JP2008169068A - アルカリ珪酸塩浸透方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄筋コンクリート構造物の防水又は吸水劣化防止のためにアルカリ珪酸塩をコンクリートに浸透させる方法において、コンクリートに対し、硝酸カルシウム水溶液を、アルカリ珪酸塩浸透材と相前後して浸透させる。前記硝酸カルシウム水溶液は、前記アルカリ珪酸塩浸透材における珪素のモル濃度(モル/L)を[Si]、前記硝酸カルシウム水溶液におけるカルシウムのモル濃度(モル/L)を[Ca]としたとき、モル濃度比[Ca]/[Si]が0.15乃至2.0となるものである。
【選択図】図1
Description
S3+[OH−]ORS2+(1/4)[OH−]OR 2S−(1/4)×Ksp=0
Sはこの3次方程式の解として与えられる。結果のみを示すと以下の通りである。
pH=13.0の溶液([OH−]OR=10−1)
→S<0となり、溶解しない。
pH=12.0の溶液([OH−]OR=10−2)
→S=6.67×10−3mol/L、pH=12.37に上昇する。
pH=11.0の溶液([OH−]OR=10−3)
→S=9.65×10−3mol/L、pH=12.31に上昇する。
pH=10.0の溶液([OH−]OR=10−4)
→S=9.95×10−3mol/L、pH=12.30に上昇する。
pH=7.0の溶液([OH−]OR=10−7)
→S=9.98×10−3mol/L、pH=12.30に上昇する。
pH=12.0の溶液:S=3.98×10−2mol/L(2.95g/L)
pH=11.0の溶液:S=3.98mol/L(295g/L)
このように、pH=12.0の溶液においては、カルシウム濃度Sは、3.98mol×10−2mol/L、即ち、39.8mmol/L(ミリモル/リットル)であるので、pHが12以上では、カルシウムイオン濃度は数10mmol/L以下となる。外部から酸の供給又はコンクリート内部のアルカリ分(NaOH,KOH)の溶出が無ければ、Ca(OH)2の飽和水溶液のpH値は、pH=12.3程度に保たれている。もし、酸の供給(空気中の炭酸ガスCO2又は酸性雨H2SO4の浸入)があったり、コンクリートの給水・乾燥の繰り返しがあり、OH−1の流出があると、pH値が下がる。このとき、Ca(OH)2の溶解にも拘わらず、pH=12.0に保持されていると仮定すると、Sは前述の如く39.8mmol/Lであるので、これを質量に換算すると、2.95g/Lとなり、ゲル化には1桁足りないことになる。
(濃硝酸) 2HNO3→2NO2+H2O+1/2・O2
(希硝酸) 2HNO3→2NO+H2O+3/2・O2
(濃硝酸) NO3 −+e− → NO2+O2−
(希硝酸) NO3 −+3e− → NO+2O2−
Fe → Fe2+ + 2e−
H2O + 1/2・O2 + 2e− → 2OH−
Fe2+ + 2OH− → Fe(OH)2
Fe(OH)2は更に水と酸素によりFe(OH)3となり、以下の化学式で示すように、最終的にオキシ水酸化鉄になり、これは赤錆と呼ばれるものである。
Fe(OH)3 → FeOOH + H2O
Fe → Fe2+ + 2e−
2H+ + 2e− → H2
(A)使用材料は、以下のとおりである。
(a)アルカリ珪酸塩浸透材
[Si]=3.0モル/L
[Na]=1.87モル/L
[K]=0.23モル/L
[Na]+[K]=2.1モル/L
その他、微量元素
(b)硝酸カルシウム水溶液
実施例1:2.1×0.7=1.47モル/L
実施例2:2.1×0.6=1.26モル/L
実施例3:2.1×0.5=1.05モル/L
実施例4:2.1×0.4=0.84モル/L
実施例5:2.1×0.325=0.683モル/L
実施例6:2.1×0.25=0.525モル/L
比較例7:2.1×0.175=0.368モル/L
比較例8:2.1×0.1=0.21モル/L
実施例1:0.49
実施例2:0.42
実施例3:0.35
実施例4:0.28
実施例5:0.228
実施例6:0.175
比較例7:0.123
比較例8:0.07
第1段階
上記実施例1乃至6及び比較例7,8の硝酸カルシウム溶液を夫々250ccと、アルカリ珪酸塩浸透材を250ccとを混合して、500ccの混合溶液とし、ゲル化の進行状況をみた。
第2段階
”呼び水効果”を確認するため、第1段階の各混合溶液に、夫々10g(0.135モル)の水酸化カルシウム(粉末状)を添加し、その後の経過を観察した。但し、実施例1乃至3については、第1段階で充分に硬いゲルを生成したので、第2段階は行っていない。
次に、コンクリート試験体への吸透水試験の結果について説明する。供試体のコンクリートは、対セメント重量比で、砂を2.5質量%、砂利を2.7質量%含有するものである。また、水(W)とセメント(C)との比W/Cは0.66である。また、この試験体の寸法は、150mm×150mm×90mmである。
次に、モルタル試験体への吸透水試験の結果について説明する。供試体のモルタルは、セメント:砂:水の比が1:2.16:0.55であるモルタルブロックである。また、この試験体の寸法は、150mm×150mm×90mmである。
Claims (2)
- 鉄筋コンクリート構造物の防水又は吸水劣化防止のためにアルカリ珪酸塩をコンクリートに浸透させる方法において、コンクリートに対し、硝酸カルシウム水溶液を、アルカリ珪酸塩浸透材と相前後して浸透させることにより、コンクリートの半固体ゲル化反応を促進することを特徴とするアルカリ珪酸塩浸透方法。
- 前記硝酸カルシウム水溶液は、前記アルカリ珪酸塩浸透材における珪素のモル濃度(モル/L)を[Si]、前記硝酸カルシウム水溶液におけるカルシウムのモル濃度(モル/L)を[Ca]としたとき、モル濃度比[Ca]/[Si]が0.15乃至2.0となるものであることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ珪酸塩浸透方法。
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JP2007002915A JP2008169068A (ja) | 2007-01-10 | 2007-01-10 | アルカリ珪酸塩浸透方法 |
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JP2016188156A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 日本躯体処理株式会社 | 既設コンクリート構造物の強度向上・長寿命化方法 |
JP2020101034A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 積水化学工業株式会社 | レンガ構造物補修用組成物、レンガ構造物補修材及びレンガ構造物の補修方法 |
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JPH01203283A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Mitsui Constr Co Ltd | コンクリート等の無機質材中の金属材の防錆方法 |
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- 2007-01-10 JP JP2007002915A patent/JP2008169068A/ja not_active Ceased
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