塗布量によって、放置する時間を調整すればよい。
また、必要に応じ、養生期間中、ブルーシートなどのシートにて、新コンクリートを塗布した部位を被っておけばよい。
【００２０】
上記にて補修が完了した部位について、形成された浸透層５（絶縁層）においては、微視的には、新旧コンクリート間の通電を完全に絶縁するものではない。即ち、絶縁剤ｚは、新旧コンクリート間に絶縁被膜として介在するものではない（新旧コンクリート界面に造膜するものではない）。
上記の絶縁剤ｚの浸透層５について詳しく説明すると、コンクリート表面は粗面であり、表面から内部に向けて毛細管状の凹凸があり、この毛細管状の凹凸間に噴霧された絶縁剤ｚが侵入することにより、浸透層５が形成される。但し、絶縁剤ｚは、旧コンクリートの当該凹凸に新コンクリートの侵入を阻害するものではない。従って、このような絶縁剤の侵入部分以外では、コンクリートは連続しており、絶縁剤ｚに遮られるものではない。このため、上記の通り、微視的には、電気的に新旧コンクリートは完全に絶縁されたものとはいえないのである。
しかし、巨視的には、新旧コンクリート間全体において、上記の浸透層５の形成により、電気抵抗値が（浸透層５を形成しない場合に比べて）上がり、新旧コンクリート間の通電を抑制することができるのである。
例えば、絶縁剤ｚが新旧コンクリート間の界面に絶縁被膜として介在するものとすれば、新旧コンクリートが直接接することができず、コンクリート自体の結合力は全く機能しない。しかし、絶縁層として上記の浸透層５を形成することにより、新旧コンクリート間の接触が、絶縁剤ｚにて阻まれるものとはならないので、新旧コンクリート間の結合力が完全に阻害されて全く機能しないということはないのである。
また、プロテクトシルＣＩＴやマジカルリペラーは、撥水効果を有するものでもあるので、電気の導体となる水の浸入を抑え、この面においても、間接的に通電の抑制に助するものである。
【実施例】
【００２１】
シラン系絶縁剤を母材と補修材間に塗布することによる電気抵抗の増加が、鉄筋に対するマクロセル腐食に及ぼす影響を確認するため、鉄筋腐食試験を実施した。
この鉄筋腐食試験として、室内試験と、現場施工試験とを行った。
【００２２】
先ず、室内試験について説明する。
図４に実施例の試験体を示す。母材ａ（旧コンクリート部４相当）側には、１立方メートル当り１０ｋｇの割合で塩分を混入させ、一方修復材ｂ側（継足し部／新コンクリート即ち補修部７に相当）には、塩分を混入させなかった。また、継ぎ足し前に母剤ａ側継面に絶縁剤を塗布した。母材ａへの上記の塩分の混入は、硬化前の母材ａに練りこむことにより行った。
具体的には、試験体には、絶縁剤を無塗（基準ケース）としたもの（Ｎｏ．１）、絶縁材をシラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤としたもの（Ｎｏ．２）、絶縁剤をシランシロキサン系浸透性吸水防止剤としたもの（Ｎｏ．３）を用意した。
具体的には、シラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤（Ｎｏ．２）として「プロテクトシルＣＩＴ」（商品名）を、シランシロキサン系浸透性吸水防止剤（Ｎｏ．３）として「マジカルリペラー」（商品名）を採用した。絶縁剤の塗布量について、Ｎｏ．２は、６００ｍｌ／ｍ2とし、Ｎｏ．３は、２００ｇ／ｍ2とした。
尚、上記のＮｏ．３について、絶縁剤は、マジカルリペラー８０重量％、水２０重量％（合計１００％）の配合のものを採用した。またシーラーとしてマジカルカラー（商品名）を１００ｇ／ｍ2 塗布した。
【００２３】
試験体の使用材料については、次の通りである。
水（Ｗ）：水道水
セメント（Ｃ1 ）：普通ポルトランドセメント
密度３．１６ｇ／ｃｍ3 、比表面積３２９０ｃｍ2 ／ｇ
セメント（Ｃ2 ）：早強ポルトランドセメント
密度３．１４ｇ／ｃｍ3 、比表面積４５００ｃｍ2 ／ｇ
細骨材（Ｓ）：表乾密度２．５９ｇ／ｃｍ3 、粗粒率２．５８
粗骨材（Ｇ）：表乾密度２．６９ｇ／ｃｍ3 、最大粒径２０ｍｍ
減水剤（Ａｄ1 ）：フローリックＳ（商品名）
ＡＥ剤（Ａｄ2 ）：フローリックＡＥ−６（商品名）
【００２４】
母材コンクリート（旧コンクリート）の上記使用材料の配合、及び、スランプ試験（Ｓｌｕｍｐ）の結果による硬化前のコンクリートの硬さについては、次の通りである。
水（Ｗ）：１８０ｋｇ／ｍ3
セメント（Ｃ1 ）：３６０ｋｇ／ｍ3
細骨材（Ｓ）：７８２ｋｇ／ｍ3
粗骨材（Ｇ）：９７０ｋｇ／ｍ3
空気（Ａｉｒ）：２％（体積％）
Ｓｌｕｍｐ：３．５ｃｍ
【００２５】
継ぎ足しコンクリート（新コンクリート）の上記使用材料の配合、及びスランプ試験（Ｓｌｕｍｐ）の結果による硬化前のコンクリートの硬さについては、次の通りである。
水（Ｗ）：２００ｋｇ／ｍ3
セメント（Ｃ2 ）：３７０ｋｇ／ｍ3
細骨材（Ｓ）：８４８ｋｇ／ｍ3
粗骨材（Ｇ）：８８６ｋｇ／ｍ3
減水剤（Ａｄ1 ）：１１１ｋｇ／ｍ3
ＡＥ剤（Ａｄ2 ）：０．０７４ｋｇ／ｍ3
空気（Ａｉｒ）：３％（体積％）
Ｓｌｕｍｐ：６．５ｃｍ
【００２６】
試験体内部には、マクロセル腐食電流とミクロセル腐食電流を区別して測定するため、分割鉄筋３…３を試験体の中心に埋設した。図４へ示す通り、試験体は、母材ａに修復材ｂを延設した、直径ｒが５ｃｍの円柱状体とした。母材ａの中心には、夫々長さｔ１が３ｃｍの鉄筋３，３を埋設した。また、修復材ｂの中心には、長さｔ２が６ｃｍの鉄筋３を埋設した。鉄筋３，３間は、リード線８，８にて電気的に接続されている。
【００２７】
測定項目は、マクロセル腐食電流と、ミクロセル腐食電流と、母材と補修剤間の電気抵抗の、３項目である。
ここでマクロセル腐食電流は鉄筋３，３，３間を流れる電流であり、無抵抗電流計より測定した。一方ミクロセル腐食電流は、鉄筋内を流れる電流であり、周波数応答解析装置（ＦＲＡ）を用いて交流インピーダンス法により算出した。
また、母剤ａと補修材ｂ（継ぎ足し部）間の電気抵抗は、端部の鉄筋要素間に対して、ＦＲＡを用いた交流インピーダンス法により測定した。材齢１週目、２週目、３週目及び４週目においてマクロセル腐食電流及び電気抵抗を測定し、また１週目及び４週目においてミクロセル腐食電流を測定した。
【００２８】
打設後、全ての試験体は湿潤気中（ＲＨ９０％）で養生・曝露された。なお、初期の表面ひび割れを抑制するため材齢１週間までは室温２０℃とし、一方腐食を促進するため１週間以降では５０℃とした。
【００２９】
材齢４週目におけるマクロセル腐食電流の測定結果を図５のグラフに示す。図５のグラフにおいて、黒丸が上記Ｎｏ．１の試験体の測定結果を示し、白抜き四角が上記Ｎｏ．２の試験体を示し、黒三角が上記Ｎｏ．３の試験体を示す。
図５のグラフから、無塗布の試験体（Ｎｏ．１）において、マクロセル腐食電流密度が埋設された鉄筋の位置によって、大きく変化し、母材ａ側でマクロセル腐食が進行していることが確認できる。一方、シラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤を用いた試験体（Ｎｏ．２）及びシランシロキサン系浸透性吸水防止剤を用いた試験体（Ｎｏ．３）では、鉄筋の位置によっての、マクロセル腐食電流密度の変化が小さく、上記の無塗布の試験体（Ｎｏ．１）と比較して、マクロセル腐食が抑制されていることが確認できる。
【００３０】
材齢４週目までのマクロセル腐食電流密度の最高値の経時変化を図６へ示す。この図６から、シラン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．２）及びシランシロキサン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．３）のマクロセル腐食電流密度の最高値が、無塗布と比較して低い値を占めていることが確認できる。また、図示はしないが、ミクロセル腐食電流密度に関しても同様の傾向を示した。
材齢４週目における電気抵抗の測定結果を図７に示す。この図７から、シラン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．２）及びシランシロキサン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．３）の電気抵抗値は、無塗布の試験体（Ｎｏ．１）と比較して高い値を示していることが確認できる。従って、シラン系或いはシランシロキサン系塗布剤を母材ａ側打継面（露出面１１相当）に塗布することにより、母材ａと補修材ｂ間の電気抵抗を高め、マクロセル腐食を抑制することが明らかである。
【００３１】
次に、現場施工試験について説明する。
上述の室内試験結果を踏まえ、内在塩分を有する鉄筋コンクリート橋において、シラン系塗布材及びシランシロキサン系塗布材を用いることにより、断面修復部に生じるマクロセル腐食の抑制を試みた。
ここで、マクロセル腐食速度をモニタリングするため、図８に示す通り、ミニセンサｓ１，ｓ２を新旧コンクリート（母材ａと修復材ｂ）内の鉄筋３近傍に埋設した。
上記のミニセンサｓ１，ｓ２は、電位を検出することが可能なセンサである。尚、図８において、１２は絶縁層を示している。
【００３２】
上記のミニセンサｓ１，ｓ２にて、定期的に自然電位、分極抵抗及びコンクリート比抵抗を測定し、マクロセル腐食速度を算出した。
その施工後２ヶ月目におけるマクロセル腐食速度のグラフを図９へ示す。
図９において、Ａ及びＦはスパン端部における計測結果を示し、Ｂ〜Ｅはスパン中央部における計測結果を示す。
このうちＡ〜Ｃには、絶縁剤としてシラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤を用い、Ｄ〜Ｆには、シランシロキサン系浸透性吸水防止剤を用いた。
この図９のグラフから、Ａ〜Ｆの何れの箇所のマクロセル腐食速度も、１年当り０．００１０ｍｍ以下の極めて低い値を示していることが確認できる。
【００３３】
上記の試験結果を総括すると、シラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤及びシランシロキサン系浸透性吸水防止剤を打継面に塗布することにより、母剤と補修材間の電気抵抗を増大させ、マクロセル腐食回路の形成を抑制するため、防食効果が期待できる。従って、内在塩分を多く含む母材コンクリートに増厚補強するような条件下では、継足部のマクロセル腐食対策として有効な方法と考えられる。尚、今後も、実橋における経年抑制効果を把握するため、継続して腐食速度及び電気抵抗を測定し、維持管理に活用することが重要であると考える。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（Ａ）は本願発明に係る補修方法の対象となるコンクリート構造物の一部切欠略断面図であり、（Ｂ）は本願発明に係る補修方法のコンクートの除去工程を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図である。
【図２】（Ａ）は本願発明に係る補修方法の絶縁層形成工程の開始を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図であり、（Ｂ）は絶縁層形成工程にて形成された浸透層を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図である。
【図３】（Ａ）はコンリート補充工程の遂行状態を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図であり、（Ｂ）は上記コンクリート補充工程が完了した状態を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図である。
【図４】室内試験の試験体の説明図である。
【図５】室内試験のマクロセル腐食電流密度のグラフを示す説明図である。
【図６】室内試験のマクロセル腐食電流密度の最高値のグラフを示す説明図である。
【図７】室内試験の電気抵抗のグラフを示す説明図である。
【図８】現場施工試験の説明図である。
【図９】現場施工試験のマクロセル腐食速度のグラフを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ コンクリート構造物
２ 補修部分
３ 鉄筋
４ 旧コンクリート
５ 浸透層
７ 新コンクリート
１０ （コンクリート構造物の）表面
１１ 露出面
ｓ スプレーガン
ｚ 絶縁剤
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、コンクリート構造物の補修方法及びコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−１２００４１号公報
【０００３】
鉄筋コンクリート構造物について、塩害で劣化した部分の補修方法として、劣化部分のコンクリートをはつり取った後、はつり取られたコンクリート断面の表面に、修復用のコンクリート又はモルタルを塗布して、修復を行うことが一般に行われている。
一方、補修されたコンクリート内部の鉄筋と健全なコンクリート内部の鉄筋との境界において、鉄筋の腐食傾向を示すパラメーターである自然電位が極端に変化し、この部分を中心として、比較的大きなセル（電気回路）が形成され、マクロセル腐食と称される腐食が進行する。
【０００４】
具体的には、塩害、中性化、凍害などで劣化した鉄筋コンクリート構造物において、鉄筋を新たに含む断面内で劣化した部分のコンクリートを除去し、新設コンクリートに置き換える断面修復を行った場合、新旧コンクリート間の塩分濃度の差により鉄筋を介してマクロセル腐食回路が形成され、修復部分近傍の鉄筋腐食の進行が加速される。
【０００５】
このようなマクロセル腐食を防止する方法として、これまで、
(1) 流電陽極方式や外部電源方式などの電気防食工法
(2) 電気化学的脱塩工法
(3) 亜硝酸リチウム混和ポリマーセメントモルタル吹きつけ工法
といった方法が採用されてきた。
このうち、(1) の電気防食工法は、大掛かりな設備が必要であり、コスト面、設備の維持管理面で大きな負担を強いられ、問題が多い。また(2) の電気化学的脱塩工法も大掛かりな設備を必要とする。(3) の工法は、含有塩分量が多い場合、特に、建設時に海砂が使用され塩分濃度の高いコンクリート構造物ではコスト的に問題があるだけでなく、亜硝酸塩には通常発癌性があり、近い将来において使用が制限される危惧がある。
【０００６】
例えば、上記特許文献１において、コンクリート構造物の修復部分のコンクリートをはつり取った後、はつり取られた部分と断面修復モルタルとの接着界面、及び露出した鉄筋表面の全面に、亜硝酸塩水溶液を塗布し、次いで、ポリマーセメントモルタルを塗布した後、断面修復モルタルを用いて断面修復することを特徴とする塩害劣化コンクリートの補修方法の提案がなされている。
この方法によれば、補修されたコンクリート内部の鉄筋と健全なコンクリート内部の鉄筋との境界において、接合界面部分から健全なコンクリート内部にかけて、鉄筋の自然電位を段階的に遷移させることができ、自然電位が極端に変化することを防止して、マクロセル腐食を抑制することが可能となり、更に、はつり取られた箇所と修復モルタルとの接着界面に塩化物イオン透過に対するバリヤー層が形成され、はつり部より奥に浸透した高濃度の塩化物イオンが存在する場合であっても、これらの高濃度の塩化物イオンが濃度勾配の作用によって鉄筋近傍に戻って鉄筋腐食を引き起こすことが抑制され、コンクリートの劣化及び錆の発生を長期間に亘って防止することが可能となるとされている。
【０００７】
しかし、この特許文献１に示された補修方法は、亜硝酸イオンとコンクリート内の塩を反応させて鉄筋を防食する方法で亜硝酸塩を犠牲陽極として作用させるものであり、塩分濃度が高く含有塩分量の多い場合、多量の亜硝酸塩を必要とする。
従って、長期において、亜硝酸塩が反応して全て塩になってしまうと、塩化物の侵入を抑えきれなくなる。
また、上述の通り、亜硝酸塩の発癌性の問題についても、上記の特許文献１に示された方法では、回避できていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような背景から、塩害を受けたコンクリート構造物における補修の工法として、当業者間において、断面修復部のマクロセル対策が講ぜられた、長期に渡ってマクロセル腐食を防止できる工法が切望され、また、安全で、経済性にも優れ、現場施工も容易なものが、切望されている。
本願発明は、そのようなコンクリート構造物の補修方法を提供して、上記の課題の解決を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願第１の発明は、鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートを除去した後、コンクリート構造物の、当該コンクリートが除去された部分ヘ未硬化コンクリートを新たに付与するものであるコンクリート構造物の補修方法において、次の構成を採るものを提供する。
即ち、このコンクリート構造物の補修方法は、コンクリートを除去後、コンクリート構造物の当該コンクリートが除去された部分の表面に絶縁剤を塗布し、当該絶縁剤の塗布後未硬化コンクリートを新たに付与するものである。
尚、ここでいうコンクリートとは、モルタルを含む。
【００１０】
本願第２の発明では、上記本願第１の発明にあって、上記の絶縁剤が、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法を提供する。
【００１１】
本願第３の発明では、上記本願第２の発明にあって、上記の絶縁剤をコンクリート構造物のコンクリートの除去部分に複数回塗布することにより絶縁剤の浸透層を形成した後、未硬化コンクリートを新たに補充することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法を提供する。
【００１２】
本願第４の発明では、鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートが除去され、当該コンクリートが除去された部分に新たにコンクリートが付与されたものであるコンクリート構造物の補修構造であって、次の構成を採るコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造を提供する。
即ち、コンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造は、コンクリート構造物のコンクリートが除去されなかった旧コンクリート部分と、新たに形成された新コンクリート部分との界面に、絶縁層を設けて、旧コンクリート部分と新コンクリート部分とを電気的に絶縁したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願の各発明は、未硬化コンクリートを新たに付与する前に、コンクリート構造物のコンクリートが除去された部分の表面に、絶縁剤を塗布することにより、新旧コンクリート間の電気抵抗を増大させ、セル（電気回路）の形成を困難にした。
これにて、鉄筋コンクリート構造物の補修により、長期に渡って、マクロセル腐食を防止できる。
また、亜硝酸塩水溶液を用いる、特許文献１に示された工法のように、大量の亜硝酸塩の補充の必要がないのみならず、当初より亜硝酸塩を用いるものではないので、安全性も向上し、更に、経済性にも優れ、現場施工も容易な工法を提供し得た。
特に、本願第２の発明では、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有する絶縁剤を採用することにより、絶縁と共に、コンクリート間の定着性を阻害しない具体的な手段を提供し得た。また、本願第３の発明では、このような絶縁剤の好ましい施工法を提供した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面に基き、本願発明の好ましい実施の形態について、説明する。
図１〜図３に、本願発明の一実施の形態を示す。図１〜図３の夫々は、本願発明に係るコンクリート構造物の補修方法の各工程の説明図である。
本願発明に係る鉄筋を備えたコンクリート構造物の補修方法は、コンクリート除去工程と、絶縁層形成工程と、コンクリート補充工程と、養生工程とを、順に遂行するものである。
以下、各工程について、順に説明する。
【００１５】
コンクリート除去工程は、図１（Ａ）へ示す、塩害で劣化したコンクリート構造物、又は劣化の進行が予測されるコンクリート構造物について、当該構造物１の修復すべき部分（以下修復部分２と呼ぶ。）のコンクリートを、掘削機などの周知の装置を用いて、図１（Ｂ）へ示す通り、はつり取る。
はつり取る範囲については、コンクリートの劣化の程度に応じた範囲とする。具体的には、鉄筋や鋼管などの鋼材の発錆部分については、当該鋼材の周辺のコンクリートをはつり取る。また、コンクリートのひび割れや欠陥が発生している場合には、その周辺部分をはつり取る。
目視により、外部から劣化が確認できない部分であっても、潜在的に劣化が進行していると思われる部分について、超音波、Ｘ線などの周知の透視手段の採用、構造物に対する周知の劣化診断薬（発色薬）の塗布、コンクリート構造物からのサンプルの採取、或いは、当該構造物の設計図より内部の状況を把握し建設からの経過時間を考慮し劣化を推測するなどして、目視以外の方法によりはつり取る範囲を定めて、はつり取ればよい。
劣化部分が鉄筋３に達している場合、鉄筋３が露出する状態にまで、コンクリートをはつり取る。但し、劣化の程度や、施工の簡便さから、鉄筋３を露出させない程度にはつり取るものとし実施することを制限するものでなく、そのようなはつり取りも可能である。
【００１６】
図２（Ａ）へ示す通りコンクリート除去工程により補修部分２のコンクリートをはつり取った後、絶縁層形成工程により、コンクリート構造物１に絶縁層を形成する。絶縁層の形成は、当該はつり取りにて露出したコンクリート面（以下露出面１１と呼ぶ。）に対し、絶縁剤ｚを塗布することにより行う。
上記の絶縁剤ｚには、コンクリートを電気的に絶縁すると共に、コンクリート同士の接着性を阻害しない素材を採用する。このような絶縁剤ｚとして、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有する撥水剤を採用するのが好ましい。
このような絶縁剤ｚとして、アルキルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシロキサン、イソブチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、低粘性のプロピルエトキシシロキサン、又はこれら二種以上を含有するもの、或いはこれらの縮合物を採用することができる。また、場合によりアミノ基を有する化合物、例えば、アミノシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、または使用されるシラン系と混和可能であるアミノアルコール、ジエチルアミノエタノールと混合して、長鎖のカルボン酸または当該カルボン酸のカルシウム塩若しくはマグネシウム塩、ジノニルナフタリンスルホン酸カルシウムと混合して、場合によりその他の成分（例えば水、溶剤または加工助剤）を付与又は添加したものを含有させることにより、絶縁剤ｚとして採用することができる。更に、これらの成分を良好に混合もしくは一緒に攪拌することによって、オルガノシラン若しくはオルガノシロキサンその他成分を含有するものを採用することができる。
【００１７】
絶縁剤ｚとして、アルキルアルコキシシランを採用する場合の調製及び適用について説明する。アルキルアルコキシシランおよび相応するシロキサンを場合によりアミノ官能性化合物およびカルボン酸またはカルボン酸の塩と混合する。得られる混合物は単相である。場合により補助的に攪拌し、かつ加熱する。２０℃からアルキルアルコキシシラン混合物もしくはアルキルアルコキシシロキサン混合物が沸騰を開始する（約１８０℃まで）温度範囲で１分ないし数時間までの混合時間が有利である。その際、化学的な反応が進行しうる。例としてここで以下のものを挙げることができる。
Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3 ＋ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）ＮＣ2Ｈ4 ＯＨ
→Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3-n ［（Ｃ2 Ｈ5 ）ＮＣ2Ｈ4 Ｏ］n
＋ｎＲ1 ＯＨＲ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3 ＋ｎＲ2 ＣＯＯＨ
→Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ1 ）3-n （Ｒ2 ＣＯＯ）n Ｒ1ＯＨ
得られる単相の混合物は通常液状であり、かつ低粘性である（粘度は通常、１０ｍＰａｓより小さく、概ね５ｍＰａｓより小さく、特に最小の場合１．５ｍＰａｓより小さい）。粘度を調整するために付加的に溶剤を使用することができる。適切な溶剤は例えばアルコール、有利にはエタノール、メタノールまたはイソプロパノールまたはベンジン炭化水素、たとえば石油ベンジンまたは溶剤燈油である。液状の絶縁剤ｚはコンクリート表面上に直接塗布するか、または公知の方法により水中油型エマルションとして調製し、かつ水性エマルションの形でコンクリート表面上に塗布する。水性エマルションの場合、低粘性のエマルション以外に高粘性のエマルションもまた適用することができる。この場合、重要なことは、十分な作用物質量（溶剤ではなく、エマルション＝水の場合、連続相ではない）がコンクリート中に侵入することである。これを達成するために、絶縁剤ｚをコンクリート表面に複数回塗布するのが好ましい。但し、必要に応じて、１回の塗布も可能である。複数回塗布を行う場合、次の塗布を開始する前に、表面は少なくとも外観が乾燥していなくてはならない。アルキルアルコキシシランとして、プロテクトシルＣＩＴ（商品名）を採用することができる。
一方、シランシロキサン系材料の適用については、例えば、マジカルリペラー（商品名）を用いる場合、５０〜５００ｇ／ｍ2の量塗布するのが好ましい。
アルキルアルコキシシランを採用する場合、特に、トリエトキシイソブチルシラン ９５．０〜９９．０重量％含有するものを採用するのが好ましい。
また、シランシロキサン系材料については、例えば、次の配合のものを採用するのが好ましい。
オルガノシラン及びシリコーン ７５〜８５重量％
水、その他 ２５〜１５重量％
合計 １００％
【００１８】
上記の絶縁剤ｚの噴霧（塗布）については、絶縁剤ｚを露出面１１全体に均一に噴霧することによって行うことができる。
噴霧は、霧吹きや、コンプレッサを備えたスプレーガンなどの周知の噴霧手段ｓを用いて行うことができる。また噴霧以外に、ハケやローラによって、上記露出面１１に、塗布するものとしても、実施可能である。
上記の絶縁剤ｚによる絶縁層の形成について、より具体的に説明する。
図２（Ｂ）へ示す通り、上記の噴霧にて絶縁剤ｚを露出面１１から、はつり取られずに残ったコンクリート（旧コンクリート部４と呼ぶ。）内に浸透させることにより絶縁剤ｚの浸透層５を形成する。浸透層５は、露出面１１から０．１〜３ｃｍの深さを有する層として形成するのが好ましい。特に、浸透層５の深さは、１ｃｍとするのが、好ましい。
浸透層５の形成については、１度の塗布（噴霧）にて形成することも可能であるが、上記の通り、複数回の塗布（噴霧）によって形成することができる。
絶縁剤ｚに用いる上記のアルキルアルコキシシランとして、全体を１００％としその中で、トリエトキシイソブチルシランを２０重量％以上、２−ジエチルアミノエタノールを５重量％以下含有するものを採用することができる。
このようなアルキルアルコキシシランとして、上記のプロテクトシルＣＩＴ（商品名）を採用する場合、２度塗りが好ましい。即ち、プロテクトシルＣＩＴにて下塗りを行い、乾燥後、同じくプロテクトシルＣＩＴにて上塗りを行う。
但し、絶縁剤ｚとして、プロテクトシルＣＩＴその他のアルキルアルコキシシランを採用する場合、１度の塗布にて浸透層５を形成してもよい。
尚、図示は省略するが、絶縁剤ｚとして、上記のアルキルアルコキシシランを２度塗布することにより、通常、露出面１１から浅い部分にかけて絶縁剤ｚの密度の高い層が形成され、当該密度の高い絶縁層５に隣接して露出面１１と反対側（深い部分）に絶縁剤ｚの密度のやや低い層が形成される。
また、絶縁剤ｚとして、シランシロキサン系材料として前述のマジカルリペラーを採用する場合、１度の塗布にて浸透層５を形成することができる。但し、この場合においても、２度の塗布を行うものとして実施することが可能である。
特に、絶縁剤ｚとしてマジカルリペラーを用いる場合、塗布・乾燥後、市販のシーラー、例えば「マジカルカラー」（商品名）を上塗りするのが好ましい。このようなシーラーを塗布することによって、新旧コンクリートの固着を増強することができる。但し、マジカルリペラーを採用する場合も、シーラーを塗布せずに実施することができる。
【００１９】
上記の絶縁層形成工程後、図３（Ａ）へ示す通り、コンクリート補充工程にて、硬化前のコンクリートを絶縁層の上に塗布し、補修部７を形成する。即ち、図３（Ｂ）へ示す通り、補修部７として新コンクリート部を形成して、旧コンクリート部４のはつり取った箇所を覆う。
尚、新コンクリートによる補修部７は、図３（Ｂ）へ示す通り、はつり取ったコンクリートを補充し、はつり取り前と同じ状態に復元するものの他、はつり取り前よりも厚く塗布したり、或いは薄く塗布したり変更して実施することも可能である。
上記の新コンクリートの塗布後、即ち補修部７形成後、養生工程にて、新コンクリート（補修部７）を硬化させる。養生工程は、経時により、塗布した新コンクリート（補修部７）を完全に硬化させる工程であり、新コンクリートの成分や塗布量によって、放置する時間を調整すればよい。
また、必要に応じ、養生期間中、ブルーシートなどのシートにて、新コンクリートを塗布した部位を被っておけばよい。
【００２０】
上記にて補修が完了した部位について、形成された浸透層５（絶縁層）においては、微視的には、新旧コンクリート間の通電を完全に絶縁するものではない。即ち、絶縁剤ｚは、新旧コンクリート間に絶縁被膜として介在するものではない（新旧コンクリート界面に造膜するものではない）。
上記の絶縁剤ｚの浸透層５について詳しく説明すると、コンクリート表面は粗面であり、表面から内部に向けて毛細管状の凹凸があり、この毛細管状の凹凸間に噴霧された絶縁剤ｚが侵入することにより、浸透層５が形成される。但し、絶縁剤ｚは、旧コンクリートの当該凹凸に新コンクリートの侵入を阻害するものではない。従って、このような絶縁剤の侵入部分以外では、コンクリートは連続しており、絶縁剤ｚに遮られるものではない。このため、上記の通り、微視的には、電気的に新旧コンクリートは完全に絶縁されたものとはいえないのである。
しかし、巨視的には、新旧コンクリート間全体において、上記の浸透層５の形成により、電気抵抗値が（浸透層５を形成しない場合に比べて）上がり、新旧コンクリート間の通電を抑制することができるのである。
例えば、絶縁剤ｚが新旧コンクリート間の界面に絶縁被膜として介在するものとすれば、新旧コンクリートが直接接することができず、コンクリート自体の結合力は全く機能しない。しかし、絶縁層として上記の浸透層５を形成することにより、新旧コンクリート間の接触が、絶縁剤ｚにて阻まれるものとはならないので、新旧コンクリート間の結合力が完全に阻害されて全く機能しないということはないのである。
また、プロテクトシルＣＩＴやマジカルリペラーは、撥水効果を有するものでもあるので、電気の導体となる水の浸入を抑え、この面においても、間接的に通電の抑制に助するものである。
【実施例】
【００２１】
シラン系絶縁剤を母材と補修材間に塗布することによる電気抵抗の増加が、鉄筋に対するマクロセル腐食に及ぼす影響を確認するため、鉄筋腐食試験を実施した。
この鉄筋腐食試験として、室内試験と、現場施工試験とを行った。
【００２２】
先ず、室内試験について説明する。
図４に実施例の試験体を示す。母材ａ（旧コンクリート部４相当）側には、１立方メートル当り１０ｋｇの割合で塩分を混入させ、一方修復材ｂ側（継足し部／新コンクリート即ち補修部７に相当）には、塩分を混入させなかった。また、継ぎ足し前に母剤ａ側継面に絶縁剤を塗布した。母材ａへの上記の塩分の混入は、硬化前の母材ａに練りこむことにより行った。
具体的には、試験体には、絶縁剤を無塗（基準ケース）としたもの（Ｎｏ．１）、絶縁材をシラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤としたもの（Ｎｏ．２）、絶縁剤をシランシロキサン系浸透性吸水防止剤としたもの（Ｎｏ．３）を用意した。
具体的には、シラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤（Ｎｏ．２）として「プロテクトシルＣＩＴ」（商品名）を、シランシロキサン系浸透性吸水防止剤（Ｎｏ．３）として「マジカルリペラー」（商品名）を採用した。絶縁剤の塗布量について、Ｎｏ．２は、６００ｍｌ／ｍ2とし、Ｎｏ．３は、２００ｇ／ｍ2とした。
尚、上記のＮｏ．３について、絶縁剤は、マジカルリペラー８０重量％、水２０重量％（合計１００％）の配合のものを採用した。またシーラーとしてマジカルカラー（商品名）を１００ｇ／ｍ2 塗布した。
【００２３】
試験体の使用材料については、次の通りである。
水（Ｗ）：水道水
セメント（Ｃ1 ）：普通ポルトランドセメント
密度３．１６ｇ／ｃｍ3 、比表面積３２９０ｃｍ2 ／ｇ
セメント（Ｃ2 ）：早強ポルトランドセメント
密度３．１４ｇ／ｃｍ3 、比表面積４５００ｃｍ2 ／ｇ
細骨材（Ｓ）：表乾密度２．５９ｇ／ｃｍ3 、粗粒率２．５８
粗骨材（Ｇ）：表乾密度２．６９ｇ／ｃｍ3 、最大粒径２０ｍｍ
減水剤（Ａｄ1 ）：フローリックＳ（商品名）
ＡＥ剤（Ａｄ2 ）：フローリックＡＥ−６（商品名）
【００２４】
母材コンクリート（旧コンクリート）の上記使用材料の配合、及び、スランプ試験（Ｓｌｕｍｐ）の結果による硬化前のコンクリートの硬さについては、次の通りである。
水（Ｗ）：１８０ｋｇ／ｍ3
セメント（Ｃ1 ）：３６０ｋｇ／ｍ3
細骨材（Ｓ）：７８２ｋｇ／ｍ3
粗骨材（Ｇ）：９７０ｋｇ／ｍ3
空気（Ａｉｒ）：２％（体積％）
Ｓｌｕｍｐ：３．５ｃｍ
【００２５】
継ぎ足しコンクリート（新コンクリート）の上記使用材料の配合、及びスランプ試験（Ｓｌｕｍｐ）の結果による硬化前のコンクリートの硬さについては、次の通りである。
水（Ｗ）：２００ｋｇ／ｍ3
セメント（Ｃ2 ）：３７０ｋｇ／ｍ3
細骨材（Ｓ）：８４８ｋｇ／ｍ3
粗骨材（Ｇ）：８８６ｋｇ／ｍ3
減水剤（Ａｄ1 ）：１１１ｋｇ／ｍ3
ＡＥ剤（Ａｄ2 ）：０．０７４ｋｇ／ｍ3
空気（Ａｉｒ）：３％（体積％）
Ｓｌｕｍｐ：６．５ｃｍ
【００２６】
試験体内部には、マクロセル腐食電流とミクロセル腐食電流を区別して測定するため、分割鉄筋３…３を試験体の中心に埋設した。図４へ示す通り、試験体は、母材ａに修復材ｂを延設した、直径ｒが５ｃｍの円柱状体とした。母材ａの中心には、夫々長さｔ１が３ｃｍの鉄筋３，３を埋設した。また、修復材ｂの中心には、長さｔ２が６ｃｍの鉄筋３を埋設した。鉄筋３，３間は、リード線８，８にて電気的に接続されている。
【００２７】
測定項目は、マクロセル腐食電流と、ミクロセル腐食電流と、母材と補修剤間の電気抵抗の、３項目である。
ここでマクロセル腐食電流は鉄筋３，３，３間を流れる電流であり、無抵抗電流計より測定した。一方ミクロセル腐食電流は、鉄筋内を流れる電流であり、周波数応答解析装置（ＦＲＡ）を用いて交流インピーダンス法により算出した。
また、母剤ａと補修材ｂ（継ぎ足し部）間の電気抵抗は、端部の鉄筋要素間に対して、ＦＲＡを用いた交流インピーダンス法により測定した。材齢１週目、２週目、３週目及び４週目においてマクロセル腐食電流及び電気抵抗を測定し、また１週目及び４週目においてミクロセル腐食電流を測定した。
【００２８】
打設後、全ての試験体は湿潤気中（ＲＨ９０％）で養生・曝露された。なお、初期の表面ひび割れを抑制するため材齢１週間までは室温２０℃とし、一方腐食を促進するため１週間以降では５０℃とした。
【００２９】
材齢４週目におけるマクロセル腐食電流の測定結果を図５のグラフに示す。図５のグラフにおいて、黒丸が上記Ｎｏ．１の試験体の測定結果を示し、白抜き四角が上記Ｎｏ．２の試験体を示し、黒三角が上記Ｎｏ．３の試験体を示す。
図５のグラフから、無塗布の試験体（Ｎｏ．１）において、マクロセル腐食電流密度が埋設された鉄筋の位置によって、大きく変化し、母材ａ側でマクロセル腐食が進行していることが確認できる。一方、シラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤を用いた試験体（Ｎｏ．２）及びシランシロキサン系浸透性吸水防止剤を用いた試験体（Ｎｏ．３）では、鉄筋の位置によっての、マクロセル腐食電流密度の変化が小さく、上記の無塗布の試験体（Ｎｏ．１）と比較して、マクロセル腐食が抑制されていることが確認できる。
【００３０】
材齢４週目までのマクロセル腐食電流密度の最高値の経時変化を図６へ示す。この図６から、シラン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．２）及びシランシロキサン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．３）のマクロセル腐食電流密度の最高値が、無塗布と比較して低い値を占めていることが確認できる。また、図示はしないが、ミクロセル腐食電流密度に関しても同様の傾向を示した。
材齢４週目における電気抵抗の測定結果を図７に示す。この図７から、シラン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．２）及びシランシロキサン系塗布剤を用いた試験体（Ｎｏ．３）の電気抵抗値は、無塗布の試験体（Ｎｏ．１）と比較して高い値を示していることが確認できる。従って、シラン系或いはシランシロキサン系塗布剤を母材ａ側打継面（露出面１１相当）に塗布することにより、母材ａと補修材ｂ間の電気抵抗を高め、マクロセル腐食を抑制することが明らかである。
【００３１】
次に、現場施工試験について説明する。
上述の室内試験結果を踏まえ、内在塩分を有する鉄筋コンクリート橋において、シラン系塗布材及びシランシロキサン系塗布材を用いることにより、断面修復部に生じるマクロセル腐食の抑制を試みた。
ここで、マクロセル腐食速度をモニタリングするため、図８に示す通り、ミニセンサｓ１，ｓ２を新旧コンクリート（母材ａと修復材ｂ）内の鉄筋３近傍に埋設した。
上記のミニセンサｓ１，ｓ２は、電位を検出することが可能なセンサである。尚、図８において、１２は絶縁層を示している。
【００３２】
上記のミニセンサｓ１，ｓ２にて、定期的に自然電位、分極抵抗及びコンクリート比抵抗を測定し、マクロセル腐食速度を算出した。
その施工後２ヶ月目におけるマクロセル腐食速度のグラフを図９へ示す。
図９において、Ａ及びＦはスパン端部における計測結果を示し、Ｂ〜Ｅはスパン中央部における計測結果を示す。
このうちＡ〜Ｃには、絶縁剤としてシラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤を用い、Ｄ〜Ｆには、シランシロキサン系浸透性吸水防止剤を用いた。
この図９のグラフから、Ａ〜Ｆの何れの箇所のマクロセル腐食速度も、１年当り０．００１０ｍｍ以下の極めて低い値を示していることが確認できる。
【００３３】
上記の試験結果を総括すると、シラン系浸透性鉄筋腐食抑制剤及びシランシロキサン系浸透性吸水防止剤を打継面に塗布することにより、母剤と補修材間の電気抵抗を増大させ、マクロセル腐食回路の形成を抑制するため、防食効果が期待できる。従って、内在塩分を多く含む母材コンクリートに増厚補強するような条件下では、継足部のマクロセル腐食対策として有効な方法と考えられる。尚、今後も、実橋における経年抑制効果を把握するため、継続して腐食速度及び電気抵抗を測定し、維持管理に活用することが重要であると考える。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（Ａ）は本願発明に係る補修方法の対象となるコンクリート構造物の一部切欠略断面図であり、（Ｂ）は本願発明に係る補修方法のコンクートの除去工程を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図である。
【図２】（Ａ）は本願発明に係る補修方法の絶縁層形成工程の開始を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図であり、（Ｂ）は絶縁層形成工程にて形成された浸透層を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図である。
【図３】（Ａ）はコンリート補充工程の遂行状態を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図であり、（Ｂ）は上記コンクリート補充工程が完了した状態を示すコンクリート構造物の一部切欠略断面図である。
【図４】室内試験の試験体の説明図である。
【図５】室内試験のマクロセル腐食電流密度のグラフを示す説明図である。
【図６】室内試験のマクロセル腐食電流密度の最高値のグラフを示す説明図である。
【図７】室内試験の電気抵抗のグラフを示す説明図である。
【図８】現場施工試験の説明図である。
【図９】現場施工試験のマクロセル腐食速度のグラフを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ コンクリート構造物
２ 補修部分
３ 鉄筋
４ 旧コンクリート
５ 浸透層
７ 新コンクリート
１０ （コンクリート構造物の）表面
１１ 露出面
ｓ スプレーガン
ｚ 絶縁剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートを除去した後、コンクリート構造物の、当該コンクリートが除去された部分ヘ未硬化コンクリートを新たに付与するものであるコンクリート構造物の補修方法において、
コンクリートを除去後、コンクリート構造物の当該コンクリートが除去された部分の表面に絶縁剤を塗布し、当該絶縁剤の塗布後未硬化コンクリートを新たに付与するものであることを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
【請求項２】
上記の絶縁剤は、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有することを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項３】
上記の絶縁剤を、コンクリート構造物のコンクリートの除去部分に複数回塗布することにより絶縁剤の浸透層を形成した後、未硬化コンクリートを新たに補充するものであることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項４】
鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートが除去され、当該コンクリートが除去された部分に新たにコンクリートが付与されたものであるコンクリート構造物の補修構造であって、
コンクリート構造物のコンクリートが除去されなかった旧コンクリート部分と、新たに形成された新コンクリート部分との界面に、絶縁層を設けて、旧コンクリート部分と新コンクリート部分とを電気的に絶縁したことを特徴とするコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造。
【請求項１】
鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートを除去した後、コンクリート構造物の、当該コンクリートが除去された部分ヘ未硬化コンクリートを新たに付与するものであるコンクリート構造物の補修方法において、
コンクリートを除去後、コンクリート構造物の当該コンクリートが除去された部分の表面に絶縁剤を塗布し、当該絶縁剤の塗布後未硬化コンクリートを新たに付与するものであることを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
【請求項２】
上記の絶縁剤は、シラン系の絶縁物又はシロキサン系の絶縁物を含有することを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項３】
上記の絶縁剤を、コンクリート構造物のコンクリートの除去部分に複数回塗布することにより絶縁剤の浸透層を形成した後、未硬化コンクリートを新たに補充するものであることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項４】
鉄筋を備えたコンクリート構造物について、修復部分のコンクリートが除去され、当該コンクリートが除去された部分に新たにコンクリートが付与されたものであるコンクリート構造物の補修構造であって、
コンクリート構造物のコンクリートが除去されなかった旧コンクリート部分と、新たに形成された新コンクリート部分との界面に、絶縁層を設けて、旧コンクリート部分と新コンクリート部分とを電気的に絶縁したことを特徴とするコンクリート構造物の鉄筋腐食防止構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−４５２９０（Ｐ２００８−４５２９０Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１９３６０（Ｐ２００６−２１９３６０）
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（５０５３９８９６３）西日本高速道路株式会社 (105)
【出願人】（５９５０８９９７２）株式会社富士技建 (3)
【出願人】（３９８０１２７８６）ＢＡＳＦポゾリス株式会社 (8)
【出願人】（３９７０２７７８７）カジマ・リノベイト株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１１日（２００６．８．１１）
【出願人】（５０５３９８９６３）西日本高速道路株式会社 (105)
【出願人】（５９５０８９９７２）株式会社富士技建 (3)
【出願人】（３９８０１２７８６）ＢＡＳＦポゾリス株式会社 (8)
【出願人】（３９７０２７７８７）カジマ・リノベイト株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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