JPH04357184A - 硬化コンクリートの劣化防止方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特定の凝結時間を示す
セメントと亜硝酸リチウムを含有するセメント組成物、
及びこの組成物のペースト、モルタル又はコンクリート
で硬化コンクリートを被覆することによる当該硬化コン
クリートの劣化を防止する方法に関する。

【０００２】本発明のセメント組成物からなるペースト
、モルタル、コンクリート等は、充分な作業時間を有す
ると共に比較的短い凝結時間を示し、短時間に被覆と強
度の発現が完了することが望まれる補修及び劣化防止工
事に特に適する。例えば、干潮の間に施工の完了が必要
である海岸の防潮堤、夜間に施工の完了が必要である鉄
道の線路軌道敷内の上床版、返送水路、高速道路の工事
等に用いられる。

【０００３】

【従来の技術】セメント、モルタル、コンクリート等の
硬化物は、自然環境下で次第に表面から劣化が進行する
ことはよく知られている。特に腐食性金属材料が埋め込
まれた鉄筋コンクリート等セメント系材料では、上記劣
化が進行すると、例えば、コンクリートの炭酸化が進行
したり、外部より塩化物が進入したり、或いは、コンク
リート製造時に塩化物が混入したりすると、内部の金属
材料に錆が発生し、コンクリートにクラックが生じるに
至る。又、アルカリ骨材反応を起こす骨材が配合された
コンクリートでは、アルカリ骨材反応の進行につれて、
コンクリートの膨張が起こり、やはりコンクリートにク
ラックが生じる。

【０００４】上記の劣化に対する効果的な防止方法とし
て、特開平１−１０３９７０号公報には、亜硝酸リチウ
ムをセメントに対し　１〜２５重量％添加したセメント
組成物で硬化コンクリートを被覆する方法が記載されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−１０３９７
０号公報記載の普通ポルトランドセメントに亜硝酸リチ
ウムを添加した組成物は、凝結時間の始発が２５０　分
以上、終結が３４０　分以上というように凝結時間が長
く、圧縮強度が１００Ｋｇｆ／ｃｍ２に達するまでには
３日以上の養生期間を必要とするため、上記の例のよう
に短時間に工事の完了が望まれる場合には適用すること
ができない。

【０００６】また、早強セメント、超早強セメント、超
速硬セメント、アルミナセメント等に亜硝酸リチウムを
添加すると、その組成物のペースト、モルタル、コンク
リート等は瞬結を起こし、凝結時間が極端に短くなるた
め、工事に適用できる充分な作業時間が得られない。本
発明は、硬化コンクリート中の鋼材の腐食防止及びアル
カリ骨材反応の防止に必要な亜硝酸リチウムを含有しな
がら、工事作業を行うに充分な時間、凝結を起こさない
が、前記の如き短時間の工事完了に間に合うような短時
間の凝結時間を示す如きセメント組成物、及びこの組成
物で硬化コンクリートを被覆し、硬化させることにより
、当該硬化コンクリートの劣化を防止する方法を提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による硬化コンク
リートの劣化防止に用いられるセメント組成物は、セメ
ントとこれに対し　１〜２５重量％　の亜硝酸リチウム
を含有するセメント組成物であって、上記比率のセメン
トと亜硝酸リチウムから標準軟度を有するようにセメン
トペーストを調製したときに、当該セメントペーストが
始発３０〜１５０　分と終結３５〜１８０　分の凝結時
間を示すセメントを含有することを特徴とするものであ
って、本発明の硬化コンクリートの劣化防止方法は、こ
の組成物のペースト、モルタル又はコンクリートを硬化
コンクリートの表面に適用し、そして硬化させることか
らなる。

【０００８】本発明のセメント組成物に用いられるセメ
ントは、ＳｉＯ２分　５〜２０重量％、Ａｌ２Ｏ３　分
１５〜２５重量％、Ｆｅ２Ｏ３　分　１〜　３重量％、
ＣａＯ　分４０〜６０重量％、ＭｇＯ　分０．５　〜２
　重量％及びＳＯ３　分　５〜１５重量％を含有する。 本発明に用いられる亜硝酸リチウムは、市販工業製品で
よく、特に１０〜４０％重量％の水溶液として用いるの
が好ましい。

【０００９】本発明のセメント組成物のセメントと亜硝
酸リチウムの配合比としては、セメントに対して亜硝酸
リチウム１　〜２５重量％が好ましい。そして、本発明
のセメント組成物は、上記比率の上記セメントと亜硝酸
リチウムから標準軟度を有するようにセメントペースト
を調製したとき、当該セメントペーストが始発３０〜１
５０　分と終結３５〜１８０　分の凝結時間を示す如き
、上記セメントと亜硝酸リチウムを上記比率に含有する
ものである。

【００１０】この標準軟度及び凝結時間の測定は、ＪＩ
Ｓ　Ｒ　５２０１に規定の、セメントの物理試験方法　
　７．凝結試験の方法に従って行えばよい。本発明によ
る劣化防止の対象とされる硬化コンクリートとしては、
通常用いられているセメントの配合物からできたコンク
リートでよく、劣化の進行前のもの、既に劣化の起こっ
たものいずれでもよい。特に、鉄筋コンクリート、鉄骨
コンクリート等腐食性金属材料が埋め込まれたコンクリ
ート、コンクリート製造時に練りまぜ水、骨材、混和剤
、混和材等より塩化物が混入したコンクリート、海岸付
近のコンクリート構造物の様に外部環境より塩化物が進
入したコンクリート、又、アルカリ骨材反応を起こす骨
材が配合されたコンクリート等は好適例である。アルカ
リ骨材反応を起こす骨材としては、玉髄、トリジマイト
、クリストバライト、各種チャート、火山ガラス、オパ
ール、アレナイト、アージライト、流紋岩、安山岩、石
英安山岩、輝石岩等が挙げられる。

【００１１】本発明のセメント組成物は、常法により、
セメントペースト、モルタル、コンクリートのいずれの
形態でも用いることができ、そして、本発明の目的が達
成される限り他の添加剤を含有することができる。好ま
しい添加剤の例としては、合成樹脂、合成ゴム等の水性
エマルジョンが挙げられる。これらの水性エマルジョン
を併用することにより、硬化コンクリート表面への付着
性が良好となり、又、透水性、透気性を低減することが
できる。

【００１２】好ましい添加剤の他の例としては、減水剤
、糊剤、消泡剤等の施工作業性を改善する添加剤が挙げ
られる。被覆のために、本発明の組成物を硬化コンクリ
ートの表面に適用する方法としては、通常行われるコテ
塗り、吹付、型枠を当てての打設等の方法が挙げられ、
この適用の後通常の硬化方法によって本発明の組成物は
硬化する。亜硝酸リチウムを含有したセメント組成物が
硬化した後、更にその表面に仕上塗材等による上塗りを
施してもよい。

【００１３】

【作用】上記の如き特定の凝結時間を示す亜硝酸リチウ
ム含有セメント組成物は、未だ知られていない。セメン
ト中の含有成分がそれぞれ、ＳｉＯ２　５〜２０重量％
、Ａｌ２Ｏ３　１５〜２５重量％、Ｆｅ２Ｏ３　　１〜
　３重量％、ＣａＯ　４０〜６０重量％、ＭｇＯ　０．
５　〜　２重量％及びＳＯ３５〜１５重量％の範囲をは
ずれたセメントに、亜硝酸リチウムを加え、標準軟度を
有するように調製したセメントペーストは、始発が２１
０　分以上、終結が２１５分以上の凝結時間を示すから
、本発明の組成物の上記特定の凝結時間はセメント中の
特別な組成によるものと考えられる。しかし、上記成分
含有率を有するセメントを用いて同様に凝結時間を測定
しても、必ず始発３０〜１５０　分、終結３５〜１８０
分とは決まっていない。

【００１４】そこで、上記成分含有率を有するセメント
に亜硝酸リチウムをセメントに対して　１〜２５重量％
　添加し、標準軟度を有するようにセメントペーストを
調製し、そしてそのセメントペーストの凝結時間を測定
することにより、始発が３０〜１５０　分、終結が３５
〜１８０分であるという試験結果が得られたときは、本
発明のセメント組成物として採用できることが見出され
た。

【００１５】本発明のセメント組成物中セメントに対す
る亜硝酸リチウムの配合比が、２５重量％以上にも高く
なると、凝結時間が著しく短くなり、また、１重量％以
下では充分な効果が得られない。本発明の亜硝酸リチウ
ムを含有したセメント組成物で硬化コンクリート表面を
被覆することにより、亜硝酸リチウムが長時間にわたっ
て徐々に表面被覆層から基材コンクリート中に浸透移行
し、内部深くまで亜硝酸リチウムの含浸した層が形成さ
れ、コンクリート内に含浸した亜硝酸イオンはコンクリ
ート内鋼材の腐食を防止し、リチウムイオンはアルカリ
骨材反応を防止する。

【００１６】

【実施例】硬化コンクリートを被覆するのに用いられる
セメント組成物用として、化学分析による下記成分含有
率、ＳｉＯ２　１３．１　重量％、Ａｌ２Ｏ３　１９．
４重量％、Ｆｅ２Ｏ３　２．１　重量％、ＣａＯ　５１
．３重量％、ＭｇＯ　１．１　重量％、ＳＯ３　１０．
７重量％を有するセメントが用いられた。また、このセ
メントは、比表面積４２３０ｃｍ２／ｇ　を有していた
。

【００１７】実施例１ 上記セメント１：豊浦産標準砂２の割合で混合したパウ
ダーに亜硝酸リチウムをセメントに対して１０重量％添
加し、水セメント比を０．６５としてモルタルを調製し
た。その後、温度２０℃相対湿度８０％以上の室内に於
いて凝結時間と打設６時間後の圧縮強度を測定したとこ
ろ第１表に示す結果が得られた。

【００１８】 比較例１ 普通ポルトランドセメント１：豊浦産標準砂２の割合で
混合したパウダーに亜硝酸リチウムを上記セメントに対
して１０重量％添加し、水セメント比を０．６５として
モルタルを調製した。その後、温度２０℃相対湿度８０
％以上の室内に於いて凝結時間と打設６時間後の圧縮強
度を測定した。結果を第１表に示した。

【００１９】第１表の結果は、本発明の亜硝酸リチウム
を含有するセメント組成物は、充分な作業時間を有し、
作業終了後は急激に硬化することを示している。 実施例２ ５　×５　×２０ｃｍの型枠の長軸方向に沿って中央に
直径　１ｃｍ、長さ１８ｃｍのみがき棒鋼（ＪＩＳ　Ｇ
　３１０８に規定するＳＧＤ−３　）をスペーサーを用
いてセットし、普通ポルトランドセメント１：豊浦産標
準砂２：食塩水（３％ＮａＣｌ）０．６　の配合比に混
練してモルタルを打設した。１日後に脱型し、スペーサ
ーを取り除き露出している鉄筋の片端面に導電性の接着
剤を用いてリード線を固定した後、シリコーン樹脂でシ
ールした。その後、打設後２８日目まで、温度２０℃相
対湿度９０％以上の湿空中で養生し、腐食試験用供試体
を作成した。

【００２０】次に被覆用に上記セメント１：豊浦産標準
砂２：亜硝酸リチウム２５％水溶液０．４　：水０．２
　の配合比で混練した被覆用モルタルを作成し、これを
上記腐食試験用供試体のシリコーン樹脂でシールした両
端を除く四面に厚さ　５ｍｍとなるように塗布した。塗
布後７日まで温度２０℃相対湿度９０％以上の湿空中に
放置した後、温度６０℃相対湿度９０％以上の雰囲気下
に３日と温度１５℃相対湿度６０％の雰囲気下に１日放
置する乾湿繰り返しを１サイクルとして、これを９０サ
イクルまで行う試験を実施した。

【００２１】９０サイクル終了後に供試体を割裂し鉄筋
を取り出して、発錆面積率、腐食減量を測定した。又、
供試体の割裂面に亜硝酸イオンの呈色液（スルファニル
アミドとナフチルエチレンジアミンの酢酸溶液）を吹き
つけて亜硝酸イオンの浸透深さを求めた。結果を第２表
に示した。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第２表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　実施例２　　比較例２　　比較例３　　　　　　　
　　　腐食面積率（％）　　　　　　　　　　　１０　
　　　　　　１００　　　　　　　１００　　　　　　
　　　　　腐食重量減少率（％）　　　　　　０．８　
　　　　　　６．０　　　　　　　５．０　　　　　　
　　　　　亜硝酸イオンの浸透深さ　　中央部迄　　　
　−　　　　　　　　−　　　　　　　　比較例２ 被覆モルタルを塗布しなかった他は、実施例２と同様に
して発錆面積率、腐食減量を測定し、第２表記載の結果
を得た。

【００２２】比較例３ 被覆モルタルとして、上記被覆用セメント１：豊浦産標
準砂２：水０．６　の配合比で混練したモルタルを用い
た他は実施例２と同様にして発錆面積率、腐食減量を測
定し、第２表記載の結果を得た。第２表の結果より、本
発明の被覆用セメント硬化体中の亜硝酸リチウムが基材
モルタルに浸透移行し、防錆力を発揮していることが認
められる。

【００２３】実施例３ アルカリ骨材反応を起こす有害骨材として、パイレック
スガラスを粉砕し、粒度分布４．７５〜２．３６ｍｍの
もの１０重量部：２．３６〜１．１８ｍｍのもの２５重
量部：１．１８ｍｍ〜６００　μｍ　のもの２５重量部
：６００　〜３００　μｍ　のもの２５重量部：３００
　〜１５０　μｍ　のもの１５重量部に調整したものを
用意した。

【００２４】又、Ｎａ２Ｏ換算０．８　％のポルトラン
ドセメントとアルカリ分を調整するための食塩（ＮａＣ
ｌ）を用意した。次いで下記配合により、モルタルを調
整した。セメントと細骨材として前記パイレックスガラ
スと豊浦産標準砂を２：３に混合したものを１：２．２
５となるように配合し、これをセメントに対して、Ｎａ
２Ｏ換算が１．２　％となるように食塩を添加し、更に
セメント量の５０％の水を加えて混練し、４×４×１６
ｃｍのモルタルを成型した。打設１日で脱型し、３日目
まで湿気箱中で養生を行った。

【００２５】次いで、上記被覆用セメント１：豊浦産標
準砂２：亜硝酸リチウム２５％水溶液０．４　：水０．
２　に調整したモルタルを用意し、上記供試体の両端面
を除く四面に厚さ　５ｍｍとなるように塗布し、更に１
４日間湿空中で養生した。両端面には予め長さ変化測定
用のプラグを埋め込んでおき、供試体を４０℃相対湿度
９５％以上の恒温恒湿槽に保存し、その間所定の材令ご
とに長さ変化率を測定し、第３表記載の結果を得た。

【００２６】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　第３表　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　材　　　　　　　　　　　　　　　　
　　令　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２週間　　　　４週間　　　　８週間　　
　　３ヵ月　　　　６ヵ月　　　　　　　　　　　　実
施例３　　４　×１０−４　　１０×１０−４　　１２
×１０−４　　１４×１０−４　　１５×１０−４　　
　　　　比較例４　　３　×１０−４　　１３×１０−
４　　２２×１０−４　　３８×１０−４　　４３×１
０−４　　　　　　比較例４ 実施例３の被覆用モルタルとして上記被覆用セメント１
：豊浦産標準砂２：水０．６　に配合したモルタルを用
いた他は実施例３と同様にして試験を行い第３表記載の
結果を得た。

【００２７】第３表の結果より、本発明の被覆用セメン
ト硬化体中の亜硝酸リチウムが基材モルタルに浸透移行
し、アルカリ骨材反応を抑制していることが認められる
。

【００２８】

【発明の効果】本発明によると、標準軟度を有する亜硝
酸リチウム含有のセメントペーストを調製したときに、
凝結時間の始発が３０〜１５０　分、終結が３５〜１８
０　分程度であるセメントと亜硝酸リチウム含有のセメ
ント組成物が得られる。本発明のセメント組成物で硬化
コンクリート表面を被覆することにより、硬化コンクリ
ートの劣化防止を効果的に行うことができる。

【００２９】更に、本発明の如き凝結時間が早く、早期
に強度が発現するセメント組成物を用いる劣化防止方法
は、短時間に工事の完了が望まれる場所、例えば、海岸
部の防潮堤の様に、干潮時のみに施工が可能な場合、或
いは鉄道の線路軌道敷内の上床版、返送水路等、夜間の
鉄道運休時のみに施工が許されている場合、市街地や高
速道路における道路工事の様に、工事に緊急性を要し、
短時間に高強度が発現して、すみやかに使用できること
が要求される場合に、特に有効である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　セメントとこれに対し　１〜２５重量
   ％　の亜硝酸リチウムを含有するセメント組成物であっ
   て、上記比率のセメントと亜硝酸リチウムから標準軟度
   を有するようにセメントペーストを調製したときに、当
   該セメントペーストが始発３０〜１５０　分と終結３５
   〜１８０　分の凝結時間を示すセメントを含有すること
   を特徴とするセメント組成物。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のセメント組成物のペー
   スト、モルタル又はコンクリートを硬化コンクリートの
   表面に適用し、そして硬化させることからなる当該硬化
   コンクリートの劣化防止方法。