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JP2003301533A - 鉄筋コンクリートにおける鉄筋防食構造及び方法 - Google Patents

鉄筋コンクリートにおける鉄筋防食構造及び方法

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Publication number
JP2003301533A
JP2003301533A JP2002110909A JP2002110909A JP2003301533A JP 2003301533 A JP2003301533 A JP 2003301533A JP 2002110909 A JP2002110909 A JP 2002110909A JP 2002110909 A JP2002110909 A JP 2002110909A JP 2003301533 A JP2003301533 A JP 2003301533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reinforcing bar
concrete
corrosion
reinforced concrete
mixed
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.)
Withdrawn
Application number
JP2002110909A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroichi Tanaka
博一 田中
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.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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 Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP2002110909A priority Critical patent/JP2003301533A/ja
Publication of JP2003301533A publication Critical patent/JP2003301533A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート中に塩化物イオンが存在する場
合でも、鉄筋を覆ったりあるいは電流を流す等の面倒な
処理を行うことなく、長期に渡り鉄筋の腐食を抑制す
る。 【解決手段】 コンクリート1中の少なくとも鉄筋2,
3の周囲に導電性繊維を1%以上の混入率で混入し、そ
の領域Zを導電体とすることで、鉄筋中を流れる腐食電
流を低減させ、これにより鉄筋の腐食を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋コンクリート
における鉄筋防食構造及び同鉄筋防食方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】コンクリート中の鉄筋は、強アルカリ環
境下にあるので、その表面に不動態被膜を形成し、非常
に腐食しにくい状態にある。しかし、鉄筋周囲に塩化物
イオンが存在する場合、不動態被膜は破壊され、鉄筋の
腐食が進行することになる。その結果、コンクリートに
ひび割れが発生したり、鉄筋の断面積が小さくなり構造
耐力が低下する問題が発生する。コンクリート中に塩化
イオンが浸入するのは、海岸付近で海水に接したり、飛
来塩分が飛んでくる場合、あるいは山間部の道路で塩化
ナトリウムや塩化カルシウムなどの融雪剤を使用する場
合などがある。
【0003】塩害環境下における鉄筋コンクリート中の
鉄筋腐食を抑制する方法としては、 1)塩化物イオンの浸入を防ぐためにコンクリート表面
を塗膜で覆う方法、 2)塩化物イオンと鉄筋の接触を防ぐために鉄筋表面を
エポキシ樹脂などで覆う方法、 3)コンクリート表面に陽極を設置し、鉄筋を陰極とし
て電流を流すことで電気的に鉄筋腐食を抑制する電気防
食による方法などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した鉄筋防食方法
にはそれぞれ次にような問題点がある。1)の鉄筋防食
方法では、構造物全体を塗膜で完全に覆うことは困難で
あり、表面を覆えない箇所から塩化物が侵入する可能性
がある。また、コンクリート中にあらかじめ塩化物イオ
ンが存在する場合に行っても、効果が得られない。2)
の鉄筋をエポキシ樹脂等で覆う方法では、鉄筋を加工し
たり、現場で鉄筋を組んだりする場合に表面の樹脂がは
がれやすく、また、はがれた場合その箇所において集中
的に腐食が生じる危険性がある。3)の電流を流す方法
では、構造物の供用期間を通じてある一定量の電流を流
す必要があり、そのための電源装置の維持管理に非常に
手間がかかる。
【0005】一方、繊維を混入した鉄筋防食方法として
特開2000-26174に記載されたものが提案されている。こ
の公報に記載されたものは、コンクリート表層に繊維化
された導電材含有モルタルを形成するとともに、その上
に亜鉛もしくは亜鉛合金を容射し、前記繊維と亜鉛等の
ガルバニック対を形成し、溶存酸素の還元反応によっ
て、コンクリート内部に拡散する酸素量を減少させて鉄
筋を腐食から防ごうとするものである。
【0006】しかしながら、この方法には、基本的に前
記3)で説明した流電陽極方式の電気防食と同じ原理を
採用しているため、長期的に安定した効果を得るために
は定期的なモニタリングが必要である、流電陽極である
ガルバニック層に長期に渡る耐久性が要求される、ま
た、年数が経過するとガルバニック層が表面からはがれ
やすくなるなどの問題点がある。
【0007】上記事情に鑑みて、本発明においては、コ
ンクリート中に塩化物イオンが存在する場合でも、鉄筋
を覆ったりあるいは電流を流す等の面倒な処理を行うこ
となく、長期に渡り鉄筋の腐食を抑制することを課題と
している。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、以下の手段を採用した。すなわ
ち、請求項1記載の鉄筋コンクリートにおける鉄筋防食
構造は、コンクリート中の少なくとも鉄筋周囲に導電性
繊維を混入したことを特徴としている。
【0009】鉄筋鉄筋腐食は、部分的に不動態被膜が破
壊されることにより、鉄筋に電位差が生じて腐食電流が
流れることにより生じる。通常、コンクリートは鉄筋と
比較し電流を通しにくいので腐食電流は鉄筋自身を通る
ことになる。一方、上述したようにコンクリート中に導
電性繊維を混入しておくと、この導電性繊維混入部分の
コンクリートは導電体となり、しかもその断面積は鉄筋
に比べてはるかに大きくなるので、腐食電流の大部分は
導電体となったコンクリート中を流れる。この結果、鉄
筋自身を流れる腐食電流が減少し、鉄筋の腐食が抑制さ
れる。
【0010】請求項2記載の鉄筋コンクリートにおける
鉄筋防食構造は、請求項1記載のものにおいて、前記導
電性繊維が、鋼繊維またはステンレス鋼繊維から成るこ
とを特徴としている。このような構成では、鋼繊維やス
テンレス鋼繊維が安価でかつ入手し易いことから、低コ
ストでかつ容易に鉄筋防止構造とすることができる。
【0011】請求項3記載の鉄筋コンクリートにおける
鉄筋防食構造は、請求項2記載のものにおいて、前記導
電性繊維を1%以上の混入率でコンクリート中に混入し
たことを特徴としている。このように、鋼繊維あるいは
ステンレス鋼繊維を、1%以上の混合比でコンクリート
中に混入させることで、顕著な鉄筋防食効果が得られ
る。
【0012】請求項4記載の鉄筋コンクリートにおける
鉄筋防食方法は、コンクリート中の少なくとも鉄筋周囲
に導電性繊維を混入し、鉄筋中を流れる腐食電流を低減
することにより鉄筋の腐食を抑制することを特徴として
いる。このような構成では、コンクリート中に導電性繊
維を混入させるという極めて簡単な作業によって鉄筋の
腐食を抑制できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態を
示す鉄筋コンクリート製柱の斜視図である。図において
符号1はコンクリート、2は主筋(鉄筋)、3はフープ
筋(鉄筋)をそれぞれ示す。前記コンクリート1中の少
なくとも主筋2及びフープ筋3の周囲一定領域Zには、
導電性繊維が混入されている。
【0014】前記導電性繊維が混入される一定領域Zと
しては、主筋2あるいはフープ筋3を構成する鉄筋の直
径をAとすると、それら主筋2等を中心として5A程度
の範囲とする。導電性繊維の混入する一定領域Zがそれ
に満たない場合には、コンクリートの導電体となる部分
が主筋2を構成する鉄筋の断面積に比べて小さく、折角
鉄筋近傍に導電体部分を形成したにもかかわらず、腐食
電流の大部分が鉄筋中を流れてしまうおそれが生じ、コ
ンクリート1中に導電性繊維を混入させたことによる鉄
筋防食効果が得られなくなるからである。
【0015】また、導電性繊維は、コスト並びに入手の
容易性から、鋼繊維あるいはステンレス鋼繊維を用いる
のが好ましいが、勿論、これらに限られることなく、銅
合金繊維あるいはチタンや炭素材料からなる繊維を用い
ても良い。また、導電性繊維の断面形状は特に限定され
ず、円形、3角形、四角形等いずれであってもよい。ま
た、導電性繊維は単繊維であっても縒繊維であってもよ
く、径も特定のものになんら限定されるものではない。
【0016】また、導電性繊維は、1%以上の混入率で
コンクリート中に混入するのが好ましい。その理由は、
後述する実験例で明らかにするが、要は、上述の混合率
にすることによって顕著な鉄筋防食効果を得るためであ
る。
【0017】しかして、上記構成の鉄筋コンクリートの
鉄筋防食構造によれば、少なくとも主筋2及びフープ筋
3の周囲一定領域Zのコンクリート1中に導電性繊維を
混入しているから、それら主筋2及びフープ筋3を構成
する鉄筋の腐食を抑制できる。
【0018】すなわち、主筋2等の鉄筋周囲になんらか
の理由により塩化物イオンが浸入して、部分的に不動態
被膜が破壊され、主筋2等の鉄筋に電位差が生じる場合
であっても、鉄筋の周囲一定領域Zのコンクリート1が
導電性繊維を混入されて導電体になっており、しかもそ
の導電体となった部分の断面積は鉄筋に比べてはるかに
大きいので、前記電位差が生じた鉄筋での腐食電流は鉄
筋自身を流れることなく、大部分がその周囲のコンクリ
ート1の導電体となった部分を流れる。この結果、鉄筋
自身を流れる腐食電流が減少し、鉄筋の腐食を抑制でき
るのである。
【0019】以上において本発明の一実施の形態を説明
したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでな
く、その趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用でき
る。例えば、上記実施の形態において、コンクリート1
中の主筋2及びフープ筋3の周囲一定領域Zに導電性繊
維を混入させたが、これに限られることなく、コンクリ
ート1中全てに導電性繊維を一様に混入させても良く、
また、特に、主筋2及びフープ筋3の周囲一定領域Zに
高くなるように、導電性繊維を密度を変えて混入させて
も良い。
【0020】
【実験例】以下に、本発明の実験例を示す。図2に示す
ように、φ13mmのみがき丸鋼10を埋設した100
×150×200mmの試験体11を製作した。塩害を
うけることを想定してコンクリート1中には、あらかじ
め塩化物イオン量として5.0kg/m3の塩化ナトリ
ウムを混入させた。暴露面を100×200mmの2側
面とするため、暴露面以外の表面はエポキシ樹脂12で
シールした。試験体11の暴露条件は、乾燥環境(20
℃、RH60%)と湿潤環境(20℃、湿布養生)を1
週ごとに繰り返す腐食促進環境とした。また、みがき丸
鋼10のかぶり厚を30mmとした。
【表1】
【0021】上記表に示すように、繊維の種類を鋼繊維
とステンレス鋼繊維の2種類、繊維混入率を体積比で1
%、2%、3%の3種類の6種類の試験体を作成した。
また比較用として繊維を混入しない試験体も作成した。
【0022】乾湿繰返しを14週間行った試験結果を図
3に示す。この図において、縦軸には鉄筋の腐食面積を
鉄筋の全表面積で割った腐食面積率を、また横軸には繊
維混入率をそれぞれとっている。この図から明らかなよ
うに、混入しない場合と比較して、繊維混入率が大きく
なると、鉄筋表面の腐食面積率が低減する効果が認めら
れた。鋼繊維の場合、繊維混入率2%以上で、ステンレ
ス鋼繊維の場合、繊維混入率1%以上で鉄筋腐食抑制効
果が認められた。また、繊維の種類を比較すると、鋼繊
維よりもステンレス鋼繊維の方がより大きな腐食抑制効
果が認められた。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、以下の優れた効果を奏
する。コンクリート中に塩化物イオンが存在する場合で
も、長期に渡り鉄筋の腐食を抑制することができる。ま
た、電気防食のように電源装置、配線などの設備あるい
はガルバニック層を設ける必要がないので、維持管理が
容易である。また、コンクリート中に混入する導電性繊
維の効果により、鉄筋腐食を抑制するだけでなく、かぶ
りコンクリートのひび割れ発生の抑制や、はく落防止の
効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を示す鉄筋コンクリー
ト製柱の斜視図である。
【図2】 本発明の実験例を説明する試験体の斜視図で
ある。
【図3】 本発明の実験例の結果である、繊維混入率と
鉄筋の腐食面積率との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 コンクリート 2 主筋(鉄筋) 3 フープ筋(鉄筋) Z 一定領域 10 みがき丸鋼 11 試験体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート中の少なくとも鉄筋周囲に
    導電性繊維を混入したことを特徴とする鉄筋コンクリー
    トにおける鉄筋防食構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の鉄筋コンクリートにおけ
    る鉄筋防食構造において、前記導電性繊維は、鋼繊維ま
    たはステンレス鋼繊維から成ることを特徴とする鉄筋コ
    ンクリートにおける鉄筋防食構造。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の鉄筋コンクリートにおけ
    る鉄筋防食構造において、前記導電性繊維を1%以上の
    混入率でコンクリート中に混入したことを特徴とする鉄
    筋コンクリートにおける鉄筋防食構造。
  4. 【請求項4】 コンクリート中の少なくとも鉄筋周囲に
    導電性繊維を混入し、鉄筋中を流れる腐食電流を低減す
    ることにより鉄筋の腐食を抑制することを特徴とする鉄
    筋コンクリートにおける鉄筋防食方法。
JP2002110909A 2002-04-12 2002-04-12 鉄筋コンクリートにおける鉄筋防食構造及び方法 Withdrawn JP2003301533A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006070601A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Taiheiyo Cement Corp 鉄筋コンクリート構造物の防食工法、補修工法及び防食塗料

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JP2006070601A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Taiheiyo Cement Corp 鉄筋コンクリート構造物の防食工法、補修工法及び防食塗料
JP4602719B2 (ja) * 2004-09-03 2010-12-22 太平洋セメント株式会社 鉄筋コンクリート構造物の防食工法及び補修工法

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