特開 2024-7856 既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024007856

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20240112BHJP

   C04B 41/65 20060101ALI20240112BHJP

   C04B 41/72 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 A

C04B41/65

C04B41/72

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022109220

(22)【出願日】2022-07-06

(71)【出願人】

【識別番号】507194017

【氏名又は名称】株式会社高速道路総合技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】505398941

【氏名又は名称】東日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】505398952

【氏名又は名称】中日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】505398963

【氏名又は名称】西日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000103769

【氏名又は名称】オリエンタル白石株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】小林 俊秋

(72)【発明者】

【氏名】正司 明夫

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 謙一

(72)【発明者】

【氏名】石井 智大

(72)【発明者】

【氏名】安部 誠司

(72)【発明者】

【氏名】萩原 裕樹

【テーマコード（参考）】

2E176

4G028

【Ｆターム（参考）】

2E176AA01

2E176BB15

4G028DA02

4G028GA01

(57)【要約】

【課題】鉄筋コンクリート構造物の内部コンクリートの厚さが厚い場合でも内部コンクリートにＡＳＲ抑制イオンを確実に浸透させて、ＡＳＲを抑制しコンクリートの劣化を抑制することができる既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法を提供する。
【解決手段】既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの外表面から鉄筋Ｓで囲まれた内部コンクリートＣｉに達する電気泳動孔１を削孔する削孔工程と、削孔した電気泳動孔１にＡＳＲを抑制するＡＳＲ抑制イオンを含有する電解質溶液（３０，３０’）を供給する電解質溶液供給工程と、電気泳動孔１に連通する電解質溶液（３０，３０’）に浸漬された電極（Ｅ１，Ｅ１’，Ｅ２，Ｅ２’）を設け、前記電極に接続する前記コンクリート構造物Ｃの外部に設置された直流電源（Ｖ１，Ｖ２）から電圧を印加する電圧印加工程と、を備え、電気泳動孔１を内部コンクリートＣｉと電極（Ｅ１，Ｅ１’，Ｅ２，Ｅ２’）を結ぶ伝導性の相として内部コンクリートＣｉに前記ＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄筋コンクリート構造物の外表面から鉄筋で囲まれた内部コンクリートに達する電気泳動孔を削孔する削孔工程と、
削孔した前記電気泳動孔に、ＡＳＲを抑制するＡＳＲ抑制イオンを含有する電解質溶液を供給する電解質溶液供給工程と、
前記電気泳動孔に連通する前記電解質溶液に浸漬された電極を設け、前記電極に接続する前記コンクリート構造物の外部に設置された直流電源から電圧を印加する電圧印加工程と、を備え、
前記電気泳動孔を前記内部コンクリートと前記電極を結ぶ伝導性の相として前記内部コンクリートに前記ＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制すること
を特徴とする既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項2】

前記削孔工程では、第１電気泳動孔と第２電気泳動孔の２種類の前記電気泳動孔を削孔し、
前記電解質溶液供給工程では、第１電気泳動孔には第１電解質溶液を、第２電気泳動孔に第２電解質溶液を供給して、２種類の前記電気泳動孔にそれぞれ異なる電解質溶液を供給し、
前記電圧印加工程では、前記第１電気泳動孔と前記第２電気泳動孔をそれぞれ前記伝導性の相として前記第１電気泳動孔と前記第２電気泳動孔との間の前記内部コンクリートに電圧を印加すること
を特徴とする請求項１に記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項3】

前記第１電解質溶液は、カルシウム化合物水溶液又はリチウム化合物水溶液であること
を特徴とする請求項２に記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項4】

前記第１電解質溶液は、カルシウム化合物水溶液であり、
前記カルシウム化合物水溶液とするカルシウム化合物は、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）であること
を特徴とする請求項３に記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項5】

前記第１電解質溶液は、リチウム化合物水溶液であり、
前記リチウム化合物水溶液とするリチウム化合物は、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_２）、硫酸リチウム（Ｌｉ_２ＳＯ_４）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_３）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）からなる群からいずれか一つ又は複数が組み合わされて選択されること
を特徴とする請求項３に記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項6】

前記電圧印加工程では、５～６０Ｖの電圧で浸透電流密度を０．１～１．５Ａ／ｍ^２として１～１２ヶ月間連続して通電すること
を特徴とする請求項２に記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項7】

前記電圧印加工程では、陽極材の金属として、チタンを基体としてルテニウムとチタンの酸化物、又はルテニウム、チタン、イリジウムなどの白金族金属酸化物で被覆したものを用いて電圧を印加すること
を特徴とする請求項２に記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【請求項8】

前記電気泳動孔の直径は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、且つ、前記電気泳動孔の間隔が０．５ｍ以上２．０ｍ以下であること
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄筋などの鋼材で内部補強されたＲＣ構造物やＰＣ構造物などの鉄筋コンクリート構造物は、骨材中のシリカ成分と、セメント、飛来塩分、凍結防止剤などに由来するアルカリ金属と反応性骨材中のある種の鉱物とが化学反応（アルカリシリカ反応：以下、ＡＳＲという。）を生じ、その反応により生成するアルカリシリカゲルが吸水膨張してコンクリート構造物に亀裂が生じて劣化することが知られている。このため、従来、このようなＡＳＲ問題を解決するべく、様々な鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、抑制剤（硝酸アルミニウム水溶液）中に、１日以上骨材を浸漬する骨材の浸漬工程と、該浸漬した骨材を用いてセメント質硬化体を製造する製造工程とを少なくとも経て、該セメント質硬化体のアルカリシリカ反応を抑制するアルカリシリカ反応の抑制方法が開示されている（特許文献１の請求項４、明細書の段落［００１５］等参照）。

【0004】

しかし、特許文献１に記載のアルカリシリカ反応の抑制方法は、抑制剤に浸漬した骨材を用いてセメント質硬化体を製造するので、既設の鉄筋コンクリート構造物には適用できないという問題があった。

【0005】

また、特許文献２には、ＡＳＲを起こしたコンクリート構造物に対して、亜硝酸リチウムと、ひび割れ追従性のあるエポキシ樹脂注入材を組み合わせてひび割れ閉塞とＡＳＲを抑止することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法が開示されている（特許文献２の請求項１、明細書の段落［００１３］～［００１７］、図面の図２等参照）。

【0006】

しかし、特許文献２に記載のコンクリート構造物の補修方法は、鉄筋間の内部のコンクリート部分や、コンクリート構造物がＰＣ桁などの高強度のコンクリートからなるコンクリート構造物の場合は、リチウムイオンを所望の深さまで浸透させることができないという問題があった。

【0007】

また、本願出願人らは、特許文献３に記載されたコンクリート構造物の防食工法を提案した。この特許文献３に記載されたコンクリート構造物の防食工法は、インヒビターを含有する溶液をコンクリート構造物の両側に接触させるとともに、前記コンクリート構造物の外部に設置された電極Ｅ１，Ｅ２から電圧を印加して前記コンクリート構造物を貫通するように直流電流を流す第１の回路Ｃ１を設け、前記インヒビターを電気化学的に浸透させて防食するものである。

【0008】

特許文献３に記載のコンクリート構造物の防食工法は、２系統の別個の電源を設けてコンクリート構造物を貫通するように直流電流を流すので、鉄筋間の内部コンクリートにもインヒビターを供給できるという優れた作用効果を奏する。しかし、コンクリート床版のようなコンクリート構造物の厚さが比較的薄く、表裏両面からの内部コンクリートまでの距離が近い場合は適用できるものの、鉄筋間の内部コンクリートの厚さが厚い場合は対応できないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１８－５２７７４号公報

【特許文献2】特開２０１６－５６６０７号公報

【特許文献3】特許第６６２２３７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鉄筋コンクリート構造物の内部コンクリートの厚さが厚い場合でも内部コンクリートにＡＳＲ抑制イオンを確実に浸透させるとともに、アルカリ金属イオンを排出して、ＡＳＲを抑制しコンクリートの劣化を抑制することができる既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

請求項１に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、鉄筋コンクリート構造物の外表面から鉄筋で囲まれた内部コンクリートに達する電気泳動孔を削孔する削孔工程と、削孔した前記電気泳動孔に、ＡＳＲを抑制するＡＳＲ抑制イオンを含有する電解質溶液を供給する電解質溶液供給工程と、前記電気泳動孔に連通する前記電解質溶液に浸漬された電極を設け、前記電極に接続する前記コンクリート構造物の外部に設置された直流電源から電圧を印加する電圧印加工程と、を備え、前記電気泳動孔を前記内部コンクリートと前記電極を結ぶ伝導性の相として前記内部コンクリートに前記ＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制することを特徴とする。

【0012】

請求項２に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項１に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記削孔工程では、第１電気泳動孔と第２電気泳動孔の２種類の前記電気泳動孔を削孔し、前記電解質溶液供給工程では、第１電気泳動孔には第１電解質溶液を、第２電気泳動孔に第２電解質溶液を供給して、２種類の前記電気泳動孔にそれぞれ異なる電解質溶液を供給し、前記電圧印加工程では、前記第１電気泳動孔と前記第２電気泳動孔をそれぞれ前記伝導性の相コンクリートと電極を結ぶ伝導性の相として前記第１電気泳動孔と前記第２電気泳動孔との間の前記内部コンクリートに電圧を印加することを特徴とする。

【0013】

請求項３に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項２に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記第１電解質溶液は、カルシウム化合物水溶液又はリチウム化合物水溶液であることを特徴とする。

【0014】

請求項４に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項３に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記第２電解質溶液は、カルシウム化合物水溶液であり、前記カルシウム化合物水溶液とするカルシウム化合物は、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）であることを特徴とする。

【0015】

請求項５に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項３に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記第１電解質溶液は、リチウム化合物水溶液であり、前記リチウム化合物水溶液とするリチウム化合物は、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_２）、硫酸リチウム（Ｌｉ_２ＳＯ_４）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_３）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）からなる群からいずれか一つ又は複数が組み合わされて選択されることを特徴とする。

【0016】

請求項６に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項２に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記電圧印加工程では、５～６０Ｖの電圧で浸透電流密度を０．１～１．５Ａ／ｍ^２として１～１２ヶ月間連続して通電することを特徴とする。

【0017】

請求項７に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項２又は８に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記電圧印加工程では、陽極材の金属として、チタンを基体としてルテニウムとチタンの酸化物、又はルテニウム、チタン、イリジウムなどの白金族金属酸化物で被覆したものを用いて電圧を印加することを特徴とする。

【0018】

請求項８に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法は、請求項１ないし９のいずれかに係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法において、前記電気泳動孔の直径は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、且つ、前記電気泳動孔の間隔が０．５ｍ以上２．０ｍ以下であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

請求項１～８に係る発明によれば、電気泳動孔をコンクリートと電極を結ぶ伝導性の相として内部コンクリートにＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制するので、内部コンクリートまで確実にＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制することができるとともに、ＡＳＲの原因物質であるアルカリ金属イオン（Ｎａ^＋イオン、Ｋ^＋イオン）をコンクリートから電気泳動により排出することができる。

【0020】

特に、請求項５によれば、電解質溶液にリチウムイオンが含まれているので、膨張性骨材であるアルカリシリカゲル（Ｎａ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２）のＮａ^＋がＬｉ^＋イオン交換されて、アルカリシリカゲル（Ｌｉ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２）となり、ゲルの吸水膨張を抑制することができる。

【0021】

特に、請求項６によれば、鉄筋周囲のコンクリートが脆化することを抑制しつつ、ＡＳＲの吸水膨張の原因となるアルカリ金属イオンを広範囲においてＡＳＲ抑制イオンに置き換えることができる。

【0022】

特に、請求項７によれば、陽極材の金属が、自然電位が高い貴なチタンの酸化物や白金族金属酸化物で被覆されているので、電圧印加工程において陽極材が電解質溶液に溶けるおそれを払しょくすることができる。

【0023】

特に、請求項８によれば、電気泳動孔に電極を入れないので、その直径を１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることが可能であり、多数の電気泳動孔を削孔しても、構造物への負担が少なく、鉄筋コンクリート構造物を損傷するおそれを低減することができるとともに、インヒビターを含有する電解質溶液を電気泳動孔の奥まで行き渡らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法を説明するための説明図である。

【図2】図２は、同上の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法の削孔工程を示す工程説明図である。

【図3】図３は、同上の既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法の電解質溶液供給工程を示す工程説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0026】

先ず、図１～図３を用いて、本発明の実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法を説明するための説明図である。

【0027】

図１に示す既設鉄筋コンクリート構造物Ｃは、橋桁のような縦横いずれにも厚みがあり、一の外表面から反対側となる他の外表面まで上下、左右いずれにも距離があり、鉄筋に囲われた内部コンクリートＣｉが極めて厚い鉄筋コンクリート構造物を想定している。また、この既設鉄筋コンクリート構造物Ｃは、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応：Alkali-Silica-Reaction）で劣化してコンクリートにひび割れが発生しており、本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法により、劣化した内部コンクリートＣｉにＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制して既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの耐久年数を延長することを想定している。

【0028】

（削孔工程）
先ず、図２に示すように、本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法では、既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの外表面Ａから内部コンクリートＣｉに達する電気泳動孔１を削孔する削孔工程を行う。図２は、本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法の削孔工程を示す工程説明図である。

【0029】

具体的には、図２に示すように、本工程では、コアドリルなどの一般的な削孔機２を、既設鉄筋コンクリート構造物Ｃに設けたあと施工アンカー等で固定して設置し、設置した削孔機２でコアビットを回転させて所定深さの電気泳動孔１を削孔する。

【0030】

この電気泳動孔１の直径は、後述のように、電気泳動孔１内に直接電極を入れないので小さくすることが可能であり、１０～５０ｍｍ（１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下）とすることが好ましい。電気泳動孔１の直径が５０ｍｍを超えると、所定ピッチで配筋された既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの内部補強鉄筋Ｓを切断するおそれが高くなり、既設鉄筋コンクリート構造物Ｃを損傷するおそれが高くなるからである。また、電気泳動孔１の直径が１０ｍｍを下回ると、コンクリートと電解質溶液との接触面積が小さくなり、抵抗が増加して定電流制御の電源装置では、電圧の上昇を招くからである。また、高電圧の電源装置は、高価であり、危険性も増してしまう。

【0031】

また、本実施形態に係る削孔工程では、０．５ｍ～２．０ｍ（０．５ｍ以上２．０ｍ以下）の所定間隔をおいて複数の電気泳動孔１を削孔する。電気泳動孔１内に直接電極を入れないので、比較的狭い間隔で多数の電気泳動孔１を削孔することができ、ＡＳＲ抑制イオンを密に供給することができるからである。０．５ｍ以下の間隔では、構造物を傷つけるおそれが高く、２ｍ以上の間隔では、抵抗が増加して定電流制御の電源装置では、電圧の上昇を招くからである。また、前述のように、高電圧の電源装置は、高価であり、危険性も増してしまう。

【0032】

なお、後述の第１電気泳動装置３に接続される電気泳動孔１を第１電気泳動孔ｈ１と呼び、第２電気泳動装置３’に接続される電気泳動孔１を第２電気泳動孔ｈ２と呼ぶこととする。図に示すように、これらの２種類の第１電気泳動孔ｈ１と第２電気泳動孔ｈ２は、交互に配置されることとなる、

【0033】

（電解質溶液供給工程）
次に、図３に示すように、本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法では、前述の削孔工程で削孔した電気泳動孔１にＡＳＲを抑制するＡＳＲ抑制イオンを含有する電解質溶液を供給する電解質溶液供給工程を行う。図３は、本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法の電解質溶液供給工程を示す工程説明図である。

【0034】

具体的には、図３に示すように、本工程では、既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの外部に電気泳動装置３（３’）を設けて、前記削孔工程で削孔した電気泳動孔１に接続し、電気泳動装置３（３’）に貯留した電解質溶液を水頭圧等で電気泳動孔１の奥まで供給する。勿論、必要に応じてポンプ等で圧力をかけて圧入してもよいことは云うまでもない。

【0035】

本実施形態に係る電解質溶液供給工程では、前述の第１電気泳動孔ｈ１に第１電気泳動装置３を接続し、前述の第２電気泳動孔ｈ２に第２電気泳動装置３’を接続する。電気泳動装置３（３’）は、それぞれ電解質溶液を貯留するタンク３０（３０’）を備えている。

【0036】

第１電気泳動装置３のタンク３０には、第１電解質溶液としてナトリウムイオンよりイオン化傾向の高いＡＳＲ抑制イオンであるカルシウムイオン（Ｃａ^２＋）を含有する水酸化カルシウム水溶液３１（Ｃａ（ＯＨ）_２水溶液：（Ｃａ^２＋＋２ＯＨ^－））が貯留されている。但し、第１電解質溶液は、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）の水溶液に限られず、他のカルシウム化合物水溶液又はリチウム化合物水溶液であればよい。

【0037】

第１電解質溶液をリチウム化合物水溶液とする場合は、入手の容易性とコストの点から、リチウム化合物は、入炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_２）、硫酸リチウム（Ｌｉ_２ＳＯ_４）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_３）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）からなる群からいずれか一つ又は複数が組わされて選択されることが好ましい。

【0038】

但し、第１電解質溶液をカルシウム化合物水溶液とする場合は、カルシウム化合物は、入手の容易性とコストの点から、前述のように、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）であることが好ましい。

【0039】

また、第２電気泳動装置３’のタンク３０’には、第２電解質溶液として鋼材の腐食を抑制する亜硝酸イオンと、リチウムイオンを含有する亜硝酸リチウム水溶液３１’（ＬｉＮＯ_２溶液（Ｌｉ^＋＋ＮＯ_２ ^－））が貯留されている。

【0040】

但し、第２電解質溶液は、亜硝酸リチウム水溶液に限られず、リチウム化合物水溶液であればよい。

【0041】

第２電解質溶液をリチウム化合物水溶液とする場合は、入手の容易性とコストの点から、リチウム化合物は、入炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_２）、硫酸リチウム（Ｌｉ_２ＳＯ_４）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_３）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）からなる群からいずれか一つ又は複数が組わされて選択されることが好ましい。

【0042】

つまり、本工程では、第１電気泳動装置３のタンク３０から第１電気泳動孔ｈ１（電気泳動孔１）を通じて、第１電解質溶液である水酸化カルシウム水溶液３１が供給され、第２電気泳動装置３’のタンク３０’から第２電気泳動孔ｈ２（電気泳動孔１）を通じて、水酸化カルシウム水溶液３１とは異なる第２電解質溶液である亜硝酸リチウム水溶液３１’が供給される。

【0043】

（電圧印加工程）
次に、図１に示すように、本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法では、電気泳動孔１に連通する電解質溶液に浸漬された電極（Ｅ１，Ｅ１’，Ｅ２，Ｅ２’）を設け、この電極に接続する既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの外部に設置された直流電源（Ｖ１，Ｖ２）から電圧を印加する電圧印加工程を行う。

【0044】

具体的には、図１に示すように、第１電気泳動装置３のタンク３０に貯留されている水酸化カルシウム水溶液３１に、一対の電極Ｅ１，Ｅ１’を浸漬するように設置し、第２電気泳動装置３’のタンク３０’に貯留されている亜硝酸リチウム水溶液３１’に、一対の電極Ｅ２，Ｅ２’を浸漬するように設置する。

【0045】

そして、水酸化カルシウム水溶液３１に浸漬されている一方の電極Ｅ１と、第１の直流電源Ｖ１の陰極（負極）とを接続し、水酸化カルシウム水溶液３１に浸漬されている他方の電極Ｅ１’と、第２の直流電源Ｖ２の陰極（負極）とを接続する。

【0046】

また、亜硝酸リチウム水溶液３１’に浸漬されている一方の電極Ｅ２と、第２の直流電源Ｖ２の陽極（正極）とを接続し、亜硝酸リチウム水溶液３１’に浸漬されている他方の電極Ｅ２’と、隣接する他の直流電源Ｖ１の陽極（正極）とを接続する。このように、第１電気泳動装置３のタンク３０に貯留されている水酸化カルシウム水溶液３１に浸漬された一対の電極Ｅ１，Ｅ１’と、第２電気泳動装置３’のタンク３０’に貯留されている亜硝酸リチウム水溶液３１’に浸漬されている一対の電極Ｅ２，Ｅ２’とを、隣接する第１電気泳動装置３及び第２電気泳動装置３’に次々に接続していく。

【0047】

なお、陽極（正極）材となる電極（Ｅ２，Ｅ２’）の金属としては、チタンを基体としてルテニウムとチタンの酸化物、又はルテニウム、チタン、イリジウムなどの白金族金属酸化物で被覆したものを用いることが好ましい。陽極材である電極（Ｅ２，Ｅ２’）の金属が、自然電位が高い貴なチタンの酸化物や白金族金属酸化物で被覆されているので、電圧印加工程において陽極材が電解質溶液に溶けるおそれを払しょくすることができるからである。

【0048】

ここで、直流電源Ｖ１及びＶ２で印加する電圧は、５～６０Ｖ、コンクリート表面積あたりの浸透電流密度を０．１～１．５Ａ／ｍ^２程度に抑えることが好ましい。過大な電流密度を与えると鉄筋周囲のコンクリートが脆化し、付着力が低下するおそれがあるからである。

【0049】

また、浸透電流密度を０．１～１．５Ａ／ｍ^２程度に浸透電流密度を低く抑えているため、前述の条件で１～１２ヶ月間連続して通電することが好ましい。鉄筋周囲のコンクリートが脆化することを抑制しつつ、後述のように、ＡＳＲの吸水膨張の原因となるアルカリ金属イオンを広範囲においてカルシウムイオン（Ｃａ^２＋）やリチウムイオン（Ｌｉ^＋）に置き換えることができるからである。

【0050】

このように接続することにより、第１電気泳動孔ｈ１に充填された電解質溶液である水酸化カルシウム水溶液３１と、第２電気泳動孔ｈ２に充填された電解質溶液である亜硝酸リチウム水溶液３１’と、の間に電圧が印加される。電圧が印加されると、既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの内部コンクリートＣｉに存在する各イオンが、図１に示す矢印方向に電気泳動する。

【0051】

具体的には、イオン化傾向の違いから、内部コンクリートＣｉに存在するアルカリ金属の陽イオンであるナトリウムイオン（Ｎａ^＋）やセメントクリンカーの原料に含まれるアルカリ硫酸塩（Ｋ_２ＳＯ_４）由来の（Ｋ^＋イオン）が、陰極（負極）のコンクリートと電極を結ぶ伝導性の相となる第１電気泳動孔ｈ１に引き寄せられて電気泳動し、第１電気泳動孔ｈ１内の電解質溶液に溶け出すこととなる。そして、反対に内部コンクリートＣｉに存在する陰イオンである塩化物イオン（Ｃｌ^－）が、陽極（正極）のコンクリートと電極を結ぶ伝導性の相なる第２電気泳動孔ｈ２に引き寄せられて電気泳動し、第２電気泳動孔ｈ２内の電解質溶液に溶け出すこととなる。このため、内部コンクリートＣｉを含め既設鉄筋コンクリート構造物Ｃから脱塩するとともにＡＳＲの原因となるアルカリ金属イオン（Ｎａ^＋イオン及びＫ^＋イオン）を排出することができる。なお、クリンカー中のアルカリ硫酸塩の存在形態は主なものしては、Ｋ_２ＳＯ_４、ＮａＳＯ_４・３Ｋ_２ＳＯ_４、２ＣａＳＯ_４・Ｋ_２ＳＯ_４が挙げられる。

【0052】

また、第２電気泳動孔ｈ２の亜硝酸リチウム水溶液３１’から陽イオンのＡＳＲ抑制イオンであるリチウムイオン（Ｌｉ^＋）が電気泳動して内部コンクリートＣｉ内に直接浸透する。このため、膨張性骨材であるアルカリシリカゲル（Ｎａ₂Ｏ・ｎＳｉＯ_２）のＮａ^＋がＬｉ^＋にイオン交換されて、アルカリシリカゲル（Ｌｉ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２）となり、ゲルの吸水膨張を抑制することができる。よって、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）対策となる。

【0053】

以上説明した本実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法によれば、内部コンクリートＣｉに達する電気泳動孔ｈ１，ｈ２（１）を削孔して、削孔した電気泳動孔ｈ１，ｈ２（１）にＡＳＲ抑制イオンを含有する電解質溶液（水酸化カルシウム水溶液３１，亜硝酸リチウム水溶液３１’）を供給し、電圧を印加して、電気泳動孔１をコンクリートと電極を結ぶ伝導性の相として内部コンクリートＣｉにＡＳＲ抑制イオンを浸透させてＡＳＲを抑制する。このため、既設鉄筋コンクリート構造物Ｃの鉄筋で囲まれた内部コンクリートＣｉにも確実にＡＳＲ抑制イオンを浸透させて、ＡＳＲによる鉄筋コンクリート構造物の劣化を抑制することができるとともに、ＡＳＲの原因物質であるアルカリ金属イオン（Ｎａ^＋イオン、Ｋ^＋イオン）をコンクリートから電気泳動により排出することができる。

【0054】

以上、本発明の実施形態に係る既設鉄筋コンクリート構造物のＡＳＲ抑制方法について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

【符号の説明】

【0055】

Ｃ：既設コンクリート構造物
Ｃｉ：内部コンクリート
Ｓ：内部補強鉄筋（鉄筋：鋼材）
Ａ：外表面
Ｅ１，Ｅ１’，Ｅ２，Ｅ２’：電極
Ｖ１：第１の直流電源（直流電源）
Ｖ２：第２の直流電源（直流電源）
１：電気泳動孔
ｈ１：第１電気泳動孔（電気泳動孔）
ｈ２：第２電気泳動孔（電気泳動孔）
２：削孔機
３：第１電気泳動装置（電気泳動装置）
３’：第２電気泳動装置（電気泳動装置）
３０，３０’：タンク
３１：水酸化カルシウム水溶液（第１電解質溶液）
３１’：亜硝酸リチウム水溶液（第２電解質溶液）

【図1】

【図2】

【図3】