Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2876514B2 - Carbon fiber reinforced concrete - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2876514B2 - Carbon fiber reinforced concrete - Google Patents

Carbon fiber reinforced concrete

Info

Publication number
JP2876514B2
JP2876514B2 JP8523094A JP8523094A JP2876514B2 JP 2876514 B2 JP2876514 B2 JP 2876514B2 JP 8523094 A JP8523094 A JP 8523094A JP 8523094 A JP8523094 A JP 8523094A JP 2876514 B2 JP2876514 B2 JP 2876514B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon fiber
reinforced concrete
corrosion
fiber reinforced
specific resistance
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8523094A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07277802A (en
Inventor
義隆 今井
義隆 景山
吉一 武井
龍夫 末永
公治 里山
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
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Kajima Corp
Mitsubishi Rayon Co 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, Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Kajima Corp
Priority to JP8523094A priority Critical patent/JP2876514B2/en
Publication of JPH07277802A publication Critical patent/JPH07277802A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2876514B2 publication Critical patent/JP2876514B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/386Carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

【0001】本発明は、改善された炭素繊維補強コンク
リートに関する。
[0001] The present invention relates to an improved carbon fiber reinforced concrete.

【0002】[0002]

【従来の技術】建築、土木の材料として使われているセ
メント系マトリックスは、脆性的性質を持ち、これ単独
では構造材としての信頼性に欠けるため、これを補強、
補完する目的で従来から鉄筋が用いられている。近年、
補強繊維により構造材の特性(主に強度)の一層の改善
が検討されてきている。例えば、セメントマトリックス
に炭素繊維を適量混合することによって、従来のセメン
トコンクリートでは発現し得なかった強度特性、変形特
性、弾性特性などを付与することができ、新規構造材料
として大きな期待が寄せられている。
2. Description of the Related Art Cement-based matrices used as materials for construction and civil engineering have brittle properties, and as such, lack reliability as a structural material alone.
Reinforcing bars have been used for the purpose of complementing. recent years,
Further improvement of the properties (mainly strength) of the structural material by the reinforcing fiber has been studied. For example, by mixing an appropriate amount of carbon fiber into a cement matrix, strength properties, deformation properties, elastic properties, etc., that could not be exhibited by conventional cement concrete, can be imparted. I have.

【0003】しかしながら、炭素繊維の適用によって、
通常のコンクリートの実施工では考えられなかった基本
的な問題点が存在することが判明した。それは、金属が
炭素繊維補強コンクリートと接触すると、金属の腐食
(酸化)が著しく進行するという現象である。即ち、炭
素繊維補強コンクリートの実施工において、鉄筋や鉄
骨、型枠、結束線、アンカーファスナーやスペーサーそ
の他の金物などを使用した場合に、これらの金属が炭素
繊維補強コンクリートと接触する面で、通常のコンクリ
ートでは考えられない急速な腐食が進行する。
[0003] However, by the application of carbon fiber,
It turned out that there was a basic problem that could not be considered in ordinary concrete work. That is, when a metal comes into contact with carbon fiber reinforced concrete, the corrosion (oxidation) of the metal proceeds significantly. That is, in the implementation of carbon fiber reinforced concrete, when using reinforcing bars, steel frames, formwork, binding wires, anchor fasteners, spacers and other hardware, these metals are usually in contact with the carbon fiber reinforced concrete, Rapid corrosion, which is unthinkable in concrete, progresses.

【0004】これには種々の原因が作用していると考え
られるが、その基本となるのは炭素繊維の電導性と酸化
還元電位である。即ち、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貴な電位を有しており、こ
れより卑な鉄などの金属と、この炭素繊維が接触すると
そこに局部電池が形成され、この局部電池作用がその金
属腐食の主因となっている。従って、炭素繊維補強コン
クリートにおける金属腐食を防ぐには、炭素繊維の電導
性を下げるか、あるいは酸化還元電位を卑な電位にする
か、または炭素繊維と卑な金属との接触を断つことが考
えられる。
It is thought that various factors are acting on this, and the basic factors are the conductivity and oxidation-reduction potential of carbon fibers. That is, the carbon fiber has extremely good conductivity and the potential has a noble potential comparable to a noble metal, and when the carbon fiber comes into contact with a metal such as base iron, a local battery is formed there. This local battery action is the main cause of the metal corrosion. Therefore, in order to prevent metal corrosion in carbon fiber reinforced concrete, it is conceivable to lower the conductivity of carbon fiber, set the oxidation-reduction potential to a lower potential, or cut off the contact between the carbon fiber and the lower metal. Can be

【0005】従来から金属の腐食を防止すべく次のよう
な様々な工夫が試みられている。 (1)炭素繊維補強コンクリートと金属との間に樹脂、
セラミック、ゴム成分の何れかからなる電気絶縁層を形
成し、補強コンクリートを硬化させる方法(特開昭60
−184810号公報) (2)電気絶縁層に絶縁性樹脂を用いる方法(特開昭6
0−186446号公報) (3)電気絶縁層に無機材料を用いる方法(特開昭60
−186447号公報)及び (4)電気絶縁層にエポキシ樹脂を用いる方法(特開昭
62−21744号公報) などが知られているが、これらは主として炭素繊維と卑
な金属との接触を断つ方法を試みているものである。
Conventionally, various attempts have been made to prevent corrosion of metal as follows. (1) Resin between carbon fiber reinforced concrete and metal,
A method of forming an electrical insulating layer made of any of ceramic and rubber components and curing reinforced concrete
(JP-A-184810) (2) A method of using an insulating resin for the electric insulating layer
(3) A method in which an inorganic material is used for an electric insulating layer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1985)
And (4) a method of using an epoxy resin for the electric insulating layer (Japanese Patent Laid-Open No. 62-21744). These methods mainly cut off the contact between the carbon fiber and the base metal. That's what the method is trying.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術は、何
れの場合においても、電気絶縁性材料で金属材を被覆す
ることにより補強コンクリート中の炭素繊維と金属が直
接に接触するのを防ぎ、絶縁しようとするものである
が、この絶縁による方法には以下に示したような問題点
がある。
In any of the above-mentioned prior arts, the metal fibers are coated with an electrically insulating material to prevent direct contact between the carbon fibers and the metal in the reinforced concrete. Insulation is attempted, but this insulation method has the following problems.

【0007】ひとつには、型枠など広い面積で炭素繊維
補強コンクリートと接触する金属材を絶縁被覆しようと
する場合厚みムラが生じやすく、そのため部分的に絶縁
層の欠陥部分が生じて炭素繊維が直接金属に接触し、局
部電池の形成による金属腐食が起きることが挙げられ
る。また、厚みムラは、得られる炭素繊維補強コンクリ
ートの表面に微細な凹凸を形成し、塗装の仕上げに悪影
響を及ぼしかねない。
[0007] One problem is that when a large area such as a mold is to be insulated and coated with a metal material that comes into contact with the carbon fiber reinforced concrete, thickness unevenness is apt to occur. Direct contact with the metal, causing metal corrosion due to the formation of local cells. In addition, the uneven thickness may form fine irregularities on the surface of the obtained carbon fiber reinforced concrete, which may adversely affect the finish of the coating.

【0008】このほかにも、例えば鉄筋や鉄骨などの場
合には、コンクリートとの接着性を考慮しなければなら
ず、また、これらを運搬移動したり施工する場合に絶縁
層の剥離が生じやすい、等が問題点として挙げられる。
従って、炭素繊維補強コンクリートを得るに際しては、
上述の不都合による制限が生じない補強コンクリートの
出現が望まれている。
In addition, for example, in the case of a reinforcing bar or a steel frame, adhesion to concrete must be taken into consideration, and the insulating layer is likely to peel off when these are transported, moved or constructed. , Etc. are mentioned as problems.
Therefore, when obtaining carbon fiber reinforced concrete,
There is a need for a reinforced concrete that does not suffer from the limitations described above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これら従
来法の如き制約がなく、しかも金属腐食に対する抵抗性
に優れた炭素繊維補強コンクリートを開発すべく鋭意検
討した結果、比抵抗が高い炭素繊維補強コンクリートを
用いることにより、コンクリートと金属材とが接触する
部位における金属腐食が抑制されることを見出し本発明
に到達した。
The present inventors have conducted intensive studies to develop a carbon fiber reinforced concrete which is not restricted by these conventional methods and has excellent resistance to metal corrosion, and as a result, has a high specific resistance. The present inventors have found that the use of carbon fiber reinforced concrete suppresses metal corrosion at a portion where concrete and a metal material come into contact, and reached the present invention.

【0010】本発明の要旨とするところは、セメント成
分と0.3体積%以上の炭素繊維からなる補強コンクリ
ートであって、20℃、湿度90%以上の湿気室で1日
養生した後、脱型し7日間水中養生した補強コンクリー
トの比抵抗値が500Ω・cm以上であることを特徴と
する炭素繊維補強コンクリートにある。
The gist of the present invention is to provide a reinforcing concrete comprising a cement component and 0.3% by volume or more of carbon fiber.
1 day in a humidity chamber at 20 ° C and 90% or more humidity
The carbon fiber reinforced concrete is characterized in that the reinforced concrete that has been cured, removed from the mold, and cured in water for 7 days has a specific resistance of 500 Ω · cm or more.

【0011】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
炭素繊維補強コンクリートの比抵抗は、100Ω・cm
以上である必要があり、これによって炭素繊維補強コン
クリートと接触する金属材の腐食を抑制することができ
る。より完全に金属材の腐食を防ぐには、比抵抗が50
0Ω・cm以上であることが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The specific resistance of the carbon fiber reinforced concrete of the present invention is 100Ω · cm.
It is necessary that the above is satisfied, whereby the corrosion of the metal material in contact with the carbon fiber reinforced concrete can be suppressed. To more completely prevent metal corrosion, a specific resistance of 50
It is preferably 0 Ω · cm or more.

【0012】本発明の炭素繊維補強コンクリートの上記
比抵抗を達成するには、使用する炭素繊維の比抵抗が
1.0×10−2Ω・cm以上のものを用いる。さら
に、炭素繊維の比抵抗が0.5×10−1Ω・cm以上
であることがより好ましい。また、炭素繊維補強コンク
リート中の炭素繊維が高体積分率でも、炭素繊維補強コ
ンクリートの比抵抗を十分に高く保つには、炭素繊維の
比抵抗が1.0×10−1Ω・cm以上であることが更
に好ましい。比抵抗が500Ω・cm未満では金属と炭
素繊維との接触によるガルバニック腐食が進行しやすい
状態となる。即ち、セメントマトリックス中での、高電
導性の炭素繊維の存在はガルバニック腐食電池のカソー
ド面積を増大させ、いわゆる小アノード、大アノードを
形成して腐食を促進すると考えられる。
In order to achieve the above specific resistance of the carbon fiber reinforced concrete of the present invention, a carbon fiber having a specific resistance of 1.0 × 10 −2 Ω · cm or more is used. Furthermore, the specific resistance of the carbon fiber is more preferably 0.5 × 10 −1 Ω · cm or more. In addition, even if the carbon fibers in the carbon fiber reinforced concrete have a high volume fraction, in order to keep the specific resistance of the carbon fiber reinforced concrete sufficiently high, the specific resistance of the carbon fibers must be 1.0 × 10 −1 Ω · cm or more. It is even more preferred. If the specific resistance is less than 500 Ω · cm, galvanic corrosion due to contact between the metal and the carbon fiber is likely to proceed. That is, it is considered that the presence of the highly conductive carbon fiber in the cement matrix increases the cathode area of the galvanic corrosion battery, and forms so-called small and large anodes to promote corrosion.

【0013】この確認のため、コンクリート中で起こる
金属腐食反応と、その反応に導電性の炭素繊維がどのよ
うに関与しているかを調べるために次に示す様な腐食電
位及び分極曲線の測定を行った。
[0013] To confirm this, the corrosion potential and the polarization curve as shown below were measured in order to examine the metal corrosion reaction occurring in concrete and how the conductive carbon fiber participated in the reaction. went.

【0014】腐食電位は、樹脂製容器内に3mmの長さ
にチョップした比抵抗:1×10-3Ω・cmの炭素繊維
を0.5容量%(Vf =0.5%)及び1.0容量%
(Vf=1.0%)混練したものと、炭素繊維を混練し
ない(CFなし)セメントペースト中に、鋼試片及び塩
橋を介した参照電極(Ag−AgCl)を挿入し、北斗
電工社製ポテンショスタット(HZ−1A)を用い、鋼
試片と参照電極間の電位の経時変化を測定した。図1に
その結果を示す。
The corrosion potential was determined by measuring the specific resistance of 1 × 10 −3 Ω · cm carbon fibers chopped to a length of 3 mm in a resin container at 0.5% by volume (V f = 0.5%) and 1%. 0.0% by volume
( Vf = 1.0%) A steel specimen and a reference electrode (Ag-AgCl) through a salt bridge were inserted into a kneaded mixture and a cement paste not kneading carbon fibers (without CF), and Hokuto Denko With the use of a potentiostat (HZ-1A) manufactured by Co., Ltd., the change with time of the potential between the steel specimen and the reference electrode was measured. FIG. 1 shows the results.

【0015】図1に見られるように鋼材の腐食電位は初
期に貴側に移行し、その後時間の経過とともに卑側に移
行する。通常、セメントのpHは12〜13と高アルカ
リであり、この領域では鉄は不動態を形成する。初期の
腐食電位の変化は鋼材の表面に不動態層が形成される過
渡現像によるものと考えられる。また、腐食電位の卑側
への移行は、腐食の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、且
つ、補給が穏やかであるために、酸素が欠乏していくた
めと思われる。
As shown in FIG. 1, the corrosion potential of the steel material shifts to the noble side at first, and then shifts to the base side with the passage of time. Normally, the pH of cement is as high as 12 to 13, and iron forms a passivation in this region. It is considered that the change in the initial corrosion potential is due to transient development in which a passivation layer is formed on the surface of the steel material. In addition, the shift of the corrosion potential to the base side is that if the cathodic reaction of corrosion is a reduction reaction of oxygen, oxygen in the cement is gradually consumed and oxygen is deficient because the supply is moderate. It seems to do.

【0016】炭素繊維を入れないセメントペーストに比
較して炭素繊維をセメント中に分散させた場合(Vf
0.5%及びVf =1.0%)の腐食電位は貴の方へ大
きくなった。また、添加量に比例してその値は大きくな
った。これは炭素繊維上での酸素の酸化還元反応により
腐食電位が決定されるとすると、セメント中の炭素繊維
が鋼材に接触し、カソード反応が起きる部位が増大して
腐食電位が大きくなったものと考えられる。
When carbon fibers are dispersed in cement as compared to a cement paste containing no carbon fibers (V f =
(0.5% and V f = 1.0%) increased in the noble direction. Also, the value increased in proportion to the amount added. This is because if the corrosion potential is determined by the oxidation-reduction reaction of oxygen on carbon fiber, the carbon fiber in the cement comes into contact with the steel material, the site where the cathode reaction occurs increases, and the corrosion potential increases. Conceivable.

【0017】次に、腐食反応をより定量的に把握するた
めに行った分極曲線の測定について説明する。分極曲線
は、腐食電位の測定系に作用極の鋼材に対し、対極とし
てPt電極を用いた3電極系で測定した。腐食電位の測
定のときと同様に参照電極にはAg−AgCl、北斗電
工社製ポテンショスタット(HZ−1A)を用いた。
Next, a description will be given of a measurement of a polarization curve performed to grasp the corrosion reaction more quantitatively. The polarization curve was measured with a three-electrode system using a Pt electrode as a counter electrode for a steel material serving as a working electrode in a corrosion potential measurement system. Ag-AgCl and a potentiostat (HZ-1A) manufactured by Hokuto Denko KK were used for the reference electrode as in the measurement of the corrosion potential.

【0018】図2に、金属腐食反応の模式図を示す。腐
食の定常状態ではアノード反応電流とカソード反応電流
とが等しくなるので腐食状態は2つの分極曲線の交点で
表現される。その交点の電位及び電流密度が各々腐食電
位、腐食電流密度となる。
FIG. 2 shows a schematic diagram of the metal corrosion reaction. In the steady state of corrosion, the anodic reaction current and the cathodic reaction current are equal, so the corrosion state is represented by the intersection of two polarization curves. The potential and the current density at the intersection are the corrosion potential and the corrosion current density, respectively.

【0019】図3に、セメント中に比抵抗2.0×10
-3Ω・cmの炭素繊維を1.0容量%を分散させた場合
(Vf =1.0%)と炭素繊維を入れない(CFなし)
場合について、セメント中に挿入した鋼材の分極挙動を
示す。セメント中への炭素繊維添加によって腐食電流が
著しく増大し、約10倍近くも増えていることがわか
る。これからもセメント中の炭素繊維が鋼材と接触し、
腐食が著しく促進されていることを窺い知ることができ
る。
FIG. 3 shows that a specific resistance of 2.0 × 10
When 1.0% by volume of -3 Ω · cm carbon fiber is dispersed (V f = 1.0%), no carbon fiber is inserted (no CF)
The case shows the polarization behavior of a steel material inserted into the cement. It can be seen that the corrosion current is significantly increased by adding carbon fiber to the cement, and is increased by about 10 times. From now on, carbon fiber in cement will come into contact with steel,
It can be seen that corrosion is significantly accelerated.

【0020】以上のようにセメントと炭素繊維の接触が
避けられない場合には、炭素繊維自身の電気特性、特に
比抵抗および炭素繊維補強コンクリート中の炭素繊維の
体積分率が腐食速度の大小を左右する。言い換えると、
炭素繊維補強コンクリート自身の比抵抗が腐食速度の大
小を左右することが窺える。従って、本発明に用いるこ
とのできる炭素繊維としては、強度特性の発現に優れ、
比抵抗を含む要求性能に対してバランスのとれた特性を
有するポリアクリロニトリル系の炭素繊維が好ましい。
強度特性としてはストランド引張り強度が100kg/
mm2 以上のものが好ましい。炭素繊維の形態は、長繊
維であっても、短繊維であっても構わない。
As described above, when contact between cement and carbon fiber is unavoidable, the electrical properties of the carbon fiber itself, particularly the specific resistance and the volume fraction of the carbon fiber in the carbon fiber reinforced concrete, reduce the magnitude of the corrosion rate. Depends. In other words,
It can be seen that the specific resistance of the carbon fiber reinforced concrete itself determines the magnitude of the corrosion rate. Therefore, as a carbon fiber that can be used in the present invention, excellent expression of strength properties,
Polyacrylonitrile-based carbon fibers having characteristics balanced with required performance including specific resistance are preferable.
As the strength characteristics, the strand tensile strength is 100 kg /
mm 2 or more is preferable. The form of the carbon fiber may be a long fiber or a short fiber.

【0021】また、本発明のコンクリート中における炭
素繊維の量は、体積分率で0.1〜20%の範囲である
が、炭素繊維補強コンクリートの強度、補強コンクリー
トコストパフォーマンスを考えると0.3〜2%の範囲
が好ましい。
The amount of carbon fiber in the concrete of the present invention is in the range of 0.1 to 20% by volume fraction, but considering the strength of the carbon fiber reinforced concrete and the cost performance of the reinforced concrete, 0.3%. Is preferably in the range of 2% to 2%.

【0022】本発明で用いる高抵抗の炭素繊維は、特に
表面処理を施さなくても、セメントと強固な接着性を示
すが、硝酸等の薬液酸化による表面処理、高温空気やオ
ゾン中での表面処理、Ar,O2 ,CF3 等のガスのプ
ラズマ中での表面処理、硝酸、硫酸、水酸化ナトリウ
ム、重炭酸塩、硝酸塩、リン酸等の電解液中での電解酸
化による表面処理により、炭素繊維とセメントとの接着
性および分散性の向上を更に図ることができる。また、
無機、有機の低分子もしくは高分子を浸漬処理、化学的
蒸着法(CVD)、物理的蒸着法(PVD)、電解重合
等で炭素繊維表面をコーティングすることによっても接
着性、分散性の向上を図ることができる。特にアミノシ
ランカップリング剤で炭素繊維表面を処理をすることに
より、接着性および分散性を更に向上することができ
る。
The high-resistivity carbon fiber used in the present invention exhibits strong adhesiveness to cement without any particular surface treatment. However, the surface treatment by oxidation of a chemical such as nitric acid or the like, the surface treatment in high-temperature air or ozone. Treatment, surface treatment in plasma of gas such as Ar, O 2 , CF 3, etc., and surface treatment by electrolytic oxidation in electrolyte such as nitric acid, sulfuric acid, sodium hydroxide, bicarbonate, nitrate, phosphoric acid, etc. The adhesiveness and dispersibility of carbon fiber and cement can be further improved. Also,
Improve adhesion and dispersibility by coating the surface of carbon fiber with immersion treatment of inorganic or organic low molecular or high molecular, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), electrolytic polymerization, etc. Can be planned. In particular, by treating the carbon fiber surface with an aminosilane coupling agent, the adhesiveness and dispersibility can be further improved.

【0023】本発明に用いる鉄筋としては、通常の補強
コンクリートに使用されているもので良く、特に制限は
ない。また、積極的に黒皮を生成させた鉄筋を使用する
ことも通常であり、この場合にはこの酸化被膜が絶縁層
として作用するため、不完全ではあるが局部電池生成の
抑制が期待できる。
The reinforcing bars used in the present invention may be those used for ordinary reinforced concrete, and are not particularly limited. In addition, it is usual to use a reinforcing bar in which black scales are actively generated. In this case, since the oxide film acts as an insulating layer, it is expected that the generation of a local battery is imperfectly suppressed.

【0024】本発明におけ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多少、
或いは各種の添加剤や混和剤の量の多少を問わず、更に
はセメントの種類を問わず、炭素繊維の電導性による局
部電池形成に基づく金属腐食に対して、防止効果を発揮
するものである。
The carbon fiber reinforced concrete according to the present invention can be prepared by dispersing carbon fibers in a cement matrix.
Alternatively, regardless of the amount of various additives and admixtures, and irrespective of the type of cement, it exerts an effect of preventing metal corrosion due to local battery formation due to the conductivity of carbon fibers. .

【0025】[0025]

【実施例】以下に、実施例に基づいて、より具体的に本
発明を説明する。 [実施例1〜3],[比較例1,2] ポリアクリロニトリル繊維を原料とし、炭素化焼成温度
600℃(実施例1に使用)、800℃(実施例2に使
用)、900℃(実施例3に使用)及び1300℃(比
較例1に使用)で処理した炭素繊維のストランド強度お
よび比抵抗を表1に示す。
EXAMPLES The present invention will be described below more specifically based on examples. [Examples 1 to 3], [Comparative Examples 1 and 2] Using polyacrylonitrile fiber as a raw material, carbonization firing temperatures of 600 ° C. (used in Example 1), 800 ° C. (used in Example 2), 900 ° C. (executed) Table 1 shows the strand strength and the specific resistance of the carbon fibers treated at 1300 ° C. (used in Example 3) and 1300 ° C. (used in Comparative Example 1).

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】得られた炭素繊維を表2に示す配合のセメ
ントペースト中に容積分率1%の割合で混練し実施例1
〜3及び比較例1を得た。その炭素繊維補強コンクリー
トの中に、#400のサンドペーパーで研磨し、アセト
ンで十分脱脂した黒皮なし普通鉄筋を埋設し、40℃×
5時間の蒸気養生を施した後、オートクレーブ中で18
0℃×10気圧×5時間の腐食加速試験(第1回)を実
施した後、および、さらに、同じ条件でオートクレーブ
中で処理(第2回)後に、コンクリート中から取り出
し、その腐食状況として鋼材表面の腐食発生率(腐食面
積/全表面積×100%)を調べた。その結果を表3に
示した。比較例2として炭素繊維なしで実施例と同様に
して、鉄筋の腐食状況を調べた。その結果も併せて表3
に示した。
The obtained carbon fiber was kneaded into a cement paste having the composition shown in Table 2 at a volume fraction of 1%.
To 3 and Comparative Example 1. In the carbon fiber reinforced concrete, a black bar-free ordinary rebar polished with sandpaper # 400 and sufficiently degreased with acetone is buried, and the temperature is 40 ° C. ×
After steam curing for 5 hours, 18 hours in an autoclave.
After carrying out a corrosion acceleration test (1st time) at 0 ° C. × 10 atm × 5 hours, and after further treatment in an autoclave under the same conditions (2nd time), the steel was taken out of the concrete, The corrosion occurrence rate of the surface (corrosion area / total surface area × 100%) was examined. Table 3 shows the results. As Comparative Example 2, the state of corrosion of the reinforcing bar was examined in the same manner as in the example without carbon fibers. Table 3 also shows the results.
It was shown to.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】表4に各実施例及び比較例1で用いた炭素
繊維を、表2に示した配合のコンクリート中に配合して
なる炭素繊維補強コンクリートの曲げ強度、および炭素
繊維補強コンクリートの比抵抗の測定結果を、比較例2
のコンクリートについても併せて示す。その時の養生は
20℃、湿度90%以上の湿気室で1日養生した後、脱
型し、7日間の水中養生で行なった。供試体寸法はJI
S−R5201に準拠し、4cm×4cm×16cmで
行なった。各実施例とも低体積分率で十分な強度の発現
が確認できた。
Table 4 shows the flexural strength of carbon fiber reinforced concrete and the specific resistance of carbon fiber reinforced concrete obtained by blending the carbon fibers used in each of the examples and comparative example 1 in the concrete shown in Table 2. Comparative Example 2
The concrete is also shown. Curing at that time was carried out by curing in a humidity chamber at 20 ° C. and a humidity of 90% or more for 1 day, followed by removing the mold and curing in water for 7 days. Specimen size is JI
The measurement was performed at 4 cm × 4 cm × 16 cm according to S-R5201. In each of the examples, the development of sufficient strength was confirmed at a low volume fraction.

【0031】[0031]

【表4】 [Table 4]

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の炭素繊維補強コンクリートは、
極めて比抵抗が高く、強度が高い炭素繊維を用いている
ため、コンクリート中の鉄筋、鉄骨等金属の腐食に対す
る抵抗性に優れ、且つ高い曲げ強度を達成できた。
The carbon fiber reinforced concrete of the present invention is
Since carbon fibers having extremely high specific resistance and high strength are used, excellent resistance to corrosion of metals such as reinforcing bars and steel frames in concrete and high bending strength can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】セメント中の鋼材の腐食電位と時間の関係を表
すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between corrosion potential of steel in cement and time.

【図2】金属の腐食反応の構成図を示す。FIG. 2 shows a block diagram of a metal corrosion reaction.

【図3】セメント中の炭素繊維による鋼材の分極挙動を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the polarization behavior of a steel material by carbon fibers in cement.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 14:38 24:00) 111:26 111:90 (72)発明者 武井 吉一 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 末永 龍夫 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 里山 公治 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 平7−211418(JP,A) 特開 平7−206502(JP,A) 特開 平7−81989(JP,A) 特開 平4−74747(JP,A) 特開 平3−174342(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 28/02 C04B 14/38 D01F 9/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C04B 14:38 24:00) 111: 26 111: 90 (72) Inventor Yoshikazu Takei 191-1 Tobita-Ki 2-chome, Chofu City, Tokyo No. Kashima Construction Co., Ltd.Technical Research Laboratories (72) Inventor Tatsuo Suenaga 2-9-1, Tobita-Ki, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. No. 1 Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Institute (56) References JP-A-7-211418 (JP, A) JP-A-7-206502 (JP, A) JP-A-7-81989 (JP, A) JP-A-4-74747 (JP, A) JP-A-3-174342 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C04B 28/02 C04B 14/38 D01F 9/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 セメント成分と0.3体積%以上の炭素
繊維からなる補強コンクリートであって、20℃、湿度
90%以上の湿気室で1日養生した後、脱型し7日間水
中養生した補強コンクリートの比抵抗値が500Ω・c
m以上であることを特徴とする炭素繊維補強コンクリー
ト。
1. A reinforced concrete consisting of cement component and 0.3% by volume or more of carbon fibers, 20 ° C., humidity
After curing for 1 day in a humidity chamber of 90% or more, remove the mold and water for 7 days.
Specific resistance value of reinforced concrete moderately cured is 500 Ω · c
m or more.
【請求項2】 炭素繊維が0.3〜2体積%である請求
項1記載の炭素繊維補強コンクリート
2. The method according to claim 1, wherein the carbon fiber content is 0.3 to 2 % by volume.
Item 6. The carbon fiber reinforced concrete according to Item 1 .
【請求項3】 比抵抗値が7kΩ・cm以上である請求
項1記載の炭素繊維補強コンクリート
3. The method according to claim 1, wherein the specific resistance value is 7 kΩ · cm or more.
Item 6. The carbon fiber reinforced concrete according to Item 1 .
【請求項4】 炭素繊維の比抵抗値が1.0×10−2
Ω・cm以上である請求項1又は2記載の炭素繊維補強
コンクリート。
4. A carbon fiber having a specific resistance of 1.0 × 10 −2.
3. The carbon fiber reinforced concrete according to claim 1, which has a resistance of not less than Ω · cm.
【請求項5】 炭素繊維のストランド強度が100kg
/mm以上である請求項1〜3にいずれかに記載の炭
素繊維補強コンクリート。
5. The carbon fiber has a strand strength of 100 kg.
/ Mm 2 or more, the carbon fiber reinforced concrete according to any one of claims 1 to 3.
JP8523094A 1994-04-01 1994-04-01 Carbon fiber reinforced concrete Expired - Fee Related JP2876514B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8523094A JP2876514B2 (en) 1994-04-01 1994-04-01 Carbon fiber reinforced concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8523094A JP2876514B2 (en) 1994-04-01 1994-04-01 Carbon fiber reinforced concrete

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07277802A JPH07277802A (en) 1995-10-24
JP2876514B2 true JP2876514B2 (en) 1999-03-31

Family

ID=13852769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8523094A Expired - Fee Related JP2876514B2 (en) 1994-04-01 1994-04-01 Carbon fiber reinforced concrete

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2876514B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03174342A (en) * 1989-11-30 1991-07-29 Nkk Corp Conductive inorganic hardened body
JP2951373B2 (en) * 1990-07-12 1999-09-20 電気化学工業株式会社 Conductive elastic mortar composition
JPH0781989A (en) * 1993-09-10 1995-03-28 Hyperion Catalysis Internatl Inc Inorganic composite cured product containing carbon fibrils
JPH07206502A (en) * 1994-01-13 1995-08-08 Onoda:Kk Conductive polymer cement mortar and method for producing the same
JPH07211418A (en) * 1994-01-14 1995-08-11 Osaka Gas Co Ltd Earth resistance reducing agent and earth electrode

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07277802A (en) 1995-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Streinz et al. The effect of current and nickel nitrate concentration on the deposition of nickel hydroxide films
Jin et al. Electrochemical chloride extraction (ECE) based on the high performance conductive cement-based composite anode
Miyazato et al. Transport properties and steel corrosion in ductile fiber reinforced cement composites
Nguyen et al. Application of nano-SiO2 and nano-Fe2O3 for protection of steel rebar in chloride contaminated concrete: epoxy nanocomposite coatings and nano-modified mortars
Jin et al. Polymer-modified sulphoaluminate cement-based mortar anode and its optimal arrangement for electrochemical chloride extraction
US20040186221A1 (en) Process for manufacture of proton conductive polymer gel useful as backfill for sacrificial and impressed current anode systems
JP2876514B2 (en) Carbon fiber reinforced concrete
KR101081991B1 (en) Artificial crack healing method for concrete using electrochemical deposition
Zuo et al. Effects of carbon nanotube-carbon fiber cementitious conductive anode for cathodic protection of reinforced concrete
NZ520344A (en) Process for the protection of reinforcement in reinforced concrete
CN105254334B (en) A kind of electrochemical preparation method of surface hydrophobic concrete
Zhou et al. Effect of silicon addition on corrosion behavior of carbon steel rebar in sulfuric acid environment
JPH11219713A (en) Separator for low-temperature fuel cell
Hou et al. Corrosion protection of aluminium-matrix aluminium nitride and silicon carbide composites by anodization
Singbeil et al. A Fracture Mechanics Study of Caustic Cracking of Mild Steel in Hot NaOH/Na2 S Solutions
CN107651906A (en) A kind of lightweight conductive mortar material and preparation method and application
Sadawy Effect of Al2O3 additives on the corrosion and electrochemical behavior of steel embedded in ordinary Portland cement concrete
Cervantes et al. Conductive cement pastes with carbon fibers as anodes in the electrochemical chloride extraction
JPS60186447A (en) Carbon fiber reinforced concrete
JP2905690B2 (en) Carbon fiber reinforced concrete
CN114853397A (en) Nano/micro carbon material composite modified concrete and preparation method thereof
Yu et al. Usability of conductive based cement anode for impressed current cathodic protection of reinforced concrete structures
Alrubaie et al. Durability of slurry infiltrated fiber concrete to corrosion in chloride environment: an experimental study, part I
JP2001316145A (en) Admixture for hydraulic composition consisting of chaff ash and its application
Liu et al. Highly conductive alumina/NCN composites electrodes fabricated by gelcasting and reduction-sintering—An electrochemical behavior study in aggressive environments

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees