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

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あおしいしなみ
5 years ago
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1 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

2 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復工法内部圧入工法 ASRリチウム工法内部圧入工法リハビリカプセル工法亜硝酸リチウム製品 2

3 1. リハビリ工法とは 3

4 リハビリ工法の概要コンクリート構造物の補修工法の総称補修材料として亜硝酸リチウムを使用または併用具体的には次の5 工種 6 工法からなるひび割れ注入工法表面含浸工法表面被覆工法断面修復工法内部圧入工法内部圧入工法リハビリシリンダー工法プロコンガードシステムリハビリ被覆工法リハビリ断面修復工法 ASRリチウム工法リハビリカプセル工法 4

5 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 A) 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 5

6 亜硝酸リチウム技術資料 P.27~P.30 亜硝酸リチウム 40% 水溶液 6

7 亜硝酸リチウム Lithium Nitrite ; LiNO 2 リハビリ工法の核となるコンクリート補修材料外観は青色または黄色の透明水溶液黄色透明 : 浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン40 青色透明 : 混入用 PSL-40 塗布用フロコンカートフライマー濃度は40%( 限界濃度 ) 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 7

8 亜硝酸イオンによる鉄筋腐食抑制不動態被膜再生塩害, 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, 共に鉄筋腐食を抑制す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 8

9 リチウムイオンによる ASR 抑制効果ゲル非膨張化 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 9

10 リハビリ工法の区分各補修工法の基本性能だけでなく亜硝酸リチウムによる鉄筋腐食抑制効果 ASR 膨張抑制効果をプラスひび割れ注入工法表面含浸工法表面被覆工法断面修復工法リハビリシリンダー工法プロコンガードシステムリハビリ被覆工法リハビリ断面修復工法亜硝酸リチウムを鉄筋腐食抑制効果 ASR 膨張抑制効果のためだけに活用内部圧入工法内部圧入工法 ASRリチウム工法リハビリカプセル工法 10

11 リハビリ工法の適用範囲適用可能な劣化機構塩害中性化 ASR 凍害疲労 ( 乾燥収縮など ) 特に適用効果の高い劣化機構塩害中性化 ASR 適用可能な変状変状なし ( 予防保全 ) ひび割れ鉄筋露出鉄筋腐食コンクリートの浮きはく離など特に適用効果の高い状況鉄筋腐食が進行中もしくはその懸念がある ASR 膨張が進行中 ( 残存膨張量が有害 ) 11

12 塩害技術資料 P.3~P.5 錆汁主鉄筋に沿ったひび割れ鉄筋断面減少 PC 鋼材破断鉄筋露出 12

13 橋面からの漏水再劣化再劣化 PC 鋼材破断 13

14 塩害とは種々の原因で塩分がコンクリート中に浸入し塩化物イオンとしてコンクリート表面からコンクリート内部へ浸透し鉄筋位置に到達鉄筋位置の塩化物イオン量が一定量を超えると鉄筋の不動態被膜が破壊され鉄筋腐食が生じる鉄筋が腐食するとコンクリートにひび割れ, はく離が生じるひび割れはく離箇所を通じて塩化物イオン水酸素の侵入が容易となり鉄筋腐食がさらに加速する腐食発生限界塩化物イオン量の例 : 2.0kg/m 3 留意点塩害において塩化物イオンは鉄筋腐食のトリガー鉄筋腐食が開始した時点で劣化を進行させる因子は塩化物イオン水と酸素にかわる 14

15 中性化技術資料 P.11~P.12 はく離はく落鉄筋露出鉄筋露出鉄筋に沿ったひび割れ 15

16 中性化とは大気中の二酸化炭素がコンクリート中 (ph=12 以上 ) に浸入コンクリート中の水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応し炭酸カルシウムを生成 ( 炭酸化 ) その結果コンクリート中の ph が低下 (ph=11 以下 ) する中性化が鉄筋付近 ( 中性化残り 10mm) まで到達すると鋼材の不動態被膜が破壊され鉄筋が腐食する鋼材が腐食するとコンクリートにひび割れはく離が生じる留意点中性化において中性化領域は鉄筋腐食のトリガー鉄筋腐食が開始した時点で劣化を進行させる因子は二酸化炭素水と酸素にかわる 16

17 鉄筋腐食不動態被膜(γ-Fe 2 O 3 ) が破壊されると鉄筋は腐食しやすい状態 ( 活性態 ) に活性態にある鉄筋表面ではアノード反応( 酸化反応 ) が進行し鉄がイオン化そこで発生した電子を消費するためにカソード反応( 還元反応 ) が進行両反応の組み合わせにより錆(Fe(OH) 2 ) が生成析出 17

18 塩害の劣化過程各劣化過程では何が起こっているのか? 次の劣化過程に進行させないためには何をすればよいのか? 18

19 中性化の劣化過程各劣化過程では何が起こっているのか? 次の劣化過程に進行させないためには何をすればよいのか? 19

20 1.3 アルカリシリカ反応 (ASR) 技術資料 P.17~P.20 亀甲状ひび割れ水平方向ひび割れ白色ゲル PC 鋼材に沿ったひび割れ 20

21 ASR とは技術資料 P.17~P.20 コンクリート中は高アルカリ環境であるコンクリート構造物は, 雨水や地下水などにより水分を供給されやすいコンクリートの粗骨材として, アルカリ, 水と反応して膨張する性質の反応性骨材が使用されることがあるコンクリート中の反応性骨材が, アルカリ分と反応してアルカリシリカゲルを生成アルカリシリカゲルが水分を吸収して膨張することにより, コンクリートにひび割れが生じる 21

22 アルカリシリカゲルの膨張第 1 ステージアルカリシリカゲルの生成第 2 ステージアルカリシリカゲルの膨張 Na +,K + Na +,K + 水水概念図反応性骨材 Si 反応性骨材 Si 水 Na +,K + Na +,K + 水アルカリシリカゲルアルカリシリカゲル反応式 nsio 2 + 2NaOH ( シリカ鉱物 ) ( アルカリ ) Na 2 O nsio 2 + H 2 O ( アルカリシリカゲル ) 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!) 22

23 ASR の劣化過程技術資料 P.29 各劣化過程では何が起こっているのか? 次の劣化過程に進行させないためには何をすればよいのか? 23

24 2. リハビリ工法の基本的な考え方 24

25 2.1 ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法 NETIS:CG A 25

26 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侵入抑制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リチウムによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) 亜硝酸リチウムによる ASR 膨張抑制 (ASR) 26

27 リハビリシリンダー工法塩害中性化に対してひび割れ注入材による劣化因子の遮断プラスアルファとして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 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優位性 : ひび割れを通じて鉄筋に亜硝酸イオンを供給する 27

28 リハビリシリンダー工法 ASR に対して技術資料 P.60 ひび割れ注入材による劣化因子 ( 水分 ) の遮断プラスアルファとしてリチウムイオンによるゲルの非膨張化を部分的に付与 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優位性 : ひび割れ周辺のコンクリートにリチウムイオンを供給する 28

29 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浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン40 (NETIS:CG A) を使用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~30.0mm 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 29

30 2.2 表面含浸工法プロコンガードシステム NETIS:CG A 30

31 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リチウムによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) 亜硝酸リチウムによる ASR 膨張抑制 (ASR) 31

32 けい酸塩系表面含浸工法の設計施工指針 ( 案 ) P.27 より抜粋本指針 ( 案 ) ではけい酸塩系表面含浸工法が単独で適用できる範囲を劣化過程が潜伏期までにある構造物を原則とした 32

33 一般的な表面含浸工法適用可能範囲は基本的に潜伏期種別特長備考シラン系疎水性のアルキル基によりコンクリート表層部に吸水防止層 ( 撥水層 ) を形成細孔を埋めないため呼吸性を損なわない環境によっては中性化を促進することもある滞水する部位では適用困難けい酸塩系反応型けい酸塩系固化型けい酸塩系けい酸ナトリウム系けい酸カリウム系水酸化カルシウムと反応し C-S-H ゲルを生成して空隙を充填する水分供給により再度溶解けい酸リチウム系材料自体の乾燥固化により空隙を充填する固化物は難溶性微細ひび割れを閉塞中性化が進行した領域ではカルシウム分が減少しており反応困難微細ひび割れを閉塞表面硬度の向上劣化因子遮断性はやや低い 33

34 付加価値のある表面含浸工法の例適用可能範囲は潜伏期進展期加速期前期種別特長備考鉄筋腐食抑制タイプ含浸系表面保護材コンクリート表面に塗布するだけで深く浸透し塩化物イオンの侵入を阻止する吸水防止層を形成さらに鉄筋のまわりに不動態皮膜にかわる保護層を形成し腐食を抑制劣化因子遮断 + 鉄筋腐食抑制亜硝酸リチウム併用型表面含浸材プロコンガードシステム 1 層目の亜硝酸リチウム系含浸材により鉄筋不動態皮膜を再生して鉄筋腐食を抑制 2 層目のけい酸リチウム系含浸材が表面で乾燥固化し劣化因子を遮断塩化物イオン濃度に応じて亜硝酸リチウム塗布量を設定劣化因子遮断 + 鉄筋腐食抑制 34

35 プロコンガードシステム塩害中性化に対して表面含浸材による劣化因子の遮断プラスアルファとして亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制を付与技術資料 P.45 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優位性 : コンクリート表面から鉄筋に向けて亜硝酸イオンを浸透させる 35

36 プロコンガードシステム ASR に対して表面含浸材による劣化因子の遮断プラスアルファとして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優位性 : コンクリート表層部にリチウムイオンを浸透させる 36

37 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固化型けい酸塩系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 37

38 参考プロコンガードシステム施工後の白化現象の例 38

39 参考亜硝酸リチウム併用型表面含浸工法の基本性能に関する基礎実験 ~ 広島工業大学にて ~ 39

40 2.3 表面被覆工法リハビリ被覆工法 40

41 一般的な表面被覆工法種類有機系 ( エポキシ樹脂アクリル樹脂ウレタン樹脂など ) 無機系 ( ポリマーセメントモルタル系 ) など目的コンクリート表面からの劣化因子の侵入抑制美観性向上リハビリ被覆工法種類目的亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントペースト + 高分子系浸透性防水材 ( 例 ) コンクリート表面からの劣化因子の侵入抑制美観性向上亜硝酸リチウムによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) 亜硝酸リチウムによる ASR 膨張抑制 (ASR) 41

42 リハビリ被覆工法塩害中性化に対して表面被覆材による劣化因子の遮断プラスアルファとして亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制を付与技術資料 P.46 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, 上塗りを行うコンクリート表面から鉄筋に向けて亜硝酸イオンを浸透させる 42

43 リハビリ被覆工法 ASR に対して表面被覆材による劣化因子 ( 水分 ) の遮断プラスアルファとしてリチウムイオンによるゲルの非膨張化を部分的に付与 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, 内部へ含浸させるゲルの非膨張化 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ゲルの非膨張化劣化因子の遮断 4 被覆層の保護のために, 上塗りを行うコンクリート表層部にリチウムイオンを浸透させる 43

44 リハビリ被覆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ゲル膨張抑制リハビリ被覆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リハビリ被覆工法の適用限界主たる目的はあくまで劣化因子の侵入抑制亜硝酸リチウムによるプラスアルファの効果の限界亜硝酸リチウムの含浸深さ (= 亜硝酸リチウムの効果 ) は表層の数 10mm 程度の範囲に限定される亜硝酸リチウムの物理的な塗布可能量には限界がある一般的な表面被覆工法と同様にコンクリート表面を覆うため以後のモニタリング性は低下する 44

45 2.4 断面修復工法リハビリ断面修復工法 45

46 一般的な断面修復工法材料目的ポリマーセメントモルタル系コンクリート浮きはく離部の修復劣化因子 ( 塩化物イオン ) の除去リハビリ断面修復工法材料目的亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントモルタルコンクリート浮きはく離部の修復劣化因子 ( 塩化物イオン ) の除去亜硝酸リチウムによる鉄筋腐食抑制 ( 塩害中性化 ) 亜硝酸リチウムによるマクロセル腐食抑制 46

47 断面修復工法技術資料 P.51 亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制コンクリート劣化部の除去およびそれに伴う内部の塩化物イオンの除去 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はつりだした鉄筋に直接亜硝酸イオンを供給する 47

48 付加価値のある断面修復工法の例種別特長備考塩分吸着剤を配した断面修復工コンクリート中の塩化物イオンを塩分吸着剤により吸着固定しかつ亜硝酸イオンをコンクリート中に放出する長期的にわたりコンクリート中に高い防錆環境を創出するコンクリート体質改善型断面修復技術亜硝酸リチウム併用型断面修復工コンクリートをはつりとり, 鉄筋を露出させる鉄筋の錆をケレンした後, 亜硝酸リチウム系防錆材を塗布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塩化物イオン量に応じて亜硝酸リチウム混入量を設定 48

49 リハビリ断面修復工法のメリット浮きはく離部を単に断面修復する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 : 鉄筋腐食抑制特に塩害の場合塩化物イオン濃度に応じて亜硝酸リチウム混入量を定量的に設定することができるリハビリ断面修復工法のデメリット亜硝酸リチウム混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断面修復工法の適用限界一般的な断面修復工法と同様に補修効果は断面修復した範囲に限定される ( あたりまえですが ) 劣化原因が塩害や中性化の場合浮きはく離範囲 (= 断面修復範囲 ) 以外でも鉄筋腐食は進行しているリハビリ断面修復工法と他工法とを組み合わせた総合的な補修 49

50 2.5 内部圧入工法 ( その 1) リハビリカプセル工法 NETIS:CG A 50

51 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 ) 電気防食工法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 ) 51

52 リハビリカプセル工法塩害中性化に対して亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制技術資料 P.48 (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以後の鉄筋腐食を根本的に抑制する削孔箇所から鉄筋周囲へ亜硝酸イオンを圧入する 52

このときアノード部とカソード部では電位差が生じ腐食電流が流れる電気防食コンクリート表面に陽極材を設置し

53 電気防食工法の概念鉄筋腐食不動態皮膜が破壊された箇所では鉄がイオン化するアノード反応健全な箇所で酸素が還元されるカソード反応が起こるアノード部でイオン化した鉄は錆へと変化このときアノード部とカソード部では電位差が生じ腐食電流が流れる電気防食コンクリート表面に陽極材を設置し鉄筋を陰極として微弱な防食電流 (5~30mA/m2 程度 ) を流す防食電流はカソード部に優先的に流れるため電位差が解消され腐食電流が消失し鋼材表面での化学反応が停止 CP 工法研究会 HP より抜粋 53

54 亜硝酸イオンによる鉄筋腐食抑制の概念抑制根拠 : 亜硝酸イオンが不動態被膜を再生し鉄筋腐食を抑制する基本方針 : 不動態被膜を再生するために必要な亜硝酸イオンを供給する劣化要因が塩害の場合既往の研究により以下の亜硝酸イオン量があれば OK [ NO 2- ] / [ CI - ] モル比 = 1.0 となる量例 ) 鉄筋位置での塩化物イオン濃度亜硝酸リチウム必要量亜硝酸リチウム 40% 水溶液必要量 1.2kg/m kg/m kg/m 3 5.0kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m 3 これだけの量の亜硝酸リチウムをコンクリート中に供給できる工法は内部圧入だけ 54

55 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 55

56 2.6 内部圧入工法 ( その 2) ASR リチウム工法 56

57 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) 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 57

ASR リチウム工法 ASR リチウム工法リチウムイオンによるゲルの非膨張化コンクリートに削孔して, 亜硝酸リチウム 40% 水溶液を加圧注入. 注入量 : Li/Naモル比 0.8となるLiNO 2 削孔径 : φ10mm,20mm,38mm 削孔間隔 : 500mm,750mm,1000mm 注入圧力 : 0.5MPa~1.

58 ASR リチウム工法 ASR リチウム工法リチウムイオンによるゲルの非膨張化コンクリートに削孔して, 亜硝酸リチウム 40% 水溶液を加圧注入. 注入量 : Li/Naモル比 0.8となるLiNO 2 削孔径 : φ10mm,20mm,38mm 削孔間隔 : 500mm,750mm,1000mm 注入圧力 : 0.5MPa~1.5MPa 注入期間 : 20 日 ~40 日程度 1 ひび割れ注入および表面被覆により, コンクリート表面のひび割れを閉塞する 2 コンクリートに小径の削孔を行い, 圧入孔とする 3 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加圧注入する 4 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, 削孔箇所を無収縮グラウト材にて埋め戻す削孔箇所からコンクリート内部全体へリチウムイオンを圧入する 58

59 59

8となる量例 ) コンクリート中のアルカリ総量亜硝酸リチウム必要量亜硝酸リチウム 40% 水溶液必要量 3.0kg/m 3 4.10kg/m 3 10.

60 リチウムイオンによる ASR 膨張抑制の概念抑制根拠 : リチウムイオンがASRゲルを非膨張化し ASR 膨張を抑制する基本方針 : ASRゲルを非膨張化するために必要なリチウムイオンを供給する既往の研究により以下のリチウムイオン量があればOK [ Li + ] / [ Na + ] モル比 = 0.8となる量例 ) コンクリート中のアルカリ総量亜硝酸リチウム必要量亜硝酸リチウム 40% 水溶液必要量 3.0kg/m kg/m kg/m 3 4.0kg/m kg/m kg/m 3 5.0kg/m kg/m kg/m 3 これだけの量の亜硝酸リチウムをコンクリート全体に供給できる工法は内部圧入だけ 60

61 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 61

62 参考 : 亜硝酸リチウムの浸透深さ ( 内部圧入工の場合 ) 油圧式カプセル式 62

63 2.7 亜硝酸リチウム製品 63

64 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 A) 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 64

65 プロコン 40 名称 : 浸透拡散型亜硝酸リチウム用途 : 内部圧入リハビリカプセル工法 ASR リチウム工法の抑制剤ひび割れ注入リハビリシリンダー工法の先行注入材外観 : 黄色透明特徴 : 亜硝酸リチウム製品として唯一の NETIS 登録技術 (NETIS:CG A) PSL-40 名称 : 断面修復混入用亜硝酸リチウム用途 : 断面修復リハビリ断面修復工法のポリマーセメントモルタルに混入外観 : 青色透明特徴 : ポリマーセメントモルタル 1m3 に対し最大 55kg( 亜硝酸リチウム有効成分として ) まで混入 65

66 プロコンガードプライマー名称 : 表面含浸表面被覆用亜硝酸リチウム用途 : 表面含浸プロコンガードシステムの第 1 層目表面被覆リハビリ被覆工法の第 1 層目断面修復リハビリ断面修復工法のハツリ面への塗布外観 : 青色透明特徴 : 塗布施工専用の亜硝酸リチウムプロコン混和剤名称 : 亜硝酸リチウム含有 SBR エマルション用途 : 表面被覆リハビリ被覆工法の亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントペースト用混和剤外観 : 乳白色特徴 : RV パウダーと配合して使用 66

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

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 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