JP4034633B2

JP4034633B2 - Method for electrochemical treatment of concrete

Info

Publication number: JP4034633B2
Application number: JP2002291060A
Authority: JP
Inventors: 章七沢; 隆行樋口; 実盛岡; 公伸芦田; 克巳柳田; 良一神本; 絵里子涌井; 瑞恵澤田
Original assignee: Kajima Corp; Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Kajima Corp; Denka Co Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP2004124185A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンクリートの電気化学的な処理方法、特にコンクリート中のアンモニウムイオンを除去し、コンクリート構造物からのアンモニアの発生を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
美術館や博物館などでは新設のコンクリート構造物に収納された油絵、染色品、絹類などの文化財の変色が問題となっている。この原因としてコンクリートから発生するアンモニアガスが指摘され、コンクリートの原料であるセメント、骨材、水などに含まれる窒素化合物が関連していることが確認されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
アンモニアはコンクリート構造物完成初期に発生するため、建物の竣工後６ケ月から１年間にわたり放置する、いわゆる「木枯らし期間」を設け、アンモニアの発散が収まるのを待ってから文化財を収納する措置が取られている。しかしながら、この「木枯らし期間」中の時間的損失が大きいことからアンモニアガスの発生を抑制する方法が種々検討されている。
【０００４】
最も一般的な方法として、早強セメント、及び加熱処理した骨材及び水を使用したコンクリートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。普通セメントには重量の５％以下の範囲内で、窒素分を含んだ高炉水砕スラグや石灰石微粉末等の混合材が認められているが、早強セメントには混合材が使用されていない。また、骨材や水も加熱処理により窒素分が除去されるため、アンモニアガス発生量の少ないコンクリートを調製することが可能になる。しかしながら、骨材や水の加熱には多大な労力とコストがかかるため経済的でない。しかも完全にアンモニアガスの発生を抑制するのは難しいという課題があった。
【０００５】
また、コンクリートの表面にアンモニアを吸収する特殊シートを貼り付ける工法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。しかしながら、この方法は積極的にアンモニアガスの発生を促していないため、ガスの吸収に時間がかかり、更に完全に除去できないという課題がある。
【０００６】
更に、空調機にアンモニア吸着材を取り付ける方法も検討されている（例えば、非特許文献３参照）。しかしながら、この方法も、シートによる方法同様、アンモニアガスの吸収に時間がかかり、また完全に除去できないという課題を有している。
そこで、本発明者らは前記課題に対し種々検討を重ねた結果、既設のコンクリートからアンモニウムイオン、ナトリウムイオン等を除去し、短期間でアンモニアフリー、アルカリフリーのコンクリートが調製可能であることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２８７４６２号公報
【非特許文献１】
岸谷孝一、黒坂五馬著、「コンクリートから出る空中遊離物質が他の物質に及ぼす影響」日本建築学会関東支部研究報告集、１９７６年、ｐ．３５７−３６０
【非特許文献２】
三谷一房、岩波洋ほか著、「美術館、博物館におけるアンモニア抑制工法の開発」大林組技術研究所報Ｎｏ．５３、１９９６年、ｐ．９９−１０４
【非特許文献３】
小塩良次、松田弘一ほか著、「美術空調設備、第９回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会」、平成２年５月、ｐ．１１７−１２０
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決することを目的とし、その構成は、コンクリートの表面に設置した電極を外部電極とし、コンクリートの内部の鋼材を内部電極とし、外部電極と内部電極間に電流を流す方法において、内部電極を陽極、外部電極を陰極として用い、鋼材に複数の犠牲陽極を予め取り付けてコンクリートを打設し、硬化した後、コンクリート表面と外部電極の間に電解質溶液を充分に保持した保持材を配置して一定期間通電し、コンクリート構造物からアルカリ物質、特にアンモニウムイオンを除去することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明は打設されたコンクリートの鋼材を陽極とし、コンクリートの表面に外部電極を好ましくは網状に設けて陰極とし、内部電極と外部電極の間に電流を流すものである。陽極、すなわち鋼材に電食が生じるおそれがあるため、打設に際し、鋼材に鉄よりもイオン化傾向の大きい金属からなる犠牲電極を前もって取り付け、鋼材を保護しながらコンクリートの表面にアルカリイオンを移動させるものである。特に、アンモニウムイオンはアンモニアガスとして空中に揮散させることができる。好ましくは電解質溶液を保持することができる保持材に電解質溶液を含浸させ、コンクリート表面の外部電極との間に配置することにより、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を保持材中に吸収させる。処理終了後、保持材を取り外すことによりアルカリ金属イオン類も減少し、コンクリートの耐久性も得られ一層の効果を期待することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
内部電極としてはコンクリート内部の鋼材、例えば鉄筋等が使用されている。本発明では、内部電極を電食から保護するために犠牲電極を使用する。打設に際し鋼材１ｍ²あたり２個〜６個の犠牲電極を取り付ける。犠牲電極は鉄よりもイオン化傾向の大きい金属であり、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及びこれらの合金等が挙げられるが、亜鉛及び亜鉛合金が好ましく使用される。
犠牲電極は亜鉛とワイヤーとモルタルで構成されているカプセル状であり、鋼材に取り付けることで鋼材、例えば、鉄筋等の腐食を防止する。例えば「デンカガルバシールドＸＰ」（商品名、電気化学工業社製）等がある。
この犠牲電極を鋼材に付着させ亜鉛とワイヤーを各々鋼材の異なった部位に接触させるものである。このように鋼材に犠牲電極を取り付けた上でコンクリートを打設する。
【００１１】
外部電極とは、コンクリートの表面に設置する電極であり、材質としては導電性を示すものであれば特に限定しない。電気的腐食に対する抵抗性が高いものが好ましく、具体的にはチタン、チタン合金、白金及び金、またはこれらでメッキされた金属、炭素繊維、炭素棒等の炭素、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、炭素や導電性を有する有機高分子は電気的な腐食に対して安定であるので好ましく、チタンや白金は更に安定性が高いのでより好ましい。
【００１２】
外部電極はコンクリート表面全体に均等に配置されることが好ましく、網状にして構造体を覆う。
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材料としてはその値以下、すなわち１０³Ω・ｃｍ以下であり、１０²Ω・ｃｍ以下が好ましく、１０Ω・ｃｍ以下がより好ましい。
【００１３】
本発明では、外部電極とコンクリート表面との間に後述する電解質溶液を保持できる柔軟な保持材を接着、粘着、溶着、押圧等の方法により貼りつけて固定し、コンクリート表面と保持材と外部電極を密着させる。電解質溶液を吸収した保持材をコンクリート表面と外部電極の間に固定又は配置することにより、電気化学的手法によってコンクリート表面に取り出したカチオンを吸収させる。通電終了後取り外すことによって、再びコンクリート内へ浸透するのを防止することができる。
【００１４】
本発明で外部電極と内部電極の間に流す電流は、コンクリートの表面積あたり０．１〜２０Ａ／ｍ²、好ましくは１〜１５Ａ／ｍ²である。０．１Ａ／ｍ²未満では電気化学的処理効果がほとんどなく、２０Ａ／ｍ²を超えると水素が放出してコンクリートの破壊につながるおそれがある。
【００１５】
本発明においては、アンモニウムイオンはアンモニアガスとして直接揮散するので理論上、保持材を必要としない。しかしながら、コンクリート表面と外部電極とを間隙を残さずに導電性物質を介して密着させるためには、何らかの導電性クッション材を介して密着させることが好ましい。更に保持材を用いることによりコンクリート表面に移動した有害なナトリウム等のカチオンが保持材中に吸収され、除去される効果を有する。
【００１６】
本発明で使用する保持材とは、外部電極とコンクリート表面との間に挟まれ、かつ、圧縮又は加熱されることにより変形し、外部電極やコンクリート表面と密着し、外部電極とコンクリート表面の間に電解質溶液を保持できれば特に限定しない。具体的には、ウレタンゴム、シリコンゴム、水膨潤性ゴム、自己融着性ゴム等のゴム質材料、及び発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン等の高分子発泡材料が挙げられる。
【００１７】
コンクリートの電気化学的処理の目標が達成された段階で、コンクリート表面から外部電極や保持材等を取り外して、コンクリート表面の仕上げをする。
保持材や外部電極の外側に板を設置し、補強材を用いてコンクリート表面に押しつけてボルトやアンカー等で固定すると、保持材及び外部電極をコンクリート表面に確実に密着させることができる。
【００１８】
使用する板は特に限定はないが、作業性や曲げ強さの面から、軽量で強度のある材質が好ましい。具体的には、チタン、チタン合金、白金、又はこれらでメッキされた金属材料；塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ベークライト、ＦＲＰ、及び各種ゴム等の有機材料；セラミックス、レンガ、タイル及びガラス等の窯業材料：合成木板、合板紙等の木質系材料等が挙げられる。また、これらに耐腐食処理を施したものも使用できる。そして、これらに導電性を有する有機高分子材料を塗布したものも使用できる。また、チタン、チタン合金及び白金等又はこれらでメッキされた金属の使用は、板と外部電極を共用できるものであれば更に好ましい。板は曲面でもよいが、平面が作業性の面で優れる。
非金属製の平板の例として塩化ビニル板、アクリル板、セメント板、合板等が挙げられる。板の厚さは１〜２０ｍｍが好ましい。１ｍｍ未満では強度的に弱く割れ易くなる傾向があり、２０ｍｍを超えると板自体の重量が大きくなり取付け作業が困難になる。
【００１９】
保持材には電解質溶液を供給する。電解質溶液とはコンクリート中に浸透させることにより、コンクリートの電気抵抗を下げて電気を流れ易くするために用いる溶液であり、溶液中に多くのカチオンやアニオンが存在している溶液である。電解質溶液はアルカリ性又は中性が好ましいが、ｐＨ５以上の弱酸性でも使用可能である。具体的には井戸水、水道水、海水等も使用できるが、各種のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、水酸化カルシウム、水酸化リチウム等の塩基等の水溶液を用いる。中でも飽和水酸化カルシウム、水酸化リチウム、リチウム塩が好ましい。また、亜硝酸塩を用いると、塩害等によるコンクリート中の鉄筋腐食を防止する観点から好ましい。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例１
セメント３３０ｋｇ／ｍ³
単位水量１８０ｋｇ／ｍ³
細骨材７５６ｋｇ／ｍ³
粗骨材９８９ｋｇ／ｍ³
減水剤１．１ｋｇ／ｍ³
高さ２ｍ×横４ｍ×厚み０．６ｍで、内部鉄筋から表面までの厚み（かぶり厚み）が２０ｃｍ以上となるような鉄筋コンクリート壁を打設するための型枠、及び鉄筋を組立てた。この鉄筋に電食を防止する材料として上記デンカガルバシールドＸＰを１ｍ²あたり４個取り付けた後、上記配合のコンクリートを打設した。このコンクリートを７日間養生した後、保持材として発泡ポリエチレンを、外部電極としてチタンメッシュをコンクリート表面にボルトで固定し、更に、電解質溶液として飽和水酸化カルシウム水溶液を使用した。
【００２１】
このコンクリート内部の鉄筋を内部電極（陽極）として電源に接続し、コンクリート表面積あたり１０Ａ／ｍ²の電流を出力電圧３０Ｖにて通電した。なお、電解質溶液は２回／週の割合で補充した。
通電時間が５日、１０日、１５日の時点で１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの各コンクリートブロックを鉄筋コンクリート壁から採取して供試体とし、コンクリートブロックから発生するアンモニアガスの測定を行い、同時に鉄筋の腐食状況を調査して表１に示した。また、比較のため実験Ｎｏ．１−４として犠牲電極を取り付けなかった場合、実験Ｎｏ．１−５として通電を実施しない場合についても実施例１と同様に試験を行い、表１に併記した。表１より明らかな通り、犠牲電極を取り付け、通電を実施した本発明のコンクリートはアンモニアの発生速度が極端に減少し、鉄筋の腐食も生じていないことが理解される。
【００２２】
コンクリートブロックから採取した供試体から発生するアンモニアガスの発生速度の測定は、下記の方法で行った。
すなわち、ブロックを入れたデシケータ内に一端から清浄化されたアンモニアを含有しない空気を連続的に流入させ、同時に他端からデシケータ中の空気を連続的に排出させ、その排出空気をアンモニア捕集用インピジャー中の純水に導入させ、純水中のアンモニウムイオン量をイオンクロマトグラフィーによって経時的に測定した。
【００２３】
＜使用材料＞
セメント：市販普通ポルトランドセメント
細骨材：新潟県姫川産川砂比重２．６２
粗骨材：新潟県姫川産砂利比重２．６４
減水剤：市販ＡＥ減水剤
電解質材料：水酸化カルシウム、市販品試薬１級
水：水道水
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例２
コンクリート表面積あたりに通電する電流を表２に示すように変化させた以外は実施例１と同様の試験を行った。
なお、アンモニア発生速度の測定は通電期間１０日で実施した。その結果を表２に示す。通電する電流は１０Ａ前後が効率よくアンモニアを除去し、５から１５Ａの範囲が好ましくアンモニアの発生を抑制することが可能である。
【００２６】
【表２】

【００２７】
実施例３
セメント砂比が１／２、水セメント比が０．６で、セメントに対して２％の塩化ナトリウムを配合したモルタルを調製した。このモルタルを４０×４０×１６０ｍｍに成形し、その中央部にφ２ｍｍの鉄筋を配置し、更にその鉄筋にガルバシールドを取り付けた。材齢１日で脱型後、このモルタルにアルミシールを貼り２０℃、６０％ＲＨの室内で２８日間養生し供試体とした。その後、アルミシールを剥がし、供試体のある１面に、保持材として発泡ポリエチレンを、外部電極としてチタンメッシュを固定し、電解質溶液として水酸化カルシウムを使用した。このモルタル内部の鉄筋を内部電極（陽極）として電源に接続し、モルタル断面積あたり１０Ａ／ｍ²の電流を出力電圧３０Ｖにて通電した。
なお、電解質溶液は２回／週の割合で補充した。通電期間が５、１０、１５日の時点で通電をやめ、搾り出し器を用いて硬化体の細孔溶液を取り出し、ＩＣＰ発光分析法によりナトリウムイオン濃度を測定した。結果を表３に示す。なお、比較例として、通電を実施しない場合以外は実施例３と同様に行った同一材齢のモルタルも同様に分析し、結果を表３に併記した。
【００２８】
【表３】

【００２９】
本実施例より、本発明はアンモニウムイオンを除去するばかりでなく、有害なナトリウムイオンも同時に除去できることが理解される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により、コンクリート構造物から鉄筋の腐食を防止しながらアルカリイオンを短期間に除去し、アンモニアガスの発生しない、且つナトリウムやカリウムイオンの少ない新設のコンクリート構造物を提供することができる。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an electrochemical treatment method for concrete, and more particularly, to a method for removing ammonium ions in concrete and suppressing generation of ammonia from the concrete structure.
[0002]
[Prior art and issues]
In art museums and museums, discoloration of cultural properties such as oil paintings, dyed goods and silk housed in new concrete structures is a problem. As a cause of this, ammonia gas generated from concrete is pointed out, and it has been confirmed that nitrogen compounds contained in cement, aggregate, water, etc., which are raw materials of concrete, are related (for example, see Non-Patent Document 1). .
[0003]
Since ammonia is generated in the early stage of concrete construction, there is a so-called “tree withering period” that is left for 6 months after the completion of the building, and there is a measure to store cultural assets after waiting for the release of ammonia to settle. Has been taken. However, various methods for suppressing the generation of ammonia gas have been studied because of the large time loss during this “tree withering period”.
[0004]
As the most general method, early-strength cement, and concrete using heat-treated aggregate and water have been proposed (see, for example, Patent Document 1). Ordinary cement contains a mixture of nitrogen-containing blast furnace granulated slag and fine limestone powder within 5% or less of the weight, but early-strength cement does not use any mixture. . In addition, since the nitrogen content of aggregate and water is also removed by heat treatment, it is possible to prepare concrete with a small amount of ammonia gas generation. However, heating of aggregate and water is not economical because it takes a lot of labor and cost. Moreover, there is a problem that it is difficult to completely suppress the generation of ammonia gas.
[0005]
Moreover, the construction method which affixes the special sheet | seat which absorbs ammonia on the surface of concrete is proposed (for example, refer nonpatent literature 2). However, since this method does not actively promote the generation of ammonia gas, there is a problem that it takes time to absorb the gas and it cannot be completely removed.
[0006]
Furthermore, a method of attaching an ammonia adsorbent to an air conditioner has been studied (for example, see Non-Patent Document 3). However, this method also has the problem that it takes time to absorb ammonia gas and cannot be completely removed, like the sheet method.
Therefore, as a result of repeated studies on the above problems, the present inventors have found that ammonium ions, sodium ions and the like can be removed from existing concrete, and ammonia-free and alkali-free concrete can be prepared in a short period of time. The present invention has been completed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-10-287462 [Non-patent Document 1]
Kishiya Koichi, Kurosaka Goma, "Effects of airborne free materials from concrete on other materials" Kanto Branch, Architectural Institute of Japan, 1976, p. 357-360
[Non-Patent Document 2]
Mitani Kazufumi, Iwanami Hiroshi et al., “Development of ammonia suppression method in art museums, museums” 53, 1996, p. 99-104
[Non-Patent Document 3]
Ryoji Oshio, Koichi Matsuda et al., “Art Air Conditioning Equipment, 9th Air Cleaning and Contamination Control Research Conference”, May 1990, p. 117-120
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the configuration thereof is a method in which an electrode installed on a concrete surface is an external electrode, a steel material inside the concrete is an internal electrode, and a current flows between the external electrode and the internal electrode. In this example, the internal electrode is used as an anode and the external electrode is used as a cathode, and a plurality of sacrificial anodes are attached in advance to a steel material, and after concrete is placed and cured, the electrolyte solution is sufficiently held between the concrete surface and the external electrode. The material is arranged and energized for a certain period of time to remove alkali substances, particularly ammonium ions, from the concrete structure.
[0009]
That is, according to the present invention, a cast concrete steel material is used as an anode, and an external electrode is provided on the concrete surface, preferably in a net shape, as a cathode, and a current is passed between the internal electrode and the external electrode. Since there is a risk of electrolytic corrosion on the anode, that is, the steel material, when placing, a sacrificial electrode made of a metal that has a higher ionization tendency than iron is attached in advance to move alkali ions to the concrete surface while protecting the steel material. Is. In particular, ammonium ions can be volatilized in the air as ammonia gas. Preferably, a holding material capable of holding the electrolyte solution is impregnated with the electrolyte solution, and placed between the external electrode on the concrete surface to absorb alkali metals such as sodium and potassium in the holding material. After completion of the treatment, the alkali metal ions are reduced by removing the holding material, and the durability of the concrete can be obtained, and further effects can be expected.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As the internal electrode, a steel material inside concrete, such as a reinforcing bar, is used. In the present invention, a sacrificial electrode is used to protect the internal electrode from electric corrosion. At the time of casting, 2 to 6 sacrificial electrodes are attached per 1 m ^{2 of the} steel material. The sacrificial electrode is a metal having a higher ionization tendency than iron, and examples thereof include zinc, aluminum, magnesium, and alloys thereof. Zinc and zinc alloys are preferably used.
The sacrificial electrode has a capsule shape made of zinc, wire, and mortar, and is attached to a steel material to prevent corrosion of the steel material, for example, a reinforcing bar. For example, there is “Denka Galva Shield XP” (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.).
This sacrificial electrode is attached to the steel material, and zinc and wire are brought into contact with different parts of the steel material. In this way, the concrete is placed after the sacrificial electrode is attached to the steel material.
[0011]
The external electrode is an electrode installed on the surface of concrete, and the material is not particularly limited as long as it shows conductivity. Those having high resistance to electrical corrosion are preferable. Specifically, titanium, titanium alloy, platinum and gold, or metal plated with these metals, carbon fiber, carbon such as carbon rod, and volume electrical resistivity is 10 ^3. Organic polymers having conductivity of Ω · cm or less. Of these, carbon and conductive organic polymers are preferable because they are stable against electrical corrosion, and titanium and platinum are more preferable because they are more stable.
[0012]
The external electrodes are preferably arranged evenly over the entire concrete surface, and are netted to cover the structure.
Since usually the volume electrical resistivity of concrete is 10 ³ ~10 ⁴ Ω · cm or so, the value or less as the organic polymer material having conductivity, i.e. less 10 ³ Ω · cm, 10 ² Ω · cm or less is preferable, and 10 Ω · cm or less is more preferable.
[0013]
In the present invention, a flexible holding material capable of holding an electrolyte solution, which will be described later, is bonded and fixed between the external electrode and the concrete surface by a method such as adhesion, adhesion, welding, or pressing, and the concrete surface, the holding material, and the external electrode are fixed. Adhere. By fixing or arranging the holding material that has absorbed the electrolyte solution between the concrete surface and the external electrode, the cations extracted on the concrete surface by an electrochemical method are absorbed. By removing after energization, it can be prevented from penetrating into the concrete again.
[0014]
In the present invention, the current flowing between the external electrode and the internal electrode is 0.1 to 20 A / m ² , preferably 1 to 15 A / m ² per surface area of the concrete. If it is less than 0.1 A / m ² , there is almost no electrochemical treatment effect, and if it exceeds 20 A / m ² , hydrogen may be released and the concrete may be destroyed.
[0015]
In the present invention, ammonium ions are volatilized directly as ammonia gas, so no holding material is theoretically required. However, in order to bring the concrete surface and the external electrode into close contact via a conductive substance without leaving a gap, it is preferable that the concrete surface and the external electrode be in close contact via some conductive cushion material. Furthermore, by using the holding material, there is an effect that harmful cations such as sodium moved to the concrete surface are absorbed into the holding material and removed.
[0016]
The holding material used in the present invention is sandwiched between the external electrode and the concrete surface, and is deformed by being compressed or heated, is in close contact with the external electrode or the concrete surface, and between the external electrode and the concrete surface. There is no particular limitation as long as the electrolyte solution can be retained. Specific examples include rubber materials such as urethane rubber, silicon rubber, water-swellable rubber, and self-bonding rubber, and polymer foam materials such as urethane foam, polyethylene foam, and polystyrene foam.
[0017]
When the goal of electrochemical treatment of concrete is achieved, external electrodes and holding materials are removed from the concrete surface to finish the concrete surface.
If a plate is installed outside the holding material or the external electrode, pressed against the concrete surface using a reinforcing material, and fixed with bolts, anchors, or the like, the holding material and the external electrode can be securely adhered to the concrete surface.
[0018]
The plate to be used is not particularly limited, but a lightweight and strong material is preferable in terms of workability and bending strength. Specifically, titanium, titanium alloy, platinum, or a metal material plated with these; organic materials such as vinyl chloride resin, polyethylene, acrylic resin, polycarbonate, bakelite, FRP, and various rubbers; ceramics, bricks, tiles, and the like Ceramic materials such as glass: Wood-based materials such as synthetic wood board and plywood are listed. Also, those obtained by subjecting them to corrosion resistance treatment can be used. And what apply | coated the organic polymer material which has electroconductivity to these can also be used. The use of titanium, titanium alloy, platinum or the like or a metal plated with these is more preferable as long as the plate and the external electrode can be shared. The plate may be a curved surface, but a flat surface is excellent in terms of workability.
Examples of non-metallic flat plates include vinyl chloride plates, acrylic plates, cement plates, and plywood. The thickness of the plate is preferably 1 to 20 mm. If it is less than 1 mm, it tends to be weak and easily cracked, and if it exceeds 20 mm, the weight of the plate itself becomes large and the mounting operation becomes difficult.
[0019]
An electrolyte solution is supplied to the holding material. The electrolyte solution is a solution used to lower the electrical resistance of the concrete by allowing it to penetrate into the concrete so that electricity flows easily, and is a solution in which many cations and anions are present in the solution. The electrolyte solution is preferably alkaline or neutral, but can be used even with weak acidity of pH 5 or higher. Specifically, well water, tap water, seawater, and the like can be used, but various alkali metal salts, alkaline earth metal salts, aqueous solutions of bases such as calcium hydroxide and lithium hydroxide are used. Of these, saturated calcium hydroxide, lithium hydroxide, and lithium salt are preferable. Moreover, when nitrite is used, it is preferable from the viewpoint of preventing reinforcement corrosion in concrete due to salt damage or the like.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
Example 1
Cement 330 kg / m ³
Unit water volume 180 kg / m ³
Fine aggregate 756 kg / m ³
Coarse aggregate 989 kg / m ³
Water reducing agent 1.1kg / m ³
A formwork for placing a reinforced concrete wall having a height of 2 m, a width of 4 m, and a thickness of 0.6 m and a thickness from the internal rebar to the surface (cover thickness) of 20 cm or more, and a rebar were assembled. After attaching four Denka Galva shield XP per 1 m ² as a material for preventing electrolytic corrosion on the reinforcing bars, concrete having the above composition was placed. After curing the concrete for 7 days, foamed polyethylene was fixed as a holding material, a titanium mesh was fixed to the concrete surface with a bolt as an external electrode, and a saturated calcium hydroxide aqueous solution was used as an electrolyte solution.
[0021]
The rebar inside the concrete was connected to a power source as an internal electrode (anode), and a current of 10 A / m ² per concrete surface area was applied at an output voltage of 30V. The electrolyte solution was replenished at a rate of 2 times / week.
When the energization time is 5th, 10th, and 15th, each concrete block of 10cm x 10cm x 10cm is sampled from the reinforced concrete wall, and the ammonia gas generated from the concrete block is measured. The situation was investigated and shown in Table 1. For comparison, Experiment No. When the sacrificial electrode was not attached as 1-4, Experiment No. Also in the case where no energization was carried out as 1-5, the test was conducted in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1. As is clear from Table 1, it is understood that the concrete of the present invention to which the sacrificial electrode was attached and energized significantly reduced the generation rate of ammonia and did not cause corrosion of the reinforcing bars.
[0022]
Measurement of the generation rate of ammonia gas generated from the specimen collected from the concrete block was performed by the following method.
In other words, the air containing no ammonia that has been cleaned from one end is continuously flowed into the desiccator containing the block, and at the same time, the air in the desiccator is continuously discharged from the other end, and the discharged air is used for ammonia collection. It was introduced into pure water in the impinger, and the amount of ammonium ions in the pure water was measured over time by ion chromatography.
[0023]
<Materials used>
Cement: Commercial ordinary Portland cement fine aggregate: River sand from Himekawa, Niigata Prefecture Specific gravity 2.62
Coarse aggregate: Gravel from Himekawa, Niigata Prefecture 2.64 specific gravity
Water reducing agent: Commercial AE water reducing agent Electrolyte material: Calcium hydroxide, commercially available reagent First grade water: Tap water [0024]
[Table 1]

[0025]
Example 2
The same test as in Example 1 was performed except that the current applied per concrete surface area was changed as shown in Table 2.
The measurement of the ammonia generation rate was carried out with an energization period of 10 days. The results are shown in Table 2. The current to be energized is about 10A, and ammonia is efficiently removed, and the range of 5 to 15A is preferable and the generation of ammonia can be suppressed.
[0026]
[Table 2]

[0027]
Example 3
A mortar having a cement sand ratio of 1/2 and a water cement ratio of 0.6 and 2% sodium chloride in the cement was prepared. This mortar was formed into 40 × 40 × 160 mm, a rebar with a diameter of 2 mm was arranged at the center, and a galva shield was attached to the rebar. After demolding at a material age of 1 day, an aluminum seal was attached to this mortar, and the specimen was cured in a room at 20 ° C. and 60% RH for 28 days. Thereafter, the aluminum seal was peeled off, and foamed polyethylene as a holding material, titanium mesh as an external electrode were fixed on one surface of the specimen, and calcium hydroxide was used as an electrolyte solution. The rebar inside the mortar was connected to a power source as an internal electrode (anode), and a current of 10 A / m ² per mortar cross-sectional area was applied at an output voltage of 30V.
The electrolyte solution was replenished at a rate of 2 times / week. When the energization period was 5, 10, and 15 days, the energization was stopped, the pore solution of the cured product was taken out using a squeezer, and the sodium ion concentration was measured by ICP emission analysis. The results are shown in Table 3. As a comparative example, mortars of the same age, which were performed in the same manner as in Example 3, except that no energization was performed, were similarly analyzed, and the results are also shown in Table 3.
[0028]
[Table 3]

[0029]
From this example, it can be seen that the present invention not only removes ammonium ions, but can also remove harmful sodium ions at the same time.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a new concrete structure in which alkali ions are removed from a concrete structure in a short time while preventing corrosion of reinforcing bars, ammonia gas is not generated, and sodium and potassium ions are low.

Claims

In the method in which the electrode installed on the concrete surface is used as the external electrode, the steel material inside the concrete is used as the internal electrode, and a current is passed between the external electrode and the internal electrode, the internal electrode is used as the anode and the external electrode is used as the cathode. A method for electrochemically treating concrete, comprising: attaching a sacrificial anode in advance; placing the concrete; hardening; then energizing to remove the alkaline substance from the concrete structure.

The method for electrochemical treatment of concrete according to claim 1, wherein the alkaline substance is ammonium ion.

The method for electrochemical treatment of concrete according to claim 1 or 2, wherein a holding material capable of holding the electrolyte solution is disposed between the concrete surface and the external electrode.