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ともなりひきぎ
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平成 25 年度一般社団法人コンクリートメンテナンス協会コンクリート構造物の補修補強に関するフォーラム講演資料はじめに本日の主な内容コンクリートの劣化と補修工法選定の考え方

塩害中性化 ASR の劣化事例とメカニズム塩害中性化 ASR とは劣化の進行とメカニズム劣化の進行 (10 年たったらどうなる?) 2.

亜硝酸リチウムを用いた補修技術亜硝酸リチウムとは亜硝酸リチウムを用いた具体的な補修工法亜硝酸リチウムの安全性施工事例と追跡調査 1 おわりに 2 急増するコンクリート構造物の劣化

はじめに 3 個々の状況に応じて最適な補修技術補修材料を選定することが重要 4 建設後 50 年以上の橋梁の推移橋梁長寿命化修繕計画背景

1 平成 25 年度一般社団法人コンクリートメンテナンス協会コンクリート構造物の補修補強に関するフォーラム講演資料はじめに本日の主な内容コンクリートの劣化と補修工法選定の考え方一般社団法人コンクリートメンテナンス協会技術委員長江良和徳 1. 塩害中性化 ASR の劣化事例とメカニズム塩害中性化 ASR とは劣化の進行とメカニズム劣化の進行 (10 年たったらどうなる?) 2. 劣化要因に応じた補修工法の考え方塩害の補修工法の考え方 ASRの補修工法の考え方 3. 亜硝酸リチウムを用いた補修技術亜硝酸リチウムとは亜硝酸リチウムを用いた具体的な補修工法亜硝酸リチウムの安全性施工事例と追跡調査 1 おわりに 2 急増するコンクリート構造物の劣化高度経済成長期に大量に建設された社会資本ストックがまもなく 50 年を迎えるその当時は塩害や ASR に対する知見が十分でなかった著しく劣化したコンクリート構造物の急増はじめに 3 個々の状況に応じて最適な補修技術補修材料を選定することが重要 4 建設後 50 年以上の橋梁の推移橋梁長寿命化修繕計画背景従来は損傷が顕在化した後に対策を行う事後保全型の補修今後は高齢化した橋梁が急速に増加するため 1 致命的な損傷が発生する危険性が高まる 2 従来の事後保全型では維持管理コスト等が膨大となる長寿命化修繕計画の目的構造物の安全性信頼性を確保していくため 1 定期点検により橋梁の状態を把握し 2 損傷が顕在化する前の軽微な段階で予防保全的な補修 3 計画的な架替えを着実に進める橋梁の長寿命化と橋梁の修繕架替えに係る費用の縮減 5 橋梁長寿命化修繕計画の思想に沿った維持管理を! 6 1

劣化した構造物に対する適切な対処コンクリートに生じた変状は全てに原因があるその原因に応じて

塩害中性化 ASRの劣化事例とメカニズム 1 定期点検 2 詳細調査 3 劣化要因の判定と

補修工事の施工 7 補修効果の確認と定期的な監視 7 8 コンクリートの劣化塩害技術資料

5 塩害中性化アルカリシリカ反応 (ASR) 凍害化学的浸食 RC 床版の疲労錆汁

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

2 劣化した構造物に対する適切な対処コンクリートに生じた変状は全てに原因があるその原因に応じてその劣化度に応じて対象構造物の立地環境条件に応じて対象構造物の維持管理シナリオに応じて各補修工法に要求される性能や対策方針が異なる個々の状況に応じて最適な補修技術補修材料を選定補修材料を選定 1. 塩害中性化 ASRの劣化事例とメカニズム 1 定期点検 2 詳細調査 3 劣化要因の判定と健全度評価 4 補修要否の判定と維持管理シナリオ 5 補修工法補修材料の選定 6 補修工事の施工 7 補修効果の確認と定期的な監視 7 8 コンクリートの劣化塩害技術資料 P.3~P.5 塩害中性化アルカリシリカ反応 (ASR) 凍害化学的浸食 RC 床版の疲労錆汁主鉄筋に沿ったひび割れ 9 鉄筋断面減少 PC 鋼材破断鉄筋露出 10 橋面からの漏水塩害とは再劣化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再劣化 PC 鋼材破断

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

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

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アルカリシリカ反応 (ASR) 亀甲状ひび割れ技術資料 P.

劣化を進行させる因子は二酸化炭素水と酸素にかわる 15 白色ゲル PC 鋼材に沿ったひび割れ 16 ASR とは

20 アルカリシリカゲルの膨張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,

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,

コンクリートにひび割れが生じる概念図反応式第 1 ステージアルカリシリカゲルの生成 Na +,K +

3 鉄筋腐食中性化技術資料 P.11~P.12 はく離はく落はく落鉄筋露出不動態被膜(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 13 鉄筋露出鉄筋に沿ったひび割れ 14 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アルカリシリカ反応 (ASR) 亀甲状ひび割れ技術資料 P.17~P.20 水平方向ひび割れ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 15 白色ゲル PC 鋼材に沿ったひび割れ 16 ASR とは技術資料 P.17~P.20 アルカリシリカゲルの膨張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概念図反応式第 1 ステージアルカリシリカゲルの生成 Na +,K + 反応性骨材 Si Na +,K + Na +,K + Na +,K + アルカリシリカゲル 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 ) 第 2 ステージアルカリシリカゲルの膨張水水反応性骨材 Si 水 Na 2 O nsio 2 + mh 2 O ( アルカリシリカゲル ) ( 水 ) アルカリシリカゲル水 Na 2 O nsio 2 mh 2 O ( 吸水膨張!)

4 ASR による鉄筋破断 ASR による再劣化事例橋台の再劣化事例橋台や擁壁の背面は土砂に接しており, 背面を被覆することができない水分浸入を完全に遮断することが困難橋脚はり部の再劣化事例 ASR による鉄筋破断メカニズム曲げ加工部の加工硬化による脆化ひずみ時効による脆化の進行水素脆化による割れ ASR 膨張による鉄筋の曲げ戻し力 19 橋脚はり部には, 伸縮継手を通じて橋面からの排水が流れ込む. しかし, はり天端は桁や支承, アンカーバーなどがあり, 十分な被覆作業が困難水分浸入を完全に遮断することが困難 20 劣化の進行 (10 年たったらどうなる?) 事例 1 塩害で劣化した E 橋平成 12 年 1 月撮影平成 24 年 4 月撮影平成 24 年 4 月撮影形式 : RC 単純 T 桁橋竣工 : 不明立地 : 河口付近 ( 塩害環境 ) 平成 24 年 4 月撮影事例 2 塩害の再劣化が進行した A 橋平成 24 年 4 月撮影形式 : RC 単純 T 桁橋竣工 : 不明立地 : 河口付近 ( 塩害環境 )

5 平成 11 年 11 月撮影平成 24 年 4 月撮影平成 24 年 4 月撮影事例 3 ASR の再劣化が進行した K 橋平成 10 年のひび割れ状況平成 24 年撮影形式 : RC 橋台竣工 : 不明補修 : 平成 10 年 ( ひび割れ注入工表面被覆工 ) 立地 : 内陸部平成 24 年 4 月撮影塩害による劣化の診断 3 つの着目点 2. 劣化要因に応じた補修工法の考え方 1 劣化要因は塩害なのか? 環境条件の確認 ( 沿岸地域, 凍結防止剤散布地域 ) 外観目視調査 ( ひび割れパターン, 錆汁の有無, コンクリートの浮きはく離 ) 塩化物イオン含有量試験コンクリート表面から深さ方向の塩化物イオン量の分布を測定すると効果的 ( 内在塩分? 外来塩分?) 2 現時点での劣化程度はどれくらいか? 外観目視調査 ( 外観上の劣化グレード ) 鉄筋腐食度調査 ( はつりによる目視調査, 自然電位法 ) 3 将来的な塩害の劣化予測塩化物イオン拡散予測 (Fick の拡散方程式 )

3 将来的な塩害の劣化予測塩化物イオン拡散予測 (Fick の拡散方程式 ) 塩害補修工法の種類と要求性能技術資料 P.5~P.10 P.31~P.

鉄筋位置鉄筋位置 2 劣化因子の除去 ( 塩化物イオンをコンクリート内から除去する ) 断面修復工法脱塩工法 31 3 鉄筋腐食の抑制 ( 既に腐食が進行している鉄筋を防錆する )

塩化物イオンのコンクリート中への侵入を低減 ( 劣化因子の遮断 ) 表面含浸工法コンクリート表面を有機系, 無機系の材料にて被覆することにより, コンクリート表面からの劣化因子 (

mm で, 使用材料によって異なる 33 撥水効果付与 : シラン系撥水材などぜい弱部の強化 : ケイ酸ナトリウム系など 34 1 塩化物イオンのコンクリート中への侵入を低減 (

ゴム圧タイプ ) コンクリート中の塩化物イオン量が腐食発生限界を超えている鉄筋腐食が開始しており, コンクリートがはく離しているひび割れを通じた劣化因子 ( 塩化物イオン, 水分, 酸素

6 3 将来的な塩害の劣化予測塩化物イオン拡散予測 (Fick の拡散方程式 ) 塩害補修工法の種類と要求性能技術資料 P.5~P.10 P.31~P.33 1 劣化因子の遮断 ( 外部からの塩化物イオン水酸素の侵入を低減する ) 表面被覆工法表面含浸工法ひび割れ注入工法あと何年後に鉄筋位置の塩分量が腐食限界を超えるかを算出する鉄筋位置鉄筋位置 2 劣化因子の除去 ( 塩化物イオンをコンクリート内から除去する ) 断面修復工法脱塩工法 31 3 鉄筋腐食の抑制 ( 既に腐食が進行している鉄筋を防錆する ) 電気防食工法鉄筋防錆材 ( 亜硝酸リチウム ) の活用 32 1 塩化物イオンのコンクリート中への侵入を低減 ( 劣化因子の遮断 ) 表面被覆工法 1 塩化物イオンのコンクリート中への侵入を低減 ( 劣化因子の遮断 ) 表面含浸工法コンクリート表面を有機系, 無機系の材料にて被覆することにより, コンクリート表面からの劣化因子 ( 塩化物イオン, 水, 酸素 ) の侵入を防ぐ仕様, グレードなど, 被覆材の種類が豊富ハケ, コテ, ローラーにより塗布するハケ, ローラーにより塗布含浸する含浸深さは数 mm~ 数十 mm で, 使用材料によって異なる 33 撥水効果付与 : シラン系撥水材などぜい弱部の強化 : ケイ酸ナトリウム系など 34 1 塩化物イオンのコンクリート中への侵入を低減 ( 劣化因子の遮断 ) ひび割れ注入工法 2 既にコンクリート中に侵入した塩化物イオンを除去 ( 劣化因子の除去 ) 断面修復工法自動低圧注入器 ( スプリング圧タイプ ) 自動低圧注入器 ( ゴム圧タイプ ) コンクリート中の塩化物イオン量が腐食発生限界を超えている鉄筋腐食が開始しており, コンクリートがはく離しているひび割れを通じた劣化因子 ( 塩化物イオン, 水分, 酸素 ) の侵入を遮断するセメント系, ポリマーセメント系, 樹脂系などさまざまな種類がある 35 塩化物イオンを含むコンクリートをはつり取り, 断面欠損部分を断面修復する母材との付着性のよいポリマーセメントモルタルが用いられる左官工法, モルタル注入工法 ( プレパックド工法 ), 吹付け工法 36 6

2 既にコンクリート中に侵入した塩化物イオンを除去 ( 劣化因子の除去 ) 断面修復工法 2

ポリマーセメントモルタルに亜硝酸リチウムを混入断面修復部に犠牲陽極材を設置 37 通電期間 : 約 8

コンクリート中の鋼材を陰極として直流電流を流すコンクリート中の塩化物イオンを陽極側へ電気泳動させて取り除く 38

腐食が開始した鉄筋の腐食進行を抑制 ( 鉄筋腐食の抑制 ) 電気防食工法 - 外部電源方式外部電極の設置

かぶりコンクリートが比較的健全な場合に効果的施工後は新たな塩化物イオンの浸入防止を目的として表面保護工を施す PC

:1~3 ma/m 2 外部電源方式コンクリート表面に陽極材を設置するコンクリート中の鋼材を陰極として直流電流

腐食が開始した鉄筋の腐食進行を抑制 ( 鉄筋腐食の抑制 ) 3 腐食が開始した鉄筋の腐食進行を抑制 (

亜硝酸リチウムには鉄筋腐食抑制効果がある使用方法ひび割れ注入材と併用する表面被覆材に混入する

7 2 既にコンクリート中に侵入した塩化物イオンを除去 ( 劣化因子の除去 ) 断面修復工法 2 既にコンクリート中に侵入した塩化物イオンを除去 ( 劣化因子の除去 ) 脱塩工法左官工法吹付け工法 ( 乾式 ) はつり範囲は鉄筋背面側が露出するまでとするが, 実際は困難な場合が多いコンクリート内部に除去しきれない塩化物イオンが残る断面修復部の境界部においてマクロセル腐食が懸念されるポリマーセメントモルタルに亜硝酸リチウムを混入断面修復部に犠牲陽極材を設置 37 通電期間 : 約 8 週間電流密度 :1A/m 2 コンクリート表面に電解質を介して外部電極を設置するコンクリート中の鋼材を陰極として直流電流を流すコンクリート中の塩化物イオンを陽極側へ電気泳動させて取り除く 38 2 既にコンクリート中に侵入した塩化物イオンを除去 ( 劣化因子の除去 ) 脱塩工法 3 腐食が開始した鉄筋の腐食進行を抑制 ( 鉄筋腐食の抑制 ) 電気防食工法 - 外部電源方式外部電極の設置通電時の状況コンクリートをはつることなく, 塩化物イオンのみ除去できるかぶりコンクリートが比較的健全な場合に効果的施工後は新たな塩化物イオンの浸入防止を目的として表面保護工を施す PC 構造物に適用する場合には,PC 鋼材の水素脆化が生じないよう配慮が必要 39 通電期間 : 供用期間中電流密度 :1~3 ma/m 2 外部電源方式コンクリート表面に陽極材を設置するコンクリート中の鋼材を陰極として直流電流 ( 防食電流 ) を流すこの防食電流が流れている期間は鋼材の腐食が進行しない 40 3 腐食が開始した鉄筋の腐食進行を抑制 ( 鉄筋腐食の抑制 ) 3 腐食が開始した鉄筋の腐食進行を抑制 ( 鉄筋腐食の抑制 ) 電気防食工法 - 外部電源方式亜硝酸リチウムによる鉄筋防錆亜硝酸リチウムには鉄筋腐食抑制効果がある使用方法ひび割れ注入材と併用する表面被覆材に混入する断面修復材に混入する内部圧入する線状陽極材の設置例面状陽極材の設置例供用期間中, 防食電流を供給し続ける必要がある適用後には配電設備等の定期的なメンテナンスが必要 PC 構造物に適用する場合には,PC 鋼材の水素脆化が生じないよう配慮が必要亜硝酸リチウム 40% 水溶液各補修工法の本来の目的 ( 劣化因子の遮断, 除去 ) に加え, 亜硝酸リチウムによる鉄筋防錆効果を付与することができる詳細は後半にて!

8 中性化による劣化の診断 3 つの着目点 1 劣化要因は中性化なのか? 外観目視調査 ( ひび割れパターン, 錆汁の有無, コンクリートの浮きはく離 ) 環境条件の確認 ( 沿岸地域, 凍結防止剤散布地域でないか?) 中性化深さ試験 ( フェノールフタレイン法 ) フェノールフタレイン溶液を噴霧したときの非発色部を中性化領域と判定する ( 劣化予測にも活用 ) 2 現時点での劣化程度はどれくらいか? 外観目視調査 ( 外観上の劣化グレード ) 鉄筋腐食度調査 ( はつりによる目視調査, 自然電位法 ) 3 将来的な中性化の劣化予測中性化進行予測 ( t 法 ) 43 3 将来的な中性化の劣化予測 t 法による劣化予測フェノールフタレイン法により現在の中性化深さを測定竣工後の経過年数と現時点での中性化深さから中性化残りが 10mm に達するまでの期間を予測する 4.0 現在の中性化深さ ( 測定値 ) 塩分含有量 (kg/m3) 中性化残りが 10mm に達するまでの期間を推定する ( t 法 ) 鉄筋位置コンクリート表面からの距離 (mm) 中性化の試験値と鉄筋位置との関係 44 中性化補修工法の種類と要求性能 1 劣化因子の遮断 ( 外部からの二酸化炭素水酸素の侵入を低減する ) 表面被覆工法表面含浸工法ひび割れ注入工法 2 劣化因子の除去 ( 既に中性化したコンクリートのアルカリ性を回復 ) 断面修復工法再アルカリ化工法技術資料 P.11~P.16 P.31~P.33 3 鉄筋腐食の抑制 ( 既に腐食が進行している鉄筋を防錆する ) 電気防食工法鉄筋防錆材 ( 亜硝酸リチウム ) の活用劣化進行が早い場合に適用される 45 ASR による劣化の診断 3 つの着目点 1 劣化要因はASRなのか? 外観目視調査 ( ひび割れパターン, 白色ゲル析出など ) コア観察 (ASRゲル, 反応リム, 骨材の割れ ) 岩種判定 ( 偏光顕微鏡観察,X 線回折分析 ) アルカリシリカゲルの観察 ( 化学分析,SEM 観察 ) アルカリ総量試験 (ASR の可能性の有無 ) 2 現時点での劣化程度はどれくらいか? 外観目視調査 ( 外観上の劣化グレード ) 圧縮強度試験, 静弾性係数試験, 超音波伝播速度 (ASR により低下 ) 3 将来的な ASR の劣化予測残存膨張量試験 (JCI-DD2 法, カナダ法など ) 外観目視調査 ( 数年の間でひび割れ幅や密度が増大再劣化 ) 46 3 将来的な ASR の劣化予測膨張率 (%) 残存膨張量試験 ( 以後の ASR 膨張の可能性を定量的に評価 ) 0.120% 20 95%RH 0.100% 0.080% 0.060% 0.040% 0.020% 0.000% JCI-DD2 法カナダ法 40 95%RH 残存膨張全膨張促進期間 (day) 解放膨張環境 : 40,95%RH 期間 : 3 ヵ月判定例 : 0.05% 以上を有害 ( 全膨張 ) 課題 : 遅延膨張性の骨材などでは過小評価となる場合あり膨張率 (%) 0.200% 0.150% 0.100% 0.050% 0.000% 経過時間 (day) 環境 : 80,1N NaOH 溶液浸漬期間 : 21 日 ( または 14 日 ) 判定例 : 0.1% 以上を有害課題 : 強制膨張試験のため過大評価となる場合あり 47 ASR 補修工法の種類と要求性能 1 劣化因子の遮断 ( 外部からの水分の浸入を低減する ) 表面被覆工法表面含浸工法ひび割れ注入工法 2 ゲルの非膨張化 ( アルカリシリカゲルの膨張性を低減する ) ASR 抑制剤 ( 亜硝酸リチウム ) の活用 3 膨張の拘束 ( 部材の ASR 膨張を拘束する ) 部材接着工法巻立て工法技術資料 P.20~P.25 P.38~P

1 外部からの水分の浸入を低減する ( 劣化因子の遮断 ) 1 外部からの水分の浸入を低減する ( 劣化因子の遮断 ) 表面被覆工

コンクリート表面からの劣化因子 ( 水分 ) の浸入を防ぐ水分を遮断することにより, アルカリシリカゲルの吸水膨張を抑制する ASR

亜硝酸リチウムの組合せも可能 49 表面含浸工 ( シラン系 ) コンクリート表面にシランなどの撥水系表面含浸材を塗布することにより,

対策としての実績が増えている劣化進行が比較的軽微な段階で適用すると効果が高い以後のモニタリングも容易 50 1

亜硝酸リチウム内部圧入工法自動低圧注入器 ( スプリング圧タイプ ) 自動低圧注入器 ( ゴム圧タイプ )

樹脂系などさまざまな種類がある膨張に追随させるため, 伸び能力の高い樹脂系注入材を選定することもセメント系注入材 +

リチウムイオンがアルカリシリカゲルを非膨張化するため, 以後の ASR 膨張は抑制される詳細は後半にて!

コンクリート構造物の維持管理 ~ 技術資料 ~ 平成 23 年度改訂版一般社団法人コンクリートメンテナンス協会鋼板巻立てによる ASR

9 1 外部からの水分の浸入を低減する ( 劣化因子の遮断 ) 1 外部からの水分の浸入を低減する ( 劣化因子の遮断 ) 表面被覆工表面含浸工法表面被覆工 ( 無機系 ) 表面被覆工 ( 有機系 ) コンクリート表面を有機系, 無機系の材料にて被覆することにより, コンクリート表面からの劣化因子 ( 水分 ) の浸入を防ぐ水分を遮断することにより, アルカリシリカゲルの吸水膨張を抑制する ASR 対策としての実績は最も豊富膨張に追随させるため, 伸び能力の高い柔軟型の有機系被覆材を使用することも無機系被覆材 + 亜硝酸リチウムの組合せも可能 49 表面含浸工 ( シラン系 ) コンクリート表面にシランなどの撥水系表面含浸材を塗布することにより, 表面から内部へ含浸させ, コンクリート表層部に撥水層を形成する外部からの水分を遮断する一方で, 内部からの水分逸散は阻害しない ASR 対策としての実績が増えている劣化進行が比較的軽微な段階で適用すると効果が高い以後のモニタリングも容易 50 1 外部からの水分の浸入を低減する ( 劣化因子の遮断 ) 2 アルカリシリカゲルの膨張性を低減する ( ゲルの非膨張化 ) ひび割れ注入工法亜硝酸リチウム内部圧入工法自動低圧注入器 ( スプリング圧タイプ ) 自動低圧注入器 ( ゴム圧タイプ ) 亜硝酸リチウム内部圧入工施工状況ひび割れを通じた劣化因子 ( 水分 ) の侵入を遮断するセメント系, ポリマーセメント系, 樹脂系などさまざまな種類がある膨張に追随させるため, 伸び能力の高い樹脂系注入材を選定することもセメント系注入材 + 亜硝酸リチウムの組合せが可能 51 コンクリート内部に亜硝酸リチウムを加圧注入し, アルカリシリカゲルにリチウムイオンを供給するリチウムイオンがアルカリシリカゲルを非膨張化するため, 以後の ASR 膨張は抑制される詳細は後半にて! 52 3 部材の ASR 膨張を拘束する ( 膨張の拘束 ) 部材接着工法巻立て工法コンクリートメンテナンス協会技術資料のご紹介コンクリート構造物の維持管理 ~ 技術資料 ~ 平成 23 年度改訂版一般社団法人コンクリートメンテナンス協会鋼板巻立てによる ASR 膨張拘束定価 1,500 部材の膨張を拘束するために, 部材表面に鋼板, 繊維シート,PC パネルなどを接着または巻立てる工法拘束効果を発揮できる形状か否かを検討する必要がある補修量の算定には詳細な検討が必要 53 お申し込みはコンクリートメンテナンス協会 HP から

コンクリート構造物の維持管理目次 1. はじめに ~ 技術資料 ~ 技術資料 P.27~ 2. コンクリート構造物の主な劣化とその補修対策 2.1 塩害 2.2 中性化 2.3 アルカリシリカ反応 (ASR) 3. 亜硝酸リチウムを用いた効果的な補修工法 3.1 亜硝酸リチウムとは 3.2 亜硝酸リチウムを用いた塩害中性化の補修工法 3.3 亜硝酸リチウムを用いたASRの補修工法 3.

30 亜硝酸リチウム Lithium Nitrite ; LiNO 2 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 ) 亜硝酸イオン NO - 2 リチウムイオン Li + 不動態被膜の再生により鉄筋腐食を抑制するアルカリシリカゲルを非膨張化する亜硝酸リチウム 40% 水溶液塩害中性化対策 ASR

10 コンクリート構造物の維持管理目次 1. はじめに ~ 技術資料 ~ 技術資料 P.27~ 2. コンクリート構造物の主な劣化とその補修対策 2.1 塩害 2.2 中性化 2.3 アルカリシリカ反応 (ASR) 3. 亜硝酸リチウムを用いた効果的な補修工法 3.1 亜硝酸リチウムとは 3.2 亜硝酸リチウムを用いた塩害中性化の補修工法 3.3 亜硝酸リチウムを用いたASRの補修工法 3.4 浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン亜硝酸リチウムの安全性について 3. 亜硝酸リチウムを用いた補修工法 4. 亜硝酸リチウムを用いた補修事例 5. 亜硝酸リチウム関連論文集亜硝酸リチウムとは技術資料 P.27~P.30 亜硝酸リチウム Lithium Nitrite ; LiNO 2 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 ) 亜硝酸イオン NO - 2 リチウムイオン Li + 不動態被膜の再生により鉄筋腐食を抑制するアルカリシリカゲルを非膨張化する亜硝酸リチウム 40% 水溶液塩害中性化対策 ASR 対策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 年代から多数報告鉄筋周囲に亜硝酸イオン (NO 2- ) が供給されると不動態被膜が破壊され, 鉄筋が腐食している状態亜硝酸イオン ( NO 2- ) が不動態被膜を再生する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 年代から多数報告概念図反応式第 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水 Na 2 O nsio 2 + mh 2 O ( アルカリシリカゲル ) ( 水 ) 反応性骨材 Si アルカリシリカゲル Na 2 O nsio 2 mh 2 O ( 吸水膨張!) 水水 Li 反応性骨材 Si 非膨張化されたゲル Na 2 O nsio 2 Na と Li とのイオン交換 Li 2 O nsio 2 Li 水亜硝酸イオン (NO 2- ) による不動態被膜再生メカニズム 59 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 60 10

11 13th ICAAR TRONDHEIM 2008 第 13 回アルカリ骨材反応に関する国際会議 ICAAR 国際会議の様子ノルウェートロンハイム開催地ノルウェー ( トロンハイム ) 期間 2008 年 6 月 16 日 ~20 日参加国 32ヶ国論文発表数 123 編発表内容からみた海外でのリチウムの適用事例 3.2 塩害中性化の補修技術資料 P.27~P.30 リチウム電気化学的浸透リチウム内部圧入亜硝酸リチウム含有ペースト亜硝酸リチウム含有モルタルリチウム真空注入リチウム路面噴霧塩害補修工法の種類と要求性能ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法ひび割れ注入材による劣化因子の遮断 (NETIS:CG A) 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 1 劣化因子の遮断 ( 塩化物イオン二酸化炭素水酸素 ) 表面被覆工法表面含浸工法ひび割れ注入工法 2 劣化因子の除去断面修復工法脱塩工法 3 鉄筋腐食の抑制電気防食工法亜硝酸リチウム内部圧入亜硝酸リチウムの活用 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 65 ひび割れを通じて鉄筋に亜硝酸イオンを供給する 66 11

表面被覆工法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

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

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 68 参考 : 亜硝酸リチウムの浸透深さ (

3kg/m2) 5 ヶ月後に供試体を割裂して浸透深さを測定 ( 呈色反応試験 ) 浸透深さ

亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制 (NETIS:CG-120005-A) 断面修復工法

削孔箇所を無収縮グラウト材にて埋め戻す 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

12 表面被覆工法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表面含浸工法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浸透拡散型亜硝酸リチウムを含浸塗布 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム水溶液を塗布し, 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 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム水溶液を塗布し, 内部へ含浸させる鉄筋防錆 3 亜硝酸リチウムの溶出を防ぐために浸透性防水材を塗布する劣化因子の遮断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 67 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 68 参考 : 亜硝酸リチウムの浸透深さ ( 表面含浸の場合 ) コンクリート供試体表面に亜硝酸リチウム 40% 水溶液を塗布 (0.3kg/m2) 5 ヶ月後に供試体を割裂して浸透深さを測定 ( 呈色反応試験 ) 浸透深さ 20~30mm 亜硝酸リチウム内部圧入工法リハビリカプセル工法亜硝酸イオンによる鉄筋腐食の抑制 (NETIS:CG A) 断面修復工法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 コンクリートに φ10mm の削孔を 500mm 程度の間隔で行う 2 小型の加圧装置を設置して亜硝酸リチウム水溶液を内部圧入する鉄筋防錆 3 削孔箇所を無収縮グラウト材にて埋め戻す 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, 防錆ペーストとして亜硝酸リチウム含有モルタルを塗布する鉄筋防錆 3 ポリマーセメントモルタルにて断面欠損部を修復する削孔箇所から鉄筋周囲へ亜硝酸イオンを圧入する 71 はつりだした鉄筋に直接亜硝酸イオンを供給する 72 12

亜硝酸リチウムによる塩害補修の設計 ( 必要量算出 ) 亜硝酸リチウムによる鉄筋防錆効果抑制根拠 :

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

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.

45 ASR 補修工法ひび割れ注入工内部圧入工 75 アルカリ骨材反応対策小委員会報告書平成 17 年 8 月より

表面含浸工法シラン系撥水材 ( 内部からの水分逸散 ) 表面改質剤 ( コンクリート表層部の緻密化 )

リハビリシリンダー工法ひび割れ注入材による劣化因子( 水分 ) の遮断 (NETIS:CG-110017-A)

13 亜硝酸リチウムによる塩害補修の設計 ( 必要量算出 ) 亜硝酸リチウムによる鉄筋防錆効果抑制根拠 : 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 73 水道水塩水亜硝酸リチウム 3.3 ASR の補修技術資料 P.38~P.45 ASR 補修工法ひび割れ注入工内部圧入工 75 アルカリ骨材反応対策小委員会報告書平成 17 年 8 月より 76 ASR 補修工法の種類と要求性能 1 劣化因子の遮断 ( 水分 ) 表面被覆工法有機系被覆材無機系被覆材表面含浸工法シラン系撥水材 ( 内部からの水分逸散 ) 表面改質剤 ( コンクリート表層部の緻密化 ) ひび割れ注入工法樹脂系注入材 ( ひび割れ追従性 ) 超微粒子セメント系注入材ひび割れ注入工法リハビリシリンダー工法ひび割れ注入材による劣化因子( 水分 ) の遮断 (NETIS:CG A) 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 2ASR ゲル膨張の抑制亜硝酸リチウム内部圧入亜硝酸リチウムの活用 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 77 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 78 13

表面被覆工法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表面含浸工法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浸透拡散型亜硝酸リチウムを含浸塗布 1

コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム水溶液を塗布し, 内部へ含浸させるゲルの非膨張化 3 亜硝酸リチウムの溶出を防ぐために浸透性防水材を塗布する劣化因子の遮断コンクリート表層部にリチウムイオンを浸透させる 79 コンクリート表層部にリチウムイオンを浸透させる 80

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.

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 81 82 亜硝酸リチウム内部圧入工法リハビリカプセル工法リチウムイオンによるゲルの非膨張化 (NETIS:CG-120005-A)

14 表面被覆工法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表面含浸工法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浸透拡散型亜硝酸リチウムを含浸塗布 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム水溶液を塗布し, 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 1 コンクリート表面を下地処理する 2 亜硝酸リチウム水溶液を塗布し, 内部へ含浸させるゲルの非膨張化 3 亜硝酸リチウムの溶出を防ぐために浸透性防水材を塗布する劣化因子の遮断コンクリート表層部にリチウムイオンを浸透させる 79 コンクリート表層部にリチウムイオンを浸透させる 80 亜硝酸リチウム内部圧入工法 ASR リチウム工法リチウムイオンによるゲルの非膨張化 (NETIS:KK A) 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, 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亜硝酸リチウム内部圧入工法リハビリカプセル工法リチウムイオンによるゲルの非膨張化 (NETIS:CG A) 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. 小規模施工において経済性向上注入量 : Li/Naモル比 0.8となるLiNO 2 削孔径 : φ10mm 削孔間隔 : 500mm 注入圧力 : 0.5MPa~1.0MPa 注入期間 : 7 日 ~15 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 コンプレッサー, カプセル式加圧装置, パッカーを設置して亜硝酸リチウムを加圧注入する 4 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

参考 : 亜硝酸リチウムの浸透深さ ( 内部圧入工の場合 ) 内部圧入工の場合ひび割れ注入表面被覆工の場合油圧式コンクリート

リチウムの浸透範囲が表層に限られる ASR 膨張性が比較的穏やかな場合に適用できる 85 ASR 膨張性の大きい場合の対策として最も適する

参考 : 亜硝酸リチウムによる ASR 膨張抑制効果 0.120% 0.100% 0.080% 施工前施工直後施工後 4 年経過 0.

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 + ] / [

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.

10kg/m 3 87 施工前( 赤 ) と施工直後 ( 青 ) を比較すると, リチウムイオン内部圧入工を施工することによりASR

15 参考 : 亜硝酸リチウムの浸透深さ ( 内部圧入工の場合 ) 内部圧入工の場合ひび割れ注入表面被覆工の場合油圧式コンクリートコンクリート水分ひび割れ注入材亜硝酸リチウムの浸透亜硝酸リチウムの浸透表面被覆材水分カプセル式亜硝酸リチウムの浸透範囲 (ASR 膨張抑制範囲 ) はコンクリート全体におよぶ. リチウムの浸透範囲が広い ASR 抑制効果の期待度が高い亜硝酸リチウムの浸透範囲 (ASR 膨張抑制範囲 ) はコンクリート表層部のみ. リチウムの浸透範囲が表層に限られる ASR 膨張性が比較的穏やかな場合に適用できる 85 ASR 膨張性の大きい場合の対策として最も適する従来のひび割れ注入や表面被覆工よりも延命化を図ることができる適用区分 86 亜硝酸リチウムによる ASR 補修の設計 ( 必要量算出 ) 参考 : 亜硝酸リチウムによる ASR 膨張抑制効果 0.120% 0.100% 0.080% 施工前施工直後施工後 4 年経過 0.081% 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となる量膨張率 (%) 0.060% 0.040% 0.020% 0.000% 0.05% ASR 膨張性が低減された状態を維持 0.026% 0.018% 促進期間 (day) 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 87 施工前( 赤 ) と施工直後 ( 青 ) を比較すると, リチウムイオン内部圧入工を施工することによりASR 膨張性が低減されることがわかる. 施工直後( 青 ) と施工後 4 年経過時 ( 黒 ) を比較すると, 圧入後 4 年経過しても ASR 膨張性が低減された状態で維持されていることがわかる. 88 参考 : 国交省中国地方整備局橋梁補修補強の手引き ( 案 ) 平成 24 年 3 月参考 : 国交省四国地方整備局橋梁の長寿命化修繕計画平成 23 年 4 月

参考 : コンクリート診断士試験重要キーワード 100 3.4 浸透拡散型亜硝酸リチウム技術資料 P.

できるだけコンクリート中の浸透性能の高い亜硝酸リチウム製品が望ましい浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン 40 (NETIS

1 事例紹介 (1) 塩害で劣化した RC 上部工の補修採用された工法 : 断面修復工法 + 表面被覆工法 (

53 使用機材ハンドハンマ (1) 断面修復工対象構造物臨海地域にある RC 上部工塩害による劣化状況

の除去, 遮断 2 コンクリートはつり 3 はつり完了補修工法の選定断面修復工 + 表面被覆工 1 着工前 ( 劣化状況

94 (1) 断面修復工使用材料浸透拡散型亜硝酸リチウム40% 水溶液亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントペースト

16 参考 : コンクリート診断士試験重要キーワード浸透拡散型亜硝酸リチウム技術資料 P.46 (NETIS:CG A) 塩害, 中性化,ASR によって劣化したコンクリートの補修対策に亜硝酸リチウムを使用する場合, コンクリート中の亜硝酸リチウムの浸透範囲の大小がそのまま補修効果に直結するできるだけコンクリート中の浸透性能の高い亜硝酸リチウム製品が望ましい浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン 40 (NETIS 登録技術 ) 91 浸透拡散型亜硝酸リチウムプロコン事例紹介 (1) 塩害で劣化した RC 上部工の補修採用された工法 : 断面修復工法 + 表面被覆工法 ( 亜硝酸リチウムを併用する ) 技術資料 P.51~P.53 使用機材ハンドハンマ (1) 断面修復工対象構造物臨海地域にある RC 上部工塩害による劣化状況コンクリートはく離, 鉄筋露出コンクリート浮き ( 斜線部 ) 塩害の抑制方針鉄筋腐食の抑制劣化因子 (Cl - ) の除去, 遮断 2 コンクリートはつり 3 はつり完了補修工法の選定断面修復工 + 表面被覆工 1 着工前 ( 劣化状況 ) 93 コンクリート表面をたたき点検し, 浮きのある箇所をはつり落とす ( 鉄筋露出部以外でも鉄筋腐食は進んでいる ) 94 (1) 断面修復工使用材料浸透拡散型亜硝酸リチウム40% 水溶液亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントペースト (1) 断面修復工使用材料亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントモルタル亜硝酸リチウムを含有するポリマーセメントモルタルをコテ塗り浸透拡散型亜硝酸リチウム塗布亜硝酸リチウム含有ペースト塗布 4 鉄筋ケレン腐食した鉄筋の表面をケレンし, 入念に錆を落とす 5 鉄筋防錆材塗布亜硝酸リチウム 40% 水溶液を塗布する亜硝酸リチウム含有ペーストを塗布する 6 断面修復亜硝酸リチウム含有モルタルを用いて左官工法にて断面修復する

(2) 表面被覆工使用材料浸透拡散型亜硝酸リチウム 40% 水溶液亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントペースト (2) 表面被覆工使用材料アクリル系エマルジョン塗料など浸透性防水材など浸透拡散型亜硝酸リチウムを含浸塗布

アクリル系エマルジョン塗料や浸透性防水材などを上塗りしポリマーセメントペースト層を保護する 97 98 期待される塩害抑制効果断面修復工により, 既に浸入した塩化物イオンを除去表面被覆工により, 今後の塩化物イオンの浸入を抑制

以後の鉄筋腐食を抑制する (3)ASR で劣化した橋台の補修対象構造物橋台採用された工法 : 亜硝酸リチウム内部圧入工法 ASR による劣化状況亀甲状ひび割れ発生最大ひび割れ幅:6.0mm 残存膨張量:0.

59 補修工法の選定リチウムイオン内部圧入工 1 着工前 ( 劣化状況 ) 99 100 リチウムイオン内部圧入工法使用材料ひび割れ注入材ポリマーセメントペーストリチウムイオン内部圧入工法使用機材鉄筋探査機ダイヤモンドコアドリル

17 (2) 表面被覆工使用材料浸透拡散型亜硝酸リチウム 40% 水溶液亜硝酸リチウム含有ポリマーセメントペースト (2) 表面被覆工使用材料アクリル系エマルジョン塗料など浸透性防水材など浸透拡散型亜硝酸リチウムを含浸塗布亜硝酸リチウムを含有したポリマーセメントモルタルを塗布 1 亜硝酸リチウム塗布含浸 2 表面被覆 3 上塗り亜硝酸リチウム 40% 水溶液をコンクリート表面に塗布し, 含浸させる亜硝酸リチウム含有ペーストをコンクリート表面に塗布するアクリル系エマルジョン塗料や浸透性防水材などを上塗りしポリマーセメントペースト層を保護する期待される塩害抑制効果断面修復工により, 既に浸入した塩化物イオンを除去表面被覆工により, 今後の塩化物イオンの浸入を抑制塩化物イオンによる鉄筋腐食環境を改善補修材料中の亜硝酸イオンがコンクリート中に拡散し, 鉄筋を防錆亜硝酸イオンが鉄筋の不動態被膜を再生し, 鉄筋腐食を抑制塩化物イオンの遮断に加え, 既に腐食している鉄筋の不動態被膜を再生し, 以後の鉄筋腐食を抑制する (3)ASR で劣化した橋台の補修対象構造物橋台採用された工法 : 亜硝酸リチウム内部圧入工法 ASR による劣化状況亀甲状ひび割れ発生最大ひび割れ幅:6.0mm 残存膨張量:0.15%( カナダ法 ) ASR の抑制方針アルカリシリカゲルの非膨張化技術資料 P.54~P.59 補修工法の選定リチウムイオン内部圧入工 1 着工前 ( 劣化状況 ) リチウムイオン内部圧入工法使用材料ひび割れ注入材ポリマーセメントペーストリチウムイオン内部圧入工法使用機材鉄筋探査機ダイヤモンドコアドリル 2 表面漏出防止 ( ひび割れ注入 ) 3 表面漏出防止 ( 表面シール ) 4 鉄筋探査工 5 圧入孔削孔コンクリート表面からの漏出防止として, ひび割れ注入工を実施する ( 幅 0.2mm 以上 ) 同様に, 幅 0.2mm 未満のひび割れやジャンカ等に対し, 表面シールを行う圧入孔の削孔時に鉄筋を損傷させることのないよう, 鉄筋探査を行う圧入孔として,φ20mm のコア削孔を行う. 本橋台では削孔ピッチを 500mm 間隔とした

リチウムイオン内部圧入工法リチウムイオン内部圧入工法使用機材油圧式圧入装置使用材料浸透拡散型亜硝酸リチウム 40% 水溶液 6 圧入装置の設置 7

孔ずつ試験的に加圧注入する背面への漏出など不適切な孔を検出する各孔の圧入速度を測定する所定量の浸透拡散型亜硝酸リチウムを加圧注入する圧入完了後, 配管を撤去し,

圧入されたリチウムイオンがコンクリート内部にまで浸透し, ゲルを非膨張化コンクリート内にあるゲルは非膨張化され,ASR の進行が抑制されるコンクリートに削孔し,

劣化進行がはやい構造物や, 再劣化を許容しない構造物, 水分遮断が困難な構造物などに対する適用が効果的 10 浸透確認 ( 呈色試験 )

! ASR リチウム工法の詳細については,ASR リチウム工法 HP(http://www.asrli.jp/) もご参照ください.

場所 : 佐賀県武雄市山内町施工 : 平成 24 年 12 月 ~ 平成 25 年 10 月発注 : 佐賀県武雄土木事務所事前調査 : 圧縮強度 26.8~41.

18 リチウムイオン内部圧入工法リチウムイオン内部圧入工法使用機材油圧式圧入装置使用材料浸透拡散型亜硝酸リチウム 40% 水溶液 6 圧入装置の設置 7 試験加圧注入工 8 本加圧注入工 9 圧入孔充填工圧入孔に加圧パッカー, 耐圧ホースをつなぎ, 圧入装置まで配管する全孔を 1 孔ずつ試験的に加圧注入する背面への漏出など不適切な孔を検出する各孔の圧入速度を測定する所定量の浸透拡散型亜硝酸リチウムを加圧注入する圧入完了後, 配管を撤去し, 無収縮グラウト材にて圧入孔を充填するリチウムイオン内部圧入工法使用材料呈色反応試薬期待される ASR 抑制効果圧入されたリチウムイオンがコンクリート内部にまで浸透し, ゲルを非膨張化コンクリート内にあるゲルは非膨張化され,ASR の進行が抑制されるコンクリートに削孔し, 亜硝酸リチウムを加圧注入することで, 表層部だけでなく, 内部の ASR 膨張を根本的に抑制ゲルの膨張性を消失させるため, 以後の水分供給があっても再劣化しない劣化進行がはやい構造物や, 再劣化を許容しない構造物, 水分遮断が困難な構造物などに対する適用が効果的 10 浸透確認 ( 呈色試験 ) 隣り合う圧入孔の中間でコアを採取し呈色反応試験を行って亜硝酸リチウムの浸透を確認する 105 浸透拡散型亜硝酸リチウムを使用することで, 補修効果の信頼度が UP!! ASR リチウム工法の詳細については,ASR リチウム工法 HP( もご参照ください. 106 亜硝酸リチウム内部圧入工の適用事例その 1 山内高架橋 ( 橋台橋脚 ) ASR 対策名称 : 伊万里山内線道路整備交付金工事 ( 橋梁補修工 ) 場所 : 佐賀県武雄市山内町施工 : 平成 24 年 12 月 ~ 平成 25 年 10 月発注 : 佐賀県武雄土木事務所事前調査 : 圧縮強度 26.8~41.8N/mm 2 アルカリ総量 2.1~3.1kg/m 3 外観変状 : 過去に表面被覆工 ( 連続繊維シート入り ) の補修がなされていたが既設塗膜に亀裂が発生し白色ゲルが析出していた 107 採用理由 JR を跨ぐ重要度の高い連続高架橋でこれ以上再劣化を許容できない

山内高架橋の劣化状況山内高架橋の劣化状況 ( ひび割れ損傷図 ) 109 110

従来の補修工法では本橋のASRを抑制することができなかった残存膨張量が大きい今後もASR

これ以上の耐久性能低下を許容できない山内高架橋現場見学会 7/17 開催参加者午前の部 79

亜硝酸リチウム内部圧入工の適用事例亜硝酸リチウム内部圧入工の適用事例その 2 一ツ橋 ( 橋台橋脚 )

一ツ橋 ) 場所 : 愛媛県西条市北条施工 : 平成 23 年 9 月 ~ 平成 24 年 6 月発注 :

島根県雲南市木次町施工 : 平成 24 年 9 月 ~ 平成 24 年 12 月発注 :

ASR で劣化した橋脚橋台に対し新たに落橋防止装置 ( 縁端拡幅 ) を設置する ASR

膨張を抑制する必要があった 113 外観変状 : A1,A2 橋台に亀甲状ひび割れ残存膨張量 : A1

19 山内高架橋の劣化状況山内高架橋の劣化状況 ( ひび割れ損傷図 ) 山内高架橋亜硝酸リチウム内部圧入の採用理由過去の補修が再劣化従来の補修工法では本橋のASRを抑制することができなかった残存膨張量が大きい今後もASR 膨張はさらに進行することが予測される重要度が高い交通量も多く JRを跨ぐ重要構造物であるためこれ以上の耐久性能低下を許容できない山内高架橋現場見学会 7/17 開催参加者午前の部 79 名午後の部 73 名 ASR 膨張を根本的に抑制できる工法を適用すべき亜硝酸リチウム内部圧入工の適用事例亜硝酸リチウム内部圧入工の適用事例その 2 一ツ橋 ( 橋台橋脚 ) ASR 対策その 3 湯村大橋 (A1 橋台 ) ASR 対策名称 : 臨海道路橋耐震補強工事 ( 一ツ橋 ) 場所 : 愛媛県西条市北条施工 : 平成 23 年 9 月 ~ 平成 24 年 6 月発注 : 愛媛県東予地方局建設部名称 : 国道 314 号湯村大橋国庫交付金道路 ( 橋梁修繕 ) 工事場所 : 島根県雲南市木次町施工 : 平成 24 年 9 月 ~ 平成 24 年 12 月発注 : 島根県雲南県土整備事務所外観変状 : 橋脚橋台に亀甲状ひび割れ一部のひび割れから錆汁落橋防止 : ASR で劣化した橋脚橋台に対し新たに落橋防止装置 ( 縁端拡幅 ) を設置する ASR 膨張によるコンクリートと鉄筋の付着低下が懸念された採用理由落橋防止装置の性能を確保するため ASR 膨張を抑制する必要があった 113 外観変状 : A1,A2 橋台に亀甲状ひび割れ残存膨張量 : A1 橋台 ~0.068% A2 橋台 0.017~0.029% 対策工法 : A1 橋台亜硝酸リチウム内部圧入工 ( 油圧式カプセル式 ) A2 橋台ひび割れ注入工 + 表面含浸工採用理由将来の膨張予測を考慮して A1 橋台と A2 橋台で異なる対策工法を適用

20 亜硝酸リチウム内部圧入工の適用事例その 4 一の宮橋 (RC 床版橋台パラペット ) 塩害対策名称 : 県道東郷羽合線 ( 一の宮橋 ) 橋梁補修工事場所 : 鳥取県施工 : 現在施工中発注 : 鳥取県中部総合建設事務所外観変状 : 鉄筋に沿ったひび割れ一部には錆汁浮きはく離も見られるはつり調査の結果軽微な断面減少にまで進行した鉄筋腐食が見られた塩化物イオン量 : 橋台 1.4kg/m3 ( 内在塩分の可能性大 ) RC 床版 3.0kg/m3 ( 内在塩分の可能性大 ) 採用理由高い内在塩分と鉄筋腐食が確認されたため劣化因子遮断では不十分例えば乾燥収縮ひび割れに対しておわりにひび割れから劣化因子が浸入鉄筋腐食のリスクは高まる亜硝酸リチウムによるひび割れ注入コンクリートメンテナンス協会の役割補修工法補修材料は多数存在するそれらの知識を正しく吸収することは重要良い技術はこの協会のフォーラムでも随時紹介例 ) 亜硝酸リチウム関連技術塗膜型剥落防止システム鋼製支承の金属溶射 ( 狭隘部対応 )

21 本日のフォーラムが皆様の業務の一助となれば幸いですご清聴ありがとうございました END Kazunori Era

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