JP3877339B2

JP3877339B2 - How to energize concrete

Info

Publication number: JP3877339B2
Application number: JP11142694A
Authority: JP
Inventors: 公伸芦田; 孝一石橋
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: JPH07315957A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼材を内部に含むコンクリートに電気を流す方法、特に、コンクリート中の塩分を電気化学的に除去する方法、および、中性化したコンクリートにアルカリ性溶液を供給する方法（以下、電気化学的処理方法と称す）に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
コンクリートは、一般には、種々の環境に対する抵抗性が強く、また、強アルカリ性であるので、その内部にある鋼材は、鋼材表面に不動態被膜を形成して腐食から保護される。そのために、コンクリート構造物は耐久性のある永久構造物であると考えられてきた。
しかしながら、この永久構造物と考えられてきたコンクリート構造物も、中性化や塩害などの原因によりその耐久性が低下し、構造物としての寿命に疑問が投げかけられるようになってきた。
このような劣化したコンクリート構造物を補修する方法として、電気化学的な手法を用いた補修工法が開示されている（特開平1 −176287号公報、特開平2 −302384号公報）。
【０００３】
これらの方法は、コンクリートの表面に電解質溶液とセルロースファイバーから成る付着性塗布材料を一時的に被覆し、この被覆塗布材料に電極を埋設して、コンクリートの内部鉄筋とこの電極との間に直流電流を印加することによって、コンクリートの内部から電極に向かって塩化物イオンを泳動させ、コンクリートから塩化物イオンを除去する方法である。
また、セルロースファイバーから成る付着性塗布材料とアルカリ溶液をコンクリート表面に付着させ、このアルカリ溶液を電気浸透でもって、コンクリート内部へ浸透させることで中性化を回復させる方法もある。
【０００４】
これらの方法には、次のような課題を有しており、その解決が望まれていた。すなわち、この方法においては、セルロースファイバーと電解質溶液を吹き付けることにより、コンクリート表面に設置した電極を被覆するため、吹き付け作業時におけるセルロースファイバーの周囲への飛散が起こり、周辺環境を汚す結果となる。
さらに、通常は電解質溶液としてアルカリ性の溶液が使われるため、吹き付け時に溶液の飛散がおこり、周囲を汚すのみならず、作業員等の目や皮膚に触れると障害等を引き起こす場合がある。
また、セルロースファイバーは電解質溶液を保持する性能が余り高くないので、電解質溶液が垂れ落ちたりして、溶液が不足する。よって、適切な時期に溶液を再供給する必要があった。
さらに、セルロースファイバーは再利用ができないので、電気化学的処理終了後、建設資材の産業廃棄物として処分しなければならず、多量の廃棄物が発生していた。
【０００５】
また、同様の電気化学的処理方法として、有底構造の容器を用いる方法が開示されている（特開平3 −93681 号公報）。
この方法は、コンクリート表面に電解質を溜める有底構造の容器を密着させ、その容器内に電解質溶液と電極を設置する方法である。
この方法では、壁等の鉛直部材側面のコンクリートの処理を行う場合、電解質溶液の水位の高さまでしか処理できず、乾燥等により水位が低下した場合には処理が不完全になるという課題を有していた。
【０００６】
また天井や橋梁等の水平部材下面のコンクリートの処理を行う場合、容器をコンクリート表面に密着させなければ、容器に溜められている電解質溶液がコンクリート表面と接触しなくなる。
電解質溶液がコンクリート表面から少しでも離れれば、絶縁層である空気が存在することとなり、その結果としてコンクリートに電気を流すことが不可能になる。従って、電解質溶液が絶えずコンクリート表面と接触するように容器をコンクリート表面に密着させ、かつ、容器内を電解質溶液で満たす必要がある。
【０００７】
一方、容器をコンクリート表面に密着させた場合、その容器内に電解質溶液を送り込むに際し、電解質溶液の注入圧力がわずか１kg/cm²という低い圧力であっても、容器とコンクリート表面とを引き離そうとする力は、コンクリート表面積１m²当たり１０トンにもなる。
よって、容器自身この力に耐えられるだけの丈夫なものにしなければならず、重量的に大変重いものにならざるを得なかった。さらに、コンクリート表面への取り付け方法も大規模なものとなった。
【０００８】
また、電解質溶液内の電極部で水の電気分解により、気体が発生するので、その発生圧力も容器内に溜まることになり、容器とコンクリート表面とを引き離そうとする力はますます大きくなるので、容器は十分頑丈なものにしなければならないという課題を有していた。
【０００９】
本発明者らは、このような問題を解決し、良好に処理できるように種々の検討と試験を行なった結果、特定の方法を採用することにより、前記課題を解消し、コンクリート構造物の電気化学的処理が迅速にできる知見を得て本発明を完成するに至った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、コンクリートの表面部に電解質溶液を保持する容器を設置して、該容器内にコンクリート表面部の電極を配置し、該電極とコンクリート内部の鋼材との間に電流を印加する際に、該容器の少なくとも一部にコンクリート表面との非接触部分を設け、かつ、該容器内に電解質溶液を吸い上げる、吸い上げ高さ5mm以上の保持材として親水性処理した繊維物質を配置することを特徴とするコンクリートへの通電方法である。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
硬化したコンクリート内部には、飽和状態の水酸化カルシウム水溶液が間隙水として充分に存在している。そのため、コンクリートに電流を流すと、この間隙水が電解質の役割をして、コンクリート自身の電気抵抗に応じた電流が流れる。さらに、このコンクリートに電解質溶液を与えて電流を流しやすくすることが処理作業上好ましい。
【００１２】
本発明では、電解質溶液をコンクリート表面に蓄える容器の枠の少なくとも一部にコンクリート表面との非接触部分を設けることである。容器の枠がコンクリート表面に密着していた場合、容器内に電解質溶液を送り込むに際し、容器に大きな力が作用することになる。
従って、電解質溶液を送り込む圧力を逃がすために、容器の枠の少なくとも一部に非接触部分を設けることにより、容器の構造をよりシンプルなものにすることが可能であり、かつ、容器自体の取扱いが楽になる。
しかし、容器の一部に非接触部分を設けることは、その部分から電解質溶液が洩れることにつながり、必然的に電解質溶液の水位が低くなり、その結果として、電解質溶液がコンクリート表面に接触できず、電流をコンクリートに流すことが出来なくなる。
従って、コンクリート表面と容器内の電解質溶液の水面との差を電解質溶液を吸い上げる保持材（以下、保持材と称す）を用いることで補う。
【００１３】
本発明に用いる保持材の例としては、▲１▼木材、布、不織布、フェルト、パルプ、ロックウール等の繊維状物質、および、それらの成形体、▲２▼吸水性ポリマーや膨潤ゴム等の吸水および膨潤する材料、▲３▼スポンジや軽石等の多孔質および多孔質網目状材料、▲４▼石膏やセメントなどの水硬性多孔質材料、▲５▼発泡スチロールや人工軽量骨材等の発泡材料、▲６▼ベントナイト等のゲル状物質、などが挙げられ、これらを任意に組み合わせたものも使用可能である。
特に、繊維状物質、吸水および膨潤する材料、多孔質および多孔質網目状材料が使用上好ましい。また、これらの中で親水性、または、親水性処理を施されたものは好適である。
【００１４】
次に、保持材の電解質溶液を吸い上げる能力は、通常コンクリート表面に多少の凹凸があり、その凹凸の影響を受けないようにするため、吸い上げ高さ５mm以上である必要があり、１０mm以上が好ましい。なお、吸い上げ高さの測定方法は、水道水を入れた容器を静置し、水面が水平になった段階で保持材を静かに水道水内に深さ約１cm入れ、水道水が吸い上げられるのを静かに待つ。保持材を水道水内に入れてから、１時間後に水道水が吸い上げられた水面からの高さを測定し、この値を吸い上げ高さとする。また、保持材がファイバー等の繊維である場合は、繊維が凝集している部分を利用して、吸い上げ高さを測定することもできる。
【００１５】
以上のように、本発明では、容器の枠の一部にコンクリート表面と非接触部分を設け、かつ、その中に保持材を有することで、簡単な構造の容器と簡単な取り付け方法でコンクリートに通電することができる。
容器の枠の一部にコンクリート表面と非接触部分を設ける場合には、容器の枠そのものがなくなるまで非接触部分を最大にすることができる。底板部分に非接触部分を設けた場合には、電解質溶液の保持性が低くなるおそれがある。また、容器の枠のコンクリート表面と接触する部分には、止水する目的でゴムや水膨潤性ゴム等のパッキングを入れてもよい。
なお、電解質溶液は、容器内に溜めておいても、循環しておいてもかまわない。しかも、循環に当たっては、常時連続的な循環であっても、ある時間間隔での断続的な循環であってもかまわない。さらに、通電処理期間中に電解質溶液を取り替えることも可能である。
【００１６】
電解質溶液として、好ましいのは、アルカリ性または中性の溶液であるが、ｐＨ値で５以上の弱酸性溶液でも使用できる。電解質溶液の一例としては、井戸水、水道水、海水等が使用できるが、各種のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩などの水溶液が好適である。
また、本発明の方法では、容器内に電気を均一に流すために電極を設置することが好ましい。
コンクリートの表面に設置する電極は、一般には、正（＋）側になるため、電気的な腐食作用が働く。
【００１７】
本発明では、容器内に設置する電極としては、普通の鉄筋や金網などの使用も可能であるが、資源の有効と再利用を考えると、電気的な腐食に対する抵抗性が高いものの使用が好ましい。具体的には、チタン、チタン合金、および白金等またはそれらでメッキされた金属、炭素繊維や炭素棒などの炭素、並びに、体積電気抵抗率が１０³Ω・ cm以下の導電性を有する有機高分子等である。
これらのうち、炭素、有機高分子、チタンおよび白金が、電気的な腐食に対して安定であるので好ましく、チタンおよび白金が特に好ましい。
なお、通常のコンクリートの体積電気抵抗率は、１０³〜１０⁴Ω・ cm程度であるので、導電性を有する有機高分子としては、その値以下、即ち、１０³Ω・ cm以下が好ましく、１０²Ω・ cm以下がより好ましく、１０Ω・ cm以下が最も好ましい。
【００１８】
以上のようにして、コンクリートに電気を流す場合、コンクリート表面積当たり０. １〜１０A/m²程度の電流を流すことが可能である。
なお、本発明の通電方法においては、コンクリートの電気化学的処理の目的が果たされた段階で、コンクリート表面から取り外すこともできる。よって、もとのコンクリート自身に仕上げることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されるものではない。
参考例１
鉄筋コンクリートの建物の天井下面を用いて、図１に示すような方法で試験した。容器は厚さ９mmの透明塩化ビニール板を用いて、容器内の大きさが幅１００cm、長さ１００cm、高さ４cmの正方形の箱型とした。但し、容器の枠の１辺は高さを３cmとし、他の３辺より低くし、非接触部３を形成した。容器内には、電極としてチタンメッシュ、保持材としてポリビニルホルマール樹脂の多孔質スポンジ（連通気泡の平均径＝１３０μｍ、気孔率＝９０％、厚さ４. ５cm、吸い上げ高さ＝１５mm）を入れた。容器の３辺をゴムパッキングを介してコンクリート表面に密着した。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして、固定した。次に、電解質溶液として水道水を２kg/cm²の水圧にて、電解質溶液の水位６まで注入した。この状態で電源８を接続し、電気を流したところ、コンクリート表面積当たり１A/m²の電流が出力電圧２５Ｖにて安定して得られた。なお、電解質溶液は２回／週の割合で補充した。
【００２０】
〈使用材料〉
チタンメッシュ：エルテックアジアサービス（株）社製商品名「エルガードメッシュ#210」
多孔質スポンジ：鐘紡（株）社製商品名「ベルイーター」
【００２１】
実施例１
塩分を３kg/m³含有するコンクリートを用いて、図１に示すような方法で電気を流すことにより、コンクリート中の塩分を除去する試験を行った。容器は厚さ１２mmの透明アクリル板を用いて、容器内の大きさが幅９０cm、長さ１８０cm、高さ３．５cmの長方形の箱型とした。但し、容器の枠の１辺は高さを３cmとし、他の３辺より低くし、非接触部３を形成した。容器内には、電極としてチタンメッシュ、保持材として工業用フェルト（厚さ３．８cm、吸い上げ高さ＝１０mm）を入れた。容器の３辺をゴムパッキングを介してコンクリート表面に密着した。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして固定した。次に、電解質溶液として１wt% の水酸化リチウム水溶液を１kg/cm²の圧力にて、電解質溶液の水位６まで注入した。この状態で電源８を接続し、コンクリート表面積当たり２A/m²の電流を４週間流した。４週間の通電後、コンクリート中の含有塩分量を測定したところ、塩分量は０. ８kg/m³となり、塩分を大幅に除去することができた。
〈測定方法〉
含有塩分量の測定法：（社）日本コンクリート工学協会の「硬化コンクリート中に含まれる塩分の分析方法（ＪＣＩ−ＳＣ４）」の「８．全塩分定量方法」に準拠。
【００２２】
〈使用材料〉
工業用フェルト：日本フェルト工業（株）製商品名「ニードルフェルトＧＴ」（材質：ポリエステル）をエタノール（２％）処理して親水性を高めたもの
水酸化リチウム：本庄ケミカル（株）製工業用水酸化リチウム
【００２３】
参考例２
コンクリートの表面から２５mmまで中性化しているコンクリートを用いて、図２に示すような方法で電気を流すことにより、コンクリートのｐＨを高めることにより、中性化を回復させる試験を行った。容器は厚さ８mmのＦＲＰ製（ポリエステル樹脂を結合剤とし、ガラス繊維で補強したもの）とし、容器内の大きさが幅６０cm、長さ９０cm、高さ３cmの長方形の箱型とした。但し、容器の枠の２辺は高さを２．８cmとし、他の２辺より低くし、非接触部３を形成した。容器内には、電極として鉄筋メッシュ、保持材として工業用フェルト（厚さ１５mmを２層、吸い上げ高さ＝５mm）を入れた。容器の２辺をゴムパッキングを介してコンクリート表面に密着した。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして固定した。次に、電解質溶液として炭酸ナトリウム水溶液を１kg/cm²の圧力にて、電解質溶液の水位６まで注入した。この状態で電源８を接続し、コンクリート表面積当たり０．８A/m²の電流を２週間流した。２週間の通電後、コンクリートの中性化深さを測定したところ、中性化深さが０cmとなり、コンクリート全体に渡ってｐＨが高まり、コンクリートのアルカリ性が改善されたことが確認できた。
〈使用材料〉
鉄筋メッシュ：φ３mmの丸棒をピッチ１０cmにて縦横に配置した溶接金網
工業用フェルト：日本フェルト工業（株）製商品名「ニードルフェルトＧＴ」
炭酸ナトリウム：和光純薬工業（株）製試薬１級
【００２４】
参考例３
コンクリートの表面から１５mmまで中性化しているコンクリートを用いて、図３に示すような方法で電気を流すことにより、コンクリートのｐＨを高めることにより、中性化を回復させる試験を行った。容器は厚さ１２mmの化粧板付き合板とし、容器内の大きさを幅６０cm、長さ９０cmとした。この容器内に、電極として鉄筋メッシュ、保持材としてポリビニルホルマール樹脂の多孔質スポンジ（連通気泡の平均径＝１３０μｍ、気孔率＝９０％、厚さ９mm、吸い上げ高さ＝１５mm）を入れた。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして固定した。次に、電解質溶液として炭酸ナトリウム水溶液を０．５kg/cm²の圧力にて注入し、保持材に含ませた。この状態で電源８を接続し、コンクリート表面積当たり１A/m²の電流を１週間流した。１週間の通電後、コンクリートの中性化深さを測定したところ、中性化深さが０cmとなり、コンクリート全体に渡ってｐＨが高まり、コンクリートのアルカリ性が改善されたことが確認できた。なお、電解質溶液は１回／日注入した。
【００２５】
〈使用材料〉
鉄筋メッシュ：φ３mmの丸棒をピッチ１０cmにて縦横に配置した溶接金網
多孔質スポンジ：鐘紡（株）社製商品名「ベルイーター」
炭酸ナトリウム：和光純薬工業（株）製試薬１級
【００２６】
実施例２
大きな面積をコンクリートに対応するために、図４に示すような方法でコンクリートに電気を流した。容器は厚さ８mmのＦＲＰ製（ポリエステル樹脂を結合剤とし、ガラス繊維で補強したもの）とし、容器内の大きさはそれぞれが幅６０cm、長さ９０cmとし、高さ３．５cmの端部を有する容器と中間部になる容器を作成した。なお、容器と容器との接続方法は、水膨潤ゴムをパッキングとして、ボルト９にて接続した。但し、接続した容器全体の端部に当たる枠の内、２辺は高さを３cmとし、他の２辺より低くすることにより、非接触部３を形成した。この容器内に、電極としてチタンメッシュ、保持材として工業用フェルト（厚さ３．８cm、吸い上げ高さ＝１０mm）を入れた。容器の２辺をゴムパッキングを介してコンクリート表面に密着した。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして固定した。次に、電解質溶液として水道水を２kg/cm²の圧力にて、電解質溶液の水位６まで注入した。この状態で電源８を接続し、コンクリート表面積当たり１A/m²の電流を流したところ、約３５Ｖの電圧にて安定して電流が流せることが確認できた。
【００２７】
〈使用材料〉
工業用フェルト：日本フェルト工業（株）製商品名「ニードルフェルトＧＴ」（材質：ポリエステル）をエタノール（２％）処理して親水性を高めたもの
チタンメッシュ：エルテックアジアサービス（株）社製商品名「エルガードメッシュ#210」
【００２８】
実施例３
コンクリートの表面から２０mmまで中性化しているコンクリートの壁を用いて、図５に示すような方法で電気を流すことにより、コンクリートのｐＨを高めることにより、中性化を回復させる試験を行った。容器は厚さ８mmのＦＲＰ製（ポリエステル樹脂を結合剤とし、ガラス繊維で補強したもの）とし、容器内の大きさが幅６０cm、長さ９０cm、高さ３cmの長方形の箱型とした。但し、容器の枠の上方の１辺を省略することにより、非接触部３を形成した。容器内には、電極として鉄筋メッシュ、保持材として工業用フェルト（厚さ１５mmを２層、吸い上げ高さ＝１０mm）を入れた。容器の３辺をゴムパッキングを介してコンクリート表面に密着した。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして固定した。次に、電解質溶液として炭酸ナトリウム水溶液を０．５kg/cm²の圧力にて、電解質溶液の水位６まで注入した。この状態で電源８を接続し、コンクリート表面積当たり１A/m²の電流を１週間流した。１週間の通電後、コンクリートの中性化深さを測定したところ、中性化深さが０cmとなり、コンクリート全体に渡ってｐＨが高まり、コンクリートのアルカリ性が改善されたことが確認できた。さらに、中性化の回復が電解質溶液の水位６より上方まで可能であることも判明した。
【００２９】
〈使用材料〉
鉄筋メッシュ：φ３mmの丸棒をピッチ１０cmにて縦横に配置した溶接金網
工業用フェルト：日本フェルト工業（株）製商品名「ニードルフェルトＧＴ」（材質：ポリエステル）をエタノール（２％）処理して親水性を高めたもの
炭酸ナトリウム：和光純薬工業（株）製試薬１級
【００３０】
比較例１
鉄筋コンクリートの建物の天井下面を用いて、図６に示すような方法で試験した。
容器は厚さ９mmの透明塩化ビニール板を用いて、容器内の大きさが幅１００cm、長さ１００cm、高さ４cmの正方形の箱型とした。容器内には、電極としてチタンメッシュを入れた。容器の４辺をゴムパッキングを介してコンクリート表面に密着した。なお、容器の取付は、天井のコンクリートにアンカーを取り付け、そのアンカーに容器の端部をボルト止めして固定した。
次に、電解質溶液として水道水を２kg/cm²の水圧にて、容器内に注入したところ、電解質溶液がほぼ充満する時に容器の端部がコンクリート面から剥がれ、電解質溶液が漏れ出した。その結果、図６に示す電源８を使って、コンクリート表面に安定して電気を流すことができなくなった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明では、吹付け作業時におけるセルロースファイバーの周囲への飛散による周辺環境への汚染が解消されるとともに、処理後の産業廃棄物量の大幅な低減効果も期待できる。さらに、水平部材下面のコンクリートへの処理も容易となり、容器がコンクリート表面から剥離する危険性が大幅に減少する。また、容器自身の軽量化、簡便化が可能であると同時に、取付が簡単になるという利点もある。
さらに、コンクリート垂直面での処理の場合、吸い上げ性能を有する保持材を含有しているので電解質溶液の水位より上方の部分にも処理の効果が確認されるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１と実施例１にて使用した容器の断面図である。
【図２】参考例２にて使用した容器の断面図である。
【図３】参考例３にて使用した容器の断面図である。
【図４】実施例２にて使用した容器の断面図である。
【図５】実施例３にて使用した容器の断面図である。
【図６】比較例１にて使用した容器の断面図である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for supplying electricity to concrete containing steel material, in particular, a method for electrochemically removing salt in the concrete, and a method for supplying an alkaline solution to neutralized concrete (hereinafter referred to as electrochemical). (Referred to as a manual processing method).
[0002]
[Prior art and its problems]
Since concrete is generally highly resistant to various environments and is strongly alkaline, the steel material in the concrete is protected from corrosion by forming a passive film on the steel surface. For this reason, concrete structures have been considered to be durable permanent structures.
However, the durability of the concrete structure, which has been considered as a permanent structure, has been lowered due to neutralization, salt damage, and the like, and the lifetime of the structure has been questioned.
As a method for repairing such a deteriorated concrete structure, a repair method using an electrochemical technique has been disclosed (JP-A-1-176287, JP-A-2-302384).
[0003]
In these methods, an adhesive coating material composed of an electrolyte solution and cellulose fiber is temporarily coated on the surface of concrete, and an electrode is embedded in the coating coating material, and a direct current is applied between the concrete rebar and the electrode. In this method, chloride ions are migrated from the inside of the concrete toward the electrodes by applying an electric current to remove chloride ions from the concrete.
There is also a method of recovering neutralization by adhering an adhesive coating material made of cellulose fiber and an alkaline solution to the concrete surface and allowing the alkaline solution to penetrate into the concrete by electroosmosis.
[0004]
These methods have the following problems, and a solution has been desired. That is, in this method, the cellulose fiber and the electrolyte solution are sprayed to cover the electrode installed on the concrete surface, so that the scattering of the cellulose fiber around the spraying operation occurs and the surrounding environment is soiled.
Further, since an alkaline solution is usually used as the electrolyte solution, the solution is scattered when sprayed, and not only the surroundings are soiled, but also contact with the eyes or skin of an operator may cause troubles.
Moreover, since the performance which hold | maintains electrolyte solution is not so high, a cellulose fiber droops down and a solution runs short. Therefore, it was necessary to supply the solution again at an appropriate time.
Furthermore, since cellulose fiber cannot be reused, it has to be disposed of as industrial waste of construction materials after the end of electrochemical treatment, and a large amount of waste was generated.
[0005]
Further, as a similar electrochemical treatment method, a method using a container having a bottomed structure is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 3-93681).
In this method, a bottomed container for storing an electrolyte is brought into close contact with a concrete surface, and an electrolyte solution and an electrode are installed in the container.
This method has the problem that when concrete on the side of a vertical member such as a wall is treated, it can be treated only up to the level of the electrolyte solution, and the treatment becomes incomplete when the water level drops due to drying or the like. Was.
[0006]
When processing concrete on the lower surface of a horizontal member such as a ceiling or a bridge, the electrolyte solution stored in the container will not come into contact with the concrete surface unless the container is brought into close contact with the concrete surface.
If the electrolyte solution is separated from the concrete surface even a little, air that is an insulating layer exists, and as a result, it becomes impossible to flow electricity through the concrete. Therefore, it is necessary to closely contact the container with the concrete surface so that the electrolyte solution is constantly in contact with the concrete surface, and to fill the container with the electrolyte solution.
[0007]
On the other hand, when the container is brought into close contact with the concrete surface, when the electrolyte solution is fed into the container, even if the injection pressure of the electrolyte solution is as low as 1 kg / cm ² , the container and the concrete surface will be pulled apart. force, also to 10 per ton concrete surface area of 1m ^2.
Therefore, the container itself must be strong enough to withstand this force, and must be very heavy in weight. In addition, the method of attaching to the concrete surface has become extensive.
[0008]
In addition, since gas is generated by electrolysis of water at the electrode part in the electrolyte solution, the generated pressure also accumulates in the container, and the force to separate the container and the concrete surface becomes larger, The container had the problem that it had to be sufficiently sturdy.
[0009]
As a result of various examinations and tests so as to solve such problems and to be able to handle them satisfactorily, the present inventors have solved the above-mentioned problems by adopting a specific method, and the electric power of the concrete structure. The present invention has been completed by obtaining knowledge that chemical processing can be performed quickly.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the present invention, a container for holding an electrolyte solution is installed on the surface of concrete, an electrode on the surface of the concrete is disposed in the container, and an electric current is applied between the electrode and the steel material inside the concrete. when, at least a portion of the container to provide a non-contact portion with the concrete surface, and sucking up the electrolyte solution within the container, placing a hydrophilic treated fiber material sucked up as the height 5mm or more retaining members This is a method for energizing concrete.
[0011]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A saturated calcium hydroxide aqueous solution is sufficiently present as pore water in the hardened concrete. Therefore, when a current is passed through the concrete, the pore water acts as an electrolyte, and a current according to the electrical resistance of the concrete flows. Furthermore, it is preferable in terms of processing work to apply an electrolyte solution to the concrete so that an electric current can easily flow.
[0012]
In this invention, it is providing the non-contact part with the concrete surface in at least one part of the frame of the container which stores electrolyte solution on the concrete surface. When the frame of the container is in close contact with the concrete surface, a large force acts on the container when the electrolyte solution is fed into the container.
Therefore, in order to relieve the pressure for feeding the electrolyte solution, it is possible to simplify the structure of the container by providing a non-contact portion on at least a part of the frame of the container, and to handle the container itself. Becomes easier.
However, providing a non-contact part in a part of the container will lead to leakage of the electrolyte solution from that part, and the water level of the electrolyte solution will inevitably become low. As a result, the electrolyte solution cannot contact the concrete surface. , You will not be able to flow current through the concrete.
Therefore, the difference between the concrete surface and the water surface of the electrolyte solution in the container is compensated by using a holding material that sucks up the electrolyte solution (hereinafter referred to as a holding material).
[0013]
Examples of the holding material used in the present invention include: (1) fibrous materials such as wood, cloth, nonwoven fabric, felt, pulp, rock wool, and molded articles thereof; and (2) water-absorbing polymers and swollen rubbers. Materials that absorb and swell, (3) Porous and porous network materials such as sponge and pumice, (4) Hydraulic porous materials such as gypsum and cement, and (5) Foam materials such as expanded polystyrene and artificial lightweight aggregates , (6) Gel-like substances such as bentonite, and the like, and any combination thereof can be used.
In particular, fibrous materials, water-absorbing and swelling materials, porous and porous network materials are preferred for use. Of these, those that have been subjected to hydrophilicity or hydrophilic treatment are preferred.
[0014]
Next, the ability of the holding material to suck up the electrolyte solution usually has some irregularities on the concrete surface, so that it is not affected by the irregularities, the suction height needs to be 5 mm or more , preferably 10 mm or more. Good. In addition, the measuring method of sucking height is that the container with tap water is left still, and when the water surface is level, the holding material is gently put into the tap water about 1 cm deep, and the tap water is sucked up. Wait quietly. After the holding material is put in the tap water, the height from the surface of the water from which the tap water has been sucked up is measured one hour later, and this value is taken as the sucked height. In addition, when the holding material is a fiber such as a fiber, the sucked height can be measured using a portion where the fibers are aggregated.
[0015]
As described above, in the present invention, a concrete surface and a non-contact portion are provided in a part of the container frame, and a holding material is provided in the part, so that the container can be made into a concrete with a simple structure and a simple attachment method. It can be energized.
When a non-contact portion is provided with a concrete surface in a part of the container frame, the non-contact portion can be maximized until the container frame itself disappears. When the non-contact portion is provided on the bottom plate portion, the electrolyte solution retainability may be lowered. Further, packing such as rubber or water-swellable rubber may be inserted in the portion of the container frame that comes into contact with the concrete surface in order to stop water.
The electrolyte solution may be stored in the container or circulated. Moreover, the circulation may be always continuous circulation or intermittent circulation at a certain time interval. Furthermore, it is possible to replace the electrolyte solution during the energization process.
[0016]
The electrolyte solution is preferably an alkaline or neutral solution, but a weakly acidic solution having a pH value of 5 or more can also be used. As an example of the electrolyte solution, well water, tap water, seawater, and the like can be used, and aqueous solutions of various alkali metal salts and alkaline earth metal salts are preferable.
Moreover, in the method of this invention, it is preferable to install an electrode in order to flow electricity uniformly in a container.
Since the electrode installed on the surface of the concrete is generally on the positive (+) side, an electrical corrosive action works.
[0017]
In the present invention, it is possible to use an ordinary reinforcing bar or a wire mesh as an electrode to be installed in the container. However, in view of effective and reusable resources, it is preferable to use an electrode having high resistance to electrical corrosion. . Specifically, titanium, titanium alloys, platinum and the like or metals plated with them, carbon such as carbon fiber and carbon rod, and organic high conductivity having a volume resistivity of 10 ³ Ω · cm or less. Such as molecules.
Among these, carbon, organic polymer, titanium and platinum are preferable because they are stable against electrical corrosion, and titanium and platinum are particularly preferable.
Since the volume resistivity of ordinary concrete is about 10 ³ to 10 ⁴ Ω · cm, the organic polymer having conductivity is preferably less than that value, that is, 10 ³ Ω · cm or less. 10 ² Ω · cm or less is more preferable, and 10 Ω · cm or less is most preferable.
[0018]
As described above, when electricity is supplied to concrete, an electric current of about 0.1 to 10 A / m ² per concrete surface area can be supplied.
In addition, in the electricity supply method of this invention, it can also remove from the concrete surface in the stage where the objective of the electrochemical treatment of concrete was fulfilled. Therefore, the original concrete itself can be finished.
[0019]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Reference example 1
Using the lower surface of the ceiling of a reinforced concrete building, the test was performed as shown in FIG. The container used was a transparent vinyl chloride plate with a thickness of 9 mm, and the inside of the container was a square box having a width of 100 cm, a length of 100 cm, and a height of 4 cm. However, one side of the frame of the container had a height of 3 cm and was lower than the other three sides to form the non-contact portion 3. Inside the container, a titanium mesh as an electrode and a porous sponge of polyvinyl formal resin as a holding material (average diameter of communicating bubbles = 130 μm, porosity = 90%, thickness 4.5 cm, sucking height = 15 mm) were placed. . The three sides of the container were adhered to the concrete surface via rubber packing. The container was fixed by attaching an anchor to the concrete on the ceiling and bolting the end of the container to the anchor. Next, tap water as an electrolyte solution was injected up to a water level 6 of the electrolyte solution at a water pressure of ² kg / cm ² . When the power supply 8 was connected in this state and electricity was supplied, a current of 1 A / m ² per concrete surface area was stably obtained at an output voltage of 25V. The electrolyte solution was replenished at a rate of 2 times / week.
[0020]
<Materials used>
Titanium mesh: L-Tech Asia Service Co., Ltd. product name “Elgard Mesh # 210”
Porous sponge: Brand name "Belle Eater" manufactured by Kanebo Co., Ltd.
[0021]
Example 1
Using concrete containing 3 kg / m ³ of salinity, a test was conducted to remove the salinity in the concrete by flowing electricity by the method shown in FIG. A 12 mm thick transparent acrylic plate was used for the container, and the inside of the container was a rectangular box with a width of 90 cm, a length of 180 cm, and a height of 3.5 cm. However, one side of the frame of the container had a height of 3 cm and was lower than the other three sides to form the non-contact portion 3. In the container, a titanium mesh as an electrode and an industrial felt (thickness 3.8 cm, sucking height = 10 mm) as a holding material were placed. The three sides of the container were adhered to the concrete surface via rubber packing. The container was attached by attaching an anchor to the concrete on the ceiling and fixing the end of the container to the anchor with a bolt. Next, a 1 wt% lithium hydroxide aqueous solution was injected as an electrolyte solution at a pressure of 1 kg / cm ² to the water level 6 of the electrolyte solution. In this state, the power source 8 was connected, and a current of ² A / m ² per concrete surface area was passed for 4 weeks. After the energization for 4 weeks, the amount of salt contained in the concrete was measured. As a result, the amount of salt was 0.8 kg / m ³ , and it was possible to significantly remove the salt.
<Measuring method>
Method of measuring the amount of salt content: Conforms to “8. Total salt content determination method” of “Analytical method of salt content in hardened concrete (JCI-SC4)” of Japan Concrete Institute.
[0022]
<Materials used>
Industrial felt: Nippon Felt Kogyo Co., Ltd. product name "Needle Felt GT" (Material: Polyester) treated with ethanol (2%) to improve hydrophilicity Lithium hydroxide: Industrial water manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd. Lithium oxide [0023]
Reference example 2
Using concrete that has been neutralized to 25 mm from the surface of the concrete, a test was conducted to restore neutralization by increasing the pH of the concrete by flowing electricity by the method shown in FIG. The container was made of FRP having a thickness of 8 mm (polyester resin as a binder and reinforced with glass fiber), and the container was a rectangular box having a width of 60 cm, a length of 90 cm, and a height of 3 cm. However, the two sides of the container frame had a height of 2.8 cm and were made lower than the other two sides to form the non-contact portion 3. In the container, reinforcing steel mesh was used as an electrode, and industrial felt (two layers with a thickness of 15 mm, suction height = 5 mm) was placed as a holding material. Two sides of the container were adhered to the concrete surface via rubber packing. The container was attached by attaching an anchor to the concrete on the ceiling and fixing the end of the container to the anchor with a bolt. Next, an aqueous sodium carbonate solution was injected as an electrolyte solution at a pressure of 1 kg / cm ² up to a water level 6 of the electrolyte solution. In this state, the power source 8 was connected, and a current of 0.8 A / m ² per concrete surface area was passed for 2 weeks. After the energization for 2 weeks, the neutralization depth of the concrete was measured. As a result, it was confirmed that the neutralization depth became 0 cm, the pH increased throughout the concrete, and the alkalinity of the concrete was improved.
<Materials used>
Reinforcing bar mesh: Felt for welded wire mesh industry in which round bars of φ3 mm are arranged vertically and horizontally at a pitch of 10 cm: Trade name “Needle Felt GT” manufactured by Nihon Felt Kogyo Co., Ltd.
Sodium carbonate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Reagent grade 1
Reference example 3
Using concrete that has been neutralized to 15 mm from the surface of the concrete, a test was conducted to restore neutralization by increasing the pH of the concrete by flowing electricity by the method shown in FIG. The container was a 12 mm thick plywood with a decorative board, and the inside of the container had a width of 60 cm and a length of 90 cm. In this container, a rebar mesh as an electrode and a polyvinyl formal resin porous sponge (average diameter of communicating bubbles = 130 μm, porosity = 90%, thickness 9 mm, sucking height = 15 mm) were placed as an electrode. The container was attached by attaching an anchor to the concrete on the ceiling and fixing the end of the container to the anchor with a bolt. Next, an aqueous sodium carbonate solution was injected as an electrolyte solution at a pressure of 0.5 kg / cm ² and included in the holding material. In this state, the power source 8 was connected, and a current of 1 A / m ² per concrete surface area was passed for one week. When the neutralization depth of the concrete was measured after energization for one week, it was confirmed that the neutralization depth was 0 cm, the pH increased throughout the concrete, and the alkalinity of the concrete was improved. The electrolyte solution was injected once / day.
[0025]
<Materials used>
Reinforcing bar mesh: Welded wire mesh sponge with φ3mm round bars arranged vertically and horizontally at a pitch of 10cm: Brand name "Belle Eater" manufactured by Kanebo Co., Ltd.
Sodium carbonate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Reagent grade 1
Example 2
In order to deal with a large area of concrete, electricity was applied to the concrete by a method as shown in FIG. The container is made of 8 mm thick FRP (polyester resin as a binder and reinforced with glass fiber), and each container has a width of 60 cm, a length of 90 cm, and an end with a height of 3.5 cm. The container which becomes an intermediate part with the container which it has was created. In addition, the connection method of a container was connected with the volt | bolt 9 by using water swelling rubber as a packing. However, the non-contact portion 3 was formed by setting the height of the two sides to 3 cm and lower than the other two sides of the frame corresponding to the end of the whole connected container. In this container, a titanium mesh was placed as an electrode, and an industrial felt (thickness 3.8 cm, suction height = 10 mm) was placed as a holding material. Two sides of the container were adhered to the concrete surface via rubber packing. The container was attached by attaching an anchor to the concrete on the ceiling and fixing the end of the container to the anchor with a bolt. Next, tap water was injected as an electrolyte solution at a pressure of ² kg / cm ² to a water level 6 of the electrolyte solution. In this state, the power source 8 was connected and a current of 1 A / m ² per concrete surface area was passed. As a result, it was confirmed that the current could flow stably at a voltage of about 35V.
[0027]
<Materials used>
Industrial felt: Nippon Felt Kogyo Co., Ltd. Product name “Needle Felt GT” (Material: Polyester) treated with ethanol (2%) to improve hydrophilicity Titanium mesh: Product made by Eltec Asia Service Co., Ltd. Name "Elgard Mesh # 210"
[0028]
Example 3
Using a concrete wall neutralized from the surface of the concrete to 20 mm, a test was conducted to restore neutralization by increasing the pH of the concrete by flowing electricity by the method shown in FIG. . The container was made of FRP having a thickness of 8 mm (polyester resin as a binder and reinforced with glass fiber), and the container was a rectangular box having a width of 60 cm, a length of 90 cm, and a height of 3 cm. However, the non-contact part 3 was formed by omitting one side above the frame of the container. In the container, a rebar mesh was placed as an electrode, and industrial felt (two layers with a thickness of 15 mm, suction height = 10 mm) was placed as a holding material. The three sides of the container were adhered to the concrete surface via rubber packing. The container was attached by attaching an anchor to the concrete on the ceiling and fixing the end of the container to the anchor with a bolt. Next, an aqueous sodium carbonate solution was injected as an electrolyte solution at a pressure of 0.5 kg / cm ² to the water level 6 of the electrolyte solution. In this state, the power source 8 was connected, and a current of 1 A / m ² per concrete surface area was passed for one week. When the neutralization depth of the concrete was measured after energization for one week, it was confirmed that the neutralization depth was 0 cm, the pH increased throughout the concrete, and the alkalinity of the concrete was improved. Furthermore, it was also found that neutralization recovery can be performed above the water level 6 of the electrolyte solution.
[0029]
<Materials used>
Reinforcing bar mesh: Welded wire mesh felt with φ3mm round bars arranged vertically and horizontally at a pitch of 10cm. Highly hydrophilic sodium carbonate: Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Reagent grade 1
Comparative Example 1
Using the lower surface of the ceiling of a reinforced concrete building, the test was performed as shown in FIG.
The container used was a transparent vinyl chloride plate having a thickness of 9 mm, and the inside of the container was a square box having a width of 100 cm, a length of 100 cm, and a height of 4 cm. A titanium mesh was placed as an electrode in the container. The four sides of the container were adhered to the concrete surface via rubber packing. The container was attached by attaching an anchor to the concrete on the ceiling, and fixing the end of the container to the anchor with a bolt.
Next, when tap water was poured into the container as the electrolyte solution at a water pressure of ² kg / cm ² , the end of the container was peeled off from the concrete surface when the electrolyte solution was almost full, and the electrolyte solution leaked out. As a result, using the power source 8 shown in FIG. 6, it was impossible to stably supply electricity to the concrete surface.
[0031]
【The invention's effect】
In the present invention, the contamination of the surrounding environment due to the scattering of the cellulose fiber during the spraying operation is eliminated, and a significant reduction effect of the amount of industrial waste after the treatment can be expected. Furthermore, the processing of the lower surface of the horizontal member to the concrete becomes easy, and the risk of the container peeling off from the concrete surface is greatly reduced. In addition, the container itself can be reduced in weight and simplified, and at the same time, there is an advantage that attachment is simplified.
Further, in the case of the treatment on the vertical surface of the concrete, there is an advantage that the effect of the treatment can be confirmed also in the portion above the water level of the electrolyte solution because the holding material having the sucking performance is contained.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a container used in Reference Example 1 and Example 1. FIG.
2 is a cross-sectional view of a container used in Reference Example 2. FIG.
3 is a cross-sectional view of a container used in Reference Example 3. FIG.
4 is a cross-sectional view of a container used in Example 2. FIG.
5 is a cross-sectional view of a container used in Example 3. FIG.
6 is a cross-sectional view of a container used in Comparative Example 1. FIG.

Claims

When installed the container holding the electrolyte solution on the surface of the concrete, the electrodes of the concrete surface portion disposed within said vessel, applying a current between said electrode and the concrete inside the steel container A concrete characterized in that a non-contact portion with the concrete surface is provided on at least a part of the material, and a hydrophilically treated fiber material is disposed as a holding material having a suction height of 5 mm or more, which sucks up the electrolyte solution in the container. To energize.