主な内容 1. はじめに亜硝酸リチウムとは 2. 亜硝酸リチウムを用いた補修技術ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法表面含浸工法プロコンガードシステム内部圧入工法リハビリカプセル工法内部圧入工法 ASRリチウム工法 3. 構造物の健康寿命を延ばすための亜硝酸リチウム活用事例塩害対

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えのかみこ
5 years ago
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1 コンクリート構造物の補修補強に関するフォーラム 2018 講演資料亜硝酸リチウム補修技術と健康寿命 ~ 定量的な補修によって構造物の健康寿命を延ばす ~ 一般社団法人コンクリートメンテナンス協会極東興和株式会社江良和徳 1

2 主な内容 1. はじめに亜硝酸リチウムとは 2. 亜硝酸リチウムを用いた補修技術ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法表面含浸工法プロコンガードシステム内部圧入工法リハビリカプセル工法内部圧入工法 ASRリチウム工法 3. 構造物の健康寿命を延ばすための亜硝酸リチウム活用事例塩害対策として ASR 対策として 4. 亜硝酸リチウムを用いた補修工法の選定の考え方補修工法選定フローの例 2

3 1. はじめに 3

4 亜硝酸リチウム技術資料 P.37 リチウム系化合物のコンクリート補修材料原材料はナフサ, リシア輝石外観は青色または黄色の透明水溶液濃度は40%( 限界濃度 ) Lithium Nitrite ; LiNO 2 亜硝酸イオン NO 2 - 不動態被膜の再生により鉄筋腐食を抑制するリチウムイオン Li + アルカリシリカゲルを非膨張化する塩害中性化対策 ASR 対策 4

年代から多数報告不動態被膜が破壊され, 鉄筋が腐食している状態鉄筋周囲に亜硝酸イオン (NO 2- )

5 亜硝酸リチウム亜硝酸イオンによる鉄筋腐食抑制塩害, 中性化はいずれも不動態被膜の破壊による鉄筋腐食の問題塩害, 中性化対策とは, 共に鉄筋腐食の抑制を図ること亜硝酸イオン (NO 2- ) の防錆効果に関する研究は 1960 年代から多数報告不動態被膜が破壊され, 鉄筋が腐食している状態鉄筋周囲に亜硝酸イオン (NO 2- ) が供給されると亜硝酸イオン ( NO 2- ) が不動態被膜を再生する亜硝酸イオン (NO 2- ) による不動態被膜再生メカニズム 5

6 亜硝酸リチウムリチウムイオンによるゲル非膨張化 ASR は反応性骨材周囲に生成したアルカリシリカゲルの吸水膨張 ASR 対策とは, ゲルの吸水膨張を抑制することリチウムイオン (Li + ) の ASR 膨張抑制に関する研究は 1950 年代から多数報告第 2 ステージアルカリシリカゲルの膨張リチウムによるゲルの非膨張化水水水水 Li 概念図水反応性骨材 Si アルカリシリカゲル水水 Li 反応性骨材 Si 非膨張化されたゲル水反応式 Na 2 O nsio 2 + mh 2 O ( アルカリシリカゲル ) ( 水 ) Na 2 O nsio 2 mh 2 O ( 吸水膨張!) Na 2 O nsio 2 Na と Li とのイオン交換 Li 2 O nsio 2 リチウムイオン (Li + ) によるアルカリシリカゲルの非膨張化 6

7 工法一覧リハビリ工法内部圧入ひび割れ注入断面修復表面保護油圧式カプセル式左官吹付表面被覆表面含浸 ASR リチウム工法リハヒリカフセル工法 (CG A) リハヒリシリンター工法 (CG VR) リハヒリ断面修復工法リハヒリ被覆工法フロコンカートシステム (CG A) 浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン 40 (CG A) 混入用 PSL-40 塗布用亜硝酸リチウムフロコンカートフライマー SBR エマルションフロコン混和剤 7

8 亜硝酸リチウム製品種別浸透拡散型 ( 注入圧入用 ) 断面修復混入用塗布用名称プロコン 40 PSL-40 プロコンガードプライマー荷姿外観 8

9 2. 亜硝酸リチウムを用いた補修技術 9

10 2.1 ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法 NETIS:CG VR 10

11 リハビリシリンダー工法一般工法との違い一般的なひび割れ注入工法材料エポキシ樹脂系注入材 (1 種 2 種 3 種 ) セメント系注入材ポリマーセメント系注入材など目的ひび割れの閉塞ひび割れを通じた劣化因子の遮断リハビリシリンダー工法材料目的セメント系注入材 + 浸透拡散型亜硝酸リチウムひび割れの閉塞ひび割れを通じた劣化因子の遮断亜硝酸イオンによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) リチウムイオンによる ASR 膨張抑制 (ASR) 11

12 基本性能ひび割れ注入材による劣化因子の遮断付加価値亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制を付与技術資料 P.47 リハビリシリンダー工法工法概要 ( 塩害中性化の補修の場合 ) 1 自動低圧注入器をひび割れに沿って設置する 2 亜硝酸リチウム水溶液を先行注入する鉄筋防錆 3 超微粒子セメント系注入材を本注入ひび割れ閉塞劣化因子遮断鉄筋腐食抑制効果を併せ持つひび割れ注入工法 12

13 リハビリシリンダー工法工法概要 (ASR の補修の場合 ) 基本性能ひび割れ注入材による劣化因子の遮断付加価値リチウムイオンによるゲルの非膨張化を部分的に付与技術資料 P.60 1 自動低圧注入器をひび割れに沿って設置する 2 亜硝酸リチウム水溶液を先行注入するゲルの非膨張化 3 超微粒子セメント系注入材を本注入ひび割れ閉塞劣化因子遮断 ASR 膨張抑制効果 ( 部分的 ) を併せ持つひび割れ注入工法 13

14 リハビリシリンダー工法メリットとデメリットリハビリシリンダー工法のメリット単なる劣化因子の遮断だけでなく亜硝酸リチウムの効果を付与できる塩害中性化 : 鉄筋腐食抑制 ASR : ASRゲル膨張抑制無機系であるためひび割れ内部が湿潤でも施工可能超微粒子セメント系であるため微細なひび割れにまで注入可能リハビリシリンダー工法のデメリット無機系であるためひび割れ追従性はない無機系であるためエポキシ樹脂系に比べて付着強度が低いリハビリシリンダー工法の適用限界主たる目的はあくまでひび割れの閉塞劣化因子の侵入抑制超微粒子セメント系注入材 : 注入可能ひび割れ幅 0.2mm~10.0mm 浸透拡散型亜硝酸リチウム : プラスアルファの効果の限界鉄筋腐食抑制効果はひび割れの範囲のみに限定される ASR 膨張抑制効果はひび割れの周囲のみに限定される亜硝酸リチウムの物理的な注入可能量に限界がある 14

15 2.2 表面含浸工法プロコンガードシステム NETIS:CG A 15

16 プロコンガードシステム一般工法との違い一般的な表面含浸工法種類目的シラン系含浸材けい酸ナトリウム系含浸材 ( 反応型けい酸塩系 ) けい酸リチウム系含浸材 ( 固化型けい酸塩系 ) などコンクリート表面からの劣化因子の侵入抑制プロコンガードシステム種類目的亜硝酸リチウム系含浸材 + けい酸リチウム系含浸材コンクリート表面からの劣化因子の侵入抑制亜硝酸イオンによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) リチウムイオンによる ASR 膨張抑制 (ASR) 16

17 技術資料 P.45 プロコンガードシステム工法概要 ( 塩害中性化の補修の場合 ) 基本性能けい酸リチウム系含浸材による劣化因子の遮断付加価値亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制を付与 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム系含浸材を塗布し, 内部へ含浸させる鉄筋防錆 3 劣化因子の侵入を抑制するためにけい酸リチウム系含浸材を塗布する劣化因子の遮断鉄筋腐食抑制効果 ( 表層部 ) を併せ持つ表面含浸工法 17

18 プロコンガードシステム工法概要 (ASR の補修の場合 ) 基本性能けい酸リチウム系含浸材による劣化因子の遮断付加価値リチウムイオンによるゲルの非膨張化を部分的に付与亜硝酸リチウム系含浸材を含浸塗布 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム系含浸材を塗布し, 内部へ含浸させるゲルの非膨張化 3 劣化因子の侵入を抑制するためにけい酸リチウム系含浸材を塗布する劣化因子の遮断 ASR 膨張抑制効果 ( 表層部 ) を併せ持つ表面含浸工法 18

19 プロコンガードシステムメリットとデメリットプロコンガードシステムのメリット単なる劣化因子の遮断だけでなく亜硝酸リチウムの効果を付与できる塩害中性化 : 鉄筋腐食抑制 ASR : ASRゲル膨張抑制亜硝酸リチウムとけい酸リチウムとを組み合わせることにより中性化に対する抵抗性が向上プロコンガードシステムのデメリット 2 種類の材料を塗布しなければならない施工技能や環境条件によってはコンクリート表面の白化現象を生じることがあるプロコンガードシステムの適用限界一般的な表面含浸工法の適用範囲は基本的に潜伏期プロコンガードシステムは潜伏期を超えて進展期や加速期前期まで適用可能予防保全から軽微な変状の事後保全まで適応ただし含浸深さ (= 亜硝酸リチウムの効果 ) は表層の数 10mm 程度また亜硝酸リチウムの物理的な塗布可能量に限界がある 19

20 参考 : プロコンガードシステム施工後の白化現象 20

21 参考 : プロコンガードシステム施工後の白化現象白化防止仕様のプロコンガードシステム HP けい酸質を含まない高分子系浸透性表面保護材 ( クリア ) を使用高分子系浸透性表面保護材は表面含浸材には分類されないが, 仕上がりが半透明でモニタリング性に優れ, 表面含浸工法に類する適用が可能標準仕様のプロコンガードシステム白化防止仕様のプロコンガードシステム HP 21

22 予告 : 亜硝酸リチウムとシラン系含浸材を組み合わせた新しいプロコンガードシステム亜硝酸リチウム + シラン系のプロコンガードシステム S これまで困難とされていた亜硝酸リチウムとシラン系材料との組み合わせ亜硝酸リチウムの保水性とシラン系材料の撥水性が反発亜硝酸リチウムとの相性を改良したシラン系材料の製品化により実現 (2018 年秋 ) シラン系表面含浸材 ( プロコンガード S) 標準仕様のプロコンガードシステムシラン系のプロコンガードシステム S 22

23 プロコンガードシステム亜硝酸リチウム設計塗布量劣化機構 : 塩害設計に必要な値 : 塩化物イオン濃度亜硝酸リチウムの目標含浸深さ ( 鉄筋かぶりを目安 ) 亜硝酸リチウム必要量の設計塩化物イオン濃度に応じて設定する [ NO 2- ] / [ CI - ] モル比 = 1.0 となる量設計上の仮定コンクリート表面から目標含浸深さまで亜硝酸イオンを均一濃度で分布させる塗布可能量標準塗布量 : 0.3kg/m 2 ~ 限界塗布量 : 1.0kg/m 2 程度を目安 23

24 プロコンガードシステム亜硝酸リチウム設計塗布量鉄筋かぶりと塩化物イオン量に応じて亜硝酸リチウム系含浸材塗布量を算定鉄筋かぶり 30mm の場合塩化物イオン濃度 (kg/m3) 亜硝酸リチウム系含浸材の塗布量 (kg/m2) 鉄筋かぶり 50mm の場合塩化物イオン濃度 (kg/m3) 亜硝酸リチウム系含浸材の塗布量 (kg/m2)

25 2.3 内部圧入工法 ( その 1) リハビリカプセル工法 NETIS:CG A 25

26 リハビリカプセル工法一般工法との違い一般的な内部圧入工法該当なしリハビリカプセル工法材料目的電気防食工法浸透拡散型亜硝酸リチウム基本的に亜硝酸リチウムによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) 根本的な鉄筋腐食抑制という同じ目的で適用される工法目的防食電流の通電による鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) 26

27 技術資料 P.48 リハビリカプセル工法工法概要 ( 塩害中性化の補修の場合 ) 基本性能亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制 (NETIS:CG A) 1 コンクリートに φ10mm L=100mm 程度の削孔を 500mm の間隔で行う 2 カプセル式加圧装置にて浸透拡散型亜硝酸リチウムを部材表層部に内部圧入する 3 削孔箇所を充填材にて埋め戻す不働態皮膜を早急かつ確実に再生する亜硝酸イオンによる鉄筋腐食抑制効果のみを目的とした工法 27

28 リハビリカプセル工法施工状況 28

29 リハビリカプセル工法メリットとデメリットリハビリカプセル工法のメリット亜硝酸リチウムによる鉄筋腐食抑制効果を最も積極的に活用する工法塩害の場合塩化物イオン濃度に応じて亜硝酸リチウム圧入量を定量的に設定することができる腐食発生限界を超える塩化物イオン存在下でも鉄筋を腐食させないリハビリカプセル工法のデメリット亜硝酸リチウム圧入量が多くなると単位当たりの施工費が高価となるリハビリカプセル工法の適用限界高強度コンクリートへの適用不可 ( 上限の圧縮強度 :40N/mm2) 塩化物イオン濃度が過度に含まれている場合は適用不可 ( 上限の塩化物イオン濃度 :10kg/m3 程度 ) 浮きはく離の著しい範囲には断面修復工法を施す必要があるリハビリ断面修復工法とリハビリカプセル工法とを組み合わせた総合的な塩害補修 29

30 リハビリカプセル工法亜硝酸リチウム設計圧入量劣化機構 : 塩害設計に必要な値 : 塩化物イオン濃度 ( 亜硝酸リチウム圧入量の設定 ) 鉄筋かぶり深さ ( 亜硝酸リチウムの目標圧入深さの設定 ) コンクリート圧縮強度 ( 設計圧入日数の算定 ) 亜硝酸リチウム必要量の設計塩化物イオン濃度に応じて設定する [ NO 2- ] / [ CI - ] モル比 = 1.0 となる量設計上の仮定コンクリート表面から目標圧入深さまで亜硝酸イオンを均一濃度で分布させる圧入可能量限界圧入量 : 37kg/m 3 程度 ( 塩化物イオン 10kg/m 3 相当 ) 30

31 リハビリカプセル工法亜硝酸リチウム設計圧入量塩化物イオン濃度と亜硝酸リチウム設計圧入量との関係 31

32 リハビリカプセル工法亜硝酸リチウム設計圧入量劣化機構が中性化の場合は? ( 現時点での見解 ) 過去の実績から塩害補修における最小の亜硝酸リチウム必要量を準用するすなわち腐食発生限界塩化物イオン濃度 ( 例えば 2.0kg/m 3 ) に対して必要となる亜硝酸リチウム量を設計圧入量 ( 例えば 7.47kg/m 3 ) と定めるこの量は最も軽微な塩害劣化 (= 腐食発生限界塩化物イオン存在時 ) に対して不動態皮膜を再生することができる最小値と言えるこの最も軽微な塩害劣化を中性化による劣化と置き換えその状況下でも不動態皮膜再生が確認されている量を中性化に対する亜硝酸リチウム必要量と定めるということ 32

33 2.4 内部圧入工法 ( その 2) ASR リチウム工法 33

34 ASR リチウム工法一般工法との違い一般的な内部圧入工法該当なし ASR リチウム工法材料目的浸透拡散型亜硝酸リチウム基本的に亜硝酸リチウムによる ASR 膨張抑制 (ASR) その他の新技術該当なし根本的な ASR 膨張抑制という同じ目的で適用される工法 34

35 ASR リチウム工法工法概要 (ASR の補修の場合 ) 基本性能リチウムイオンによるゲルの非膨張化圧入量 : Li/Naモル比 0.8となるLiNO 2 削孔径 : φ20mmを標準削孔間隔を標準注入圧力 : 0.5MPa~1.3MPa 程度注入期間 : 20 日 ~40 日程度 1 コンクリートに Φ20mm の削孔を行い, 圧入孔とする 2 油圧式圧入装置, 配管, パッカーを設置して, 浸透拡散型亜硝酸リチウムを部材全体に内部圧入する 3 所定の量の亜硝酸リチウムをコンクリート内部に圧入した後, 圧入孔を無収縮グラウト材にて埋め戻すリチウムイオンによる ASR 膨張抑制効果のみを目的とした工法 35

36 ASR リチウム工法工法概要 (ASR の補修の場合 ) 36

37 ASR リチウム工法メリットとデメリット ASR リチウム工法のメリット亜硝酸リチウムによる ASR ゲル膨張抑制効果を最も積極的に活用する工法アルカリ総量に応じて亜硝酸リチウム圧入量を定量的に設定することができる ASR 膨張を根本的に抑制する唯一の工法であり再劣化が生じない ASR リチウム工法のデメリット施工工期が長く単位当たりの施工費が高価となる圧入後の表面仕上げによってはひび割れからの漏水や遊離石灰の析出などが目立つ場合もある ASR リチウム工法の適用限界高強度コンクリートへの適用不可 ( 上限の圧縮強度 :40N/mm2) 残存膨張量が無害の構造物に対しては適用する意味がない 37

38 ASR リチウム工法亜硝酸リチウム設計圧入量劣化機構 : ASR 設計に必要な値 : アルカリ総量 ( 亜硝酸リチウム圧入量の設定 ) 部材構造寸法 ( 亜硝酸リチウム圧入範囲の設定 ) コンクリート圧縮強度静弾性係数 ( 設計圧入日数の算定 ) 亜硝酸リチウム必要量の設計アルカリ総量に応じて設定する [ Li ] / [ Na ] モル比 = 0.8 となる量設計上の仮定コンクリート部材全体にリチウムイオンを均一濃度で分布させる圧入可能量限界圧入量 : 37kg/m 3 程度 ( アルカリ総量 11kg/m 3 相当 ) 38

39 ASR リチウム工法亜硝酸リチウム設計圧入量アルカリ総量と亜硝酸リチウム設計圧入量との関係 39

40 亜硝酸リチウム内部圧入工施工実績 (2018 年 3 月現在 ) 発注者国土交通省府県市町民間計施工件数 30 件 69 件 19 件 108 件 ASR 塩害 / 中性化複合劣化 62 件 32 件 14 件 40

41 2.5 表面被覆工リハビリ被覆工法断面修復工リハビリ断面修復工 41

42 技術資料 P.46 リハビリ被覆工法工法概要 ( 塩害中性化の補修の場合 ) 基本性能けい酸リチウム系含浸材による劣化因子の遮断付加価値亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制を付与 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム系含浸材を塗布し, 内部へ含浸させる鉄筋防錆 3 亜硝酸リチウムを含有したポリマーセメントモルタル系表面被覆材にてコンクリート表面をコーティングする鉄筋防錆劣化因子の遮断 4 被覆層の保護のために, 上塗りを行う鉄筋腐食抑制効果 ( 表層部 ) を併せ持つ表面被覆工法

43 技術資料 P.51 リハビリ断面修復工法塩害中性化の補修の場合基本性能コンクリート脆弱部の除去と修復およびそれに伴う内部の塩化物イオンの除去付加価値亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制 1 かぶりコンクリートの不良部をはつりとり, 鉄筋を露出させる 2 露出した鉄筋の錆をケレンした後, 亜硝酸リチウム系含浸材および亜硝酸リチウム含有ペーストを塗布する鉄筋防錆 3 亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントモルタルにて断面欠損部を修復する鉄筋腐食抑制効果を併せ持つ断面修復工法

44 3. 構造物の健康寿命を延ばすための亜硝酸リチウムの活用事例 44

塩害対策として 1 進展期の予防保全対策外観変状は見られないが既に鉄筋腐食進行の懸念潜伏期を超えており不働態皮膜は既に破壊されているため一般的な表面含浸工法では表面下で進行中の鉄筋腐食によって将来的にひび割れ等の変状が生じる可能性が高い表面含浸工の補修要求性能を劣化因子の遮断 + 鉄筋腐食の抑制とする

45 塩害対策として 1 進展期の予防保全対策外観変状は見られないが既に鉄筋腐食進行の懸念潜伏期を超えており不働態皮膜は既に破壊されているため一般的な表面含浸工法では表面下で進行中の鉄筋腐食によって将来的にひび割れ等の変状が生じる可能性が高い表面含浸工の補修要求性能を劣化因子の遮断 + 鉄筋腐食の抑制とする亜硝酸リチウム併用型表面含浸工プロコンガードシステムを適用表面下で進行中の鉄筋腐食に対して亜硝酸イオンを仕込んでおく亜硝酸イオンの浸透に半年 ~1 年程度かかるが鉄筋腐食の顕在化までに間に合えば効果あり塩化物イオン量 (kg/m3) 表面からの距離 (mm) 45

46 塩害対策として 2 加速期前期の軽微な変状に対する事後保全鉄筋腐食進行によってひび割れコンクリートの浮きが発生している必要最小限の対策として以下の補修を行うひび割れ箇所 : ひび割れ注入工浮き剝離箇所 : 部分断面修復工部材全体 : 表面保護工各種補修工法に亜硝酸リチウムを併用することによって再劣化までの期間を延ばすことができ一般工法の組合せよりも LCC で有利となる亜硝酸リチウムを併用した各種補修工を選択するひび割れ箇所 : リハビリシリンダー工法浮き剝離箇所 : リハビリ断面修復工法部材全体 : プロコンガードシステム HP 仕様ひび割れ 46

47 塩害対策として 3 加速期後期の重篤な変状に対する事後保全鉄筋腐食進行によって広範囲にコンクリートの浮き剝離が発生している浮き剝離鉄筋露出範囲には必然的に部分断面修復を行うその範囲にある鉄筋には亜硝酸リチウムを直接塗布できるため鉄筋腐食の進行は抑制される問題は断面修復部以外の範囲をどうするか? 同じ腐食環境であれば将来的には鉄筋腐食が進行することは明らか断面修復部にもそれ以外にも亜硝酸リチウムを供給して構造物全体の鉄筋腐食進行を根本的に抑制する浮き剝離箇所 : リハビリ断面修復工法それ以外の全体 : リハビリカプセル工法施工例 H26 年鳥取県東部総合事務所新橋 47

塩害対策として 4 床版上縁側の鉄筋腐食も確実に抑制橋面からの凍結防止剤内在塩分等の影響により床版上縁側鉄筋が腐食下縁側鉄筋であれば電気防食も適用可だが上縁側までは適用不可交通規制して床版上面側から長期間にわたる施工を行うことも困難交通を規制せず床版下面からの施工で上縁

48 塩害対策として 4 床版上縁側の鉄筋腐食も確実に抑制橋面からの凍結防止剤内在塩分等の影響により床版上縁側鉄筋が腐食下縁側鉄筋であれば電気防食も適用可だが上縁側までは適用不可交通規制して床版上面側から長期間にわたる施工を行うことも困難交通を規制せず床版下面からの施工で上縁下縁の両鉄筋を防錆亜硝酸リチウム内部圧入工リハビリカプセル工法を適用床版下面側から部材全体に亜硝酸リチウムを供給し床版上縁および下縁の両鉄筋の腐食抑制を図るこれまで困難だった床版上縁側鉄筋の防錆を交通規制なしで実現した事例施工例 H26 年鳥取県中部総合事務所一の宮橋 48

塩害対策として 5 橋台背面側の鉄筋腐食も確実に抑制背面からの水分内在塩分等の影響により橋台背面側鉄筋が腐食前面側鉄筋であれば電気防食リハビリカプセル工法などが適用可しかしこれらの工法では背面側鉄筋の防錆は不可背面側の土砂を掘削して何らかの対処を行うことも困難橋台背面側を掘削せず前面側からの施工で前面

49 塩害対策として 5 橋台背面側の鉄筋腐食も確実に抑制背面からの水分内在塩分等の影響により橋台背面側鉄筋が腐食前面側鉄筋であれば電気防食リハビリカプセル工法などが適用可しかしこれらの工法では背面側鉄筋の防錆は不可背面側の土砂を掘削して何らかの対処を行うことも困難橋台背面側を掘削せず前面側からの施工で前面背面側鉄筋を防錆亜硝酸リチウム内部圧入工 ASR リチウム工法を適用本来は ASR 対策用の工法だが部材全体に亜硝酸リチウムを供給することで背面側鉄筋の腐食抑制を図るこれまで困難だった橋台背面側鉄筋の防錆を掘削なしで実現した事例背面側鉄筋前面側鉄筋施工例 H25 年国土交通省中国地方整備局柳川橋 49

その段階では適切な補修工事を施すことができなくなっているまず橋脚柱部の鉄筋腐食を抑制した後に RC 巻立てを施工する亜硝酸リチウム内部圧入工リハビリカプセル工法を適用

50 塩害対策として 6 橋脚耐震補強の前に既設鉄筋の腐食を確実に抑制耐震補強として RC 巻立てを行う橋脚柱部材が塩害により鉄筋腐食していた鉄筋腐食が進行している状況を放置したまま RC 巻立てを行ってしまうと補強後に鉄筋腐食進行があった場合に耐震性能を保障できなくなるさらにその段階では適切な補修工事を施すことができなくなっているまず橋脚柱部の鉄筋腐食を抑制した後に RC 巻立てを施工する亜硝酸リチウム内部圧入工リハビリカプセル工法を適用削孔深さの設定により亜硝酸リチウムの浸透範囲を調整することができるため 2 段配筋となっている主鉄筋でも防錆可能設計思想どおりの耐震性能を保障するための既設鉄筋腐食抑制を図った事例施工例 H27 年国土交通省九州地方整備局小浜橋 50

橋面防水工の施工直前に床版上縁側の鉄筋防錆亜硝酸リチウム併用型橋面防水工リハビリ防水工法 ( 仮 )

51 塩害対策として 7 橋面防水工の実施に合わせて床版上縁側の鉄筋防錆床版の耐久性向上のためには橋面防水工が重要橋面からの凍結防止剤内在塩分等の影響により床版上縁側鉄筋が腐食橋面防水工の施工時には交通規制して舗装を撤去し床版上面を露出させるそのタイミングを利用して橋面防水工の施工直前に床版上縁側の鉄筋防錆亜硝酸リチウム併用型橋面防水工リハビリ防水工法 ( 仮 ) 床版上面に亜硝酸リチウム系含浸材を塗布した後に橋面防水工を行う常温粘着性床版防水シートの開発により亜硝酸リチウム塗布後でも施工可能亜硝酸リチウムと相性のよい橋面防水工の開発により実用化 (2018 年秋予定 ) 亜硝酸リチウム系含浸材 51

ASR 対策として 1 変状が軽微だが残存膨張性は有害 ASR 膨張によって軽微なひび割れが発生している必要最小限の対策として水分遮断の目的で以下の補修を行うひび割れ箇所 : ひび割れ注入工部材全体 : 表面保護工各種補修工法に亜硝酸リチウムを併用することによって

52 ASR 対策として 1 変状が軽微だが残存膨張性は有害 ASR 膨張によって軽微なひび割れが発生している必要最小限の対策として水分遮断の目的で以下の補修を行うひび割れ箇所 : ひび割れ注入工部材全体 : 表面保護工各種補修工法に亜硝酸リチウムを併用することによって再劣化までの期間を延ばすことができ一般工法の組合せよりも LCC で有利となる亜硝酸リチウムを併用した各種補修工を選択するひび割れ箇所 : リハビリシリンダー工法部材全体 : プロコンガードシステム条件によっては水分遮断のみで ASR 膨張を抑制できる可能性もある 52

ASR 対策として 2 残存膨張性が有害なプレストレストコンクリート部材 ASR 膨張によってプレストレストコンクリート部材にひび割れが発生構造物の重要度を考慮すると亜硝酸リチウム内部圧入工を適用したいところ現時点で PC 部材への圧入作業は適用範囲外 ( 適用に向けて検討中 )

53 ASR 対策として 2 残存膨張性が有害なプレストレストコンクリート部材 ASR 膨張によってプレストレストコンクリート部材にひび割れが発生構造物の重要度を考慮すると亜硝酸リチウム内部圧入工を適用したいところ現時点で PC 部材への圧入作業は適用範囲外 ( 適用に向けて検討中 ) 適用可能な最善策としてひび割れ注入工 + 表面含浸工各種補修工法に亜硝酸リチウムを併用することによって再劣化までの期間を延ばすことができ一般工法の組合せよりも LCC で有利となる亜硝酸リチウムを併用した各種補修工を選択するひび割れ箇所 : リハビリシリンダー工法部材全体 : プロコンガードシステム HP 仕様 53

ASR 対策として 3 残存膨張性が有害で再劣化を許容しない RC 構造物 ASR

リチウム工法を適用全てのアルカリシリカゲルが非膨張化するため以後の ASR 膨張は進行しない再劣化

54 ASR 対策として 3 残存膨張性が有害で再劣化を許容しない RC 構造物 ASR 膨張によって著しいひび割れ発生静弾性係数の低下などが見られるこれ以上の耐久性能低下を許容できないと判断された場合ひび割れ注入工や表面保護工などの従来工法では不十分部材全体に亜硝酸リチウムを供給することによって ASR 膨張を根本的に抑制亜硝酸リチウム内部圧入工 ASR リチウム工法を適用全てのアルカリシリカゲルが非膨張化するため以後の ASR 膨張は進行しない再劣化再補修を繰り返すシナリオかこれ以上再劣化を許容しないシナリオかの 2 択重要度 LCC 等を考慮して総合的に判断した結果内部圧入工法が選定された事例施工例 H28 29 年高松市役所屋島大橋 54

ASR 対策として 4 橋台の ASR 補修で従来工法と比較検討 ASR リチウム工法 ( ゲルの非膨張化 ) と表面保護工 ( 水分遮断 ) とを比較検討する

背面からの止水シランおよび背面止水材 ASR 膨張を間接的に抑制橋台前面背面からの止水シート併用表面被覆および背面止水材 ASR 膨張を間接的に抑制コンクリート内部の ASR

130,000 円 /m2 LCC 130,000+80,000 3 =370,000 円 /m2 イニシャル 150,000 円 /m2 LCC 150,000 円 /m2 評価

55 ASR 対策として 4 橋台の ASR 補修で従来工法と比較検討 ASR リチウム工法 ( ゲルの非膨張化 ) と表面保護工 ( 水分遮断 ) とを比較検討する表面保護工には背面止水工を併用して各工法の補修効果のレベルを揃えて検討した例表面含浸 + 背面止水炭素繊維シート接着 + 背面止水亜硝酸リチウム内部圧入概念図特徴橋台前面背面からの止水シランおよび背面止水材 ASR 膨張を間接的に抑制橋台前面背面からの止水シート併用表面被覆および背面止水材 ASR 膨張を間接的に抑制コンクリート内部の ASR ゲルを非膨張化亜硝酸リチウム ASR 膨張の根本的な抑制工事費イニシャル 76,000 円 /m2 LCC 76,000+26,000 4 =180,000 円 /m2 イニシャル 130,000 円 /m2 LCC 130,000+80,000 3 =370,000 円 /m2 イニシャル 150,000 円 /m2 LCC 150,000 円 /m2 評価内部の膨張性は高いまま水分遮断効果に影響される再補修ありきの維持管理内部の膨張性は高いまま水分遮断効果に影響される再補修ありきの維持管理膨張性を根本的に抑制再補修は不要 LCC で最も安価となる 55

ASR 対策として 5 ASR の再劣化が生じた RC 構造物の補修過去に行った ASR

これ以上再補修を繰り返したくない場合には根本的に膨張抑制亜硝酸リチウム内部圧入工 ASR リチウム工法

56 ASR 対策として 5 ASR の再劣化が生じた RC 構造物の補修過去に行った ASR 補修が再劣化を生じている事例が多数水分遮断の目的で以下の補修が実施されたが再劣化ひび割れ箇所 : ひび割れ注入工 ( エポキシ樹脂 3 種 ) 部材全体 : 表面被覆工 ( 柔軟型厚膜被覆 ) 従来工法 ( 追随性あり ) ではその構造物の ASR 膨張を止めることができなかったという状況証拠これ以上再補修を繰り返したくない場合には根本的に膨張抑制亜硝酸リチウム内部圧入工 ASR リチウム工法を適用 ASR 再劣化事例に対し次の一手として ASR リチウム工法が採用される事例多数施工例 H28 年兵庫県中播磨県民センター京見橋 56

膨張により落橋防止構造のアンカー定着部が設計で考慮した耐震性能を満足できなくなる可能性があるさらにその段階では適切な補修工事を施すことができなくなっているまずASR

57 ASR 対策として 6 落橋防止構造を設置するコンクリート部材の ASR 補修耐震補強として落橋防止構造を設置するコンクリート部材が ASR により劣化していた ASR 劣化の進行によりコンクリートと鋼材との付着性能低下が懸念される ASR 膨張性が高い状態を放置したままで落橋防止構造を設置した場合将来的な ASR 膨張により落橋防止構造のアンカー定着部が設計で考慮した耐震性能を満足できなくなる可能性があるさらにその段階では適切な補修工事を施すことができなくなっているまずASR 膨張性を低減した後に落橋防止構造を設置する亜硝酸リチウム内部圧入工 ASRリチウム工法を適用 ASR 膨張性を消失させたうえで追加部材をアンカー定着する設計思想どおりの耐震性能を保障するためのコンクリート健全性を確保した事例施工例 H24 年愛媛県東予地方局建設部一ツ橋 57

58 4. 亜硝酸リチウムを用いた補修工法の選定の考え方 58

59 技術資料 P.66 塩害中性化で劣化したコンクリートの補修工法選定フローの例鉄筋腐食抑制を考慮した予防保全亜硝酸リチウムを用いたひび割れ注入工法表面保護工法表面含浸表面被覆部分断面修復工法 ( 潜伏期 ) ( 進展期 ) ( 加速期前期加速期後期 ) 59

60 ASR で劣化したコンクリートの補修工法選定フローの例技術資料 P.66 ( 進展期加速期 ) ( 進展期加速期 ) ( 進展期加速期 ) 60

61 おわりに亜硝酸リチウム補修工法の選定方法構造物の変状の種類 ( ひび割れ浮き等 ) に応じて補修工法を選定するさまざまな補修工法に亜硝酸リチウムを併用可能劣化機構 ( 塩害 ASR 等 ) に応じて補修工法を選定する不働態皮膜再生 ASR ゲル非膨張化劣化過程 ( 程度 ) に応じて補修工法を選定する主たる要求性能にプラスアルファ補修後の維持管理シナリオを考慮して補修工法を選定する再劣化を許容しないシナリオにも適用可能な内部圧入これら全てを駆使して構造物の健康寿命を延ばす 61

62 ご清聴ありがとうございました END 62

第 1 部講演内容 1. リハビリ工法とはリハビリ工法の概要亜硝酸リチウムとはリハビリ工法の適用範囲塩害中性化 ASR 2. リハビリ工法の基本的な考え方ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法表面含浸工法プロコンガードシステム表面被覆工法リハビリ被覆工法断面修復工法リハビリ断面修

第 1 部講演内容 1. リハビリ工法とはリハビリ工法の概要亜硝酸リチウムとはリハビリ工法の適用範囲塩害中性化 ASR 2. リハビリ工法の基本的な考え方ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法表面含浸工法プロコンガードシステム表面被覆工法リハビリ被覆工法断面修復工法リハビリ断面修第 1 部亜硝酸リチウムを用いたコンクリート補修工法リハビリ工法の基本的な考え方 ~ ひび割れ注入表面含浸表面被覆断面修復内部圧入 ~ 一般社団法人コンクリートメンテナンス協会江良和徳第 1 部講演内容 1. リハビリ工法とはリハビリ工法の概要亜硝酸リチウムとはリハビリ工法の適用範囲塩害中性化 ASR 2. リハビリ工法の基本的な考え方ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法