【誤訳訂正書】
【提出日】平成23年2月14日(2011.2.14)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】強化コンクリートにおける強化材の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  コンクリートと前記コンクリート中の鋼材強化材とを含む強化コンクリート生成物であって、
前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおけるボイドの含有量は、前記鋼材強化材の表面積にて０．８％未満であり、
前記鋼材強化材の周りに固体アルカリの堆積層が存在する強化コンクリート生成物。
【請求項２】  固体アルカリの前記堆積層は前記鋼材強化材の表面における固体アルカリの層である請求項１に記載の強化コンクリート生成物。
【請求項３】  前記固体アルカリの層が厚さ１〜１００μｍであって、前記鋼材強化材の表面の少なくとも２０％を覆う請求項２に記載の強化コンクリート生成物。
【請求項４】  前記固体アルカリの層が前記鋼材強化材の表面の少なくとも６０％を覆う請求項３に記載の強化コンクリート生成物。
【請求項５】  １個もしくはそれ以上の電気防食用陽極が鋼材強化材に接続され、ガルバーニ作用が鋼材の表面におけるアルカリの生成を生ぜしめる水素ガスの放出を回避するのに充分な電流を発生する請求項２に記載の強化コンクリート生成物。
【請求項６】  前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおけるボイドの含有量は、前記鋼材強化材の表面積にて０．５％未満である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の強化コンクリート生成物。
【請求項７】  コンクリートと前記コンクリート中の鋼材強化材とを含む強化コンクリート生成物における鋼材強化材の腐食を減少させる方法であって、前記方法は、
前記鋼材強化材の周りにコンクリートを注型することによって、コンクリートと前記コンクリート中の鋼材強化材とを含む強化コンクリート生成物を形成する工程であって、前記コンクリートは、前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおける包蔵ボイドを充填する溶液に浸漬され、あるいはスーパープラスティサイザを添加され、それによって前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおけるボイドの含有量は、前記鋼材強化材の表面積にて０．８％未満となる工程と、
陽極と陰極としての鋼材強化材との間に直流を流す工程であって、前記鋼材強化材の表面に固体アルカリの層を形成し、前記固体アルカリの層は少なくとも厚さ１μｍであって前記鋼材強化材の表面積の少なくとも２０％を覆う工程と
を含む方法。
【請求項８】  コンクリートと前記コンクリート中の鋼材強化材とを含む強化コンクリート生成物における鋼材強化材の腐食を減少させる方法であって、前記方法は、
コンクリートを注型する前に前記鋼材強化材の表面にアルカリを加える工程と、
前記鋼材強化材の周りにコンクリートを注型する工程であって、前記コンクリートは、前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおける包蔵ボイドを充填する溶液に浸漬され、あるいはスーパープラスティサイザを添加され、それによって前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおけるボイドの含有量は、前記鋼材強化材の表面積にて０．８％未満となる工程と、
を含む方法。
【請求項９】  前記鋼材強化材の表面に位置する前記コンクリートにおけるボイドの含有量は、前記鋼材強化材の表面積にて０．５％未満である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】  前記固体アルカリの層は厚さが少なくとも１μｍであって前記鋼材強化材の表面積の少なくとも２０％を覆う請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】  前記鋼材強化材の表面において前記固体アルカリの層は厚さが少なくとも１μｍである請求項７または８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、強化コンクリートにおける鋼材強化材の腐食の防止方法、および向上した耐腐食性を有する新規な強化コンクリートに関するものである。
【０００２】
背景技術
コンクリートにおける鋼材強化材は一般に、コンクリートにおけるアルカリ環境下でその表面に形成する不動性フィルムにより腐食に対し保護される。しかしながら、時間の経過と共に大気二酸化炭素の作用によりアルカリ度が損失して、腐食がこのアルカリ度の損失またはたとえば塩化物（クロライド）のような侵食性イオンでのコンクリートの汚染から生ずる。これらプロセスの両者は保護不動フィルムを不安定にする。
【０００３】
コンクリートが極めてアルカリ性であれば、これは鋼材の腐食を開始させることなく小レベルの塩素イオンに耐える。しかしながら、クロライド含有量が高い程、クロライド誘発腐食の危険性も高くなる。腐食開始をもたらすクロライド含有量はクロライド閾値レベルと呼ばれる。腐食の開始は電気的に検出することができ、電流の急激増加によりマークされる。セメントの０．２重量％より高いクロライド含有量は多くの強化コンクリート構造体にて腐食を開始させることが報告されている。
【０００４】
従って、電気化学的プロセスにより塩化物を除去することが従来提案されている。このプロセスはＷＯ  ９８／３５９２２号並びにヨーロッパ特許第２００，４２８号および第３９８，１１７号に記載されており、たとえば３〜１５ボルトの電圧を外部の一時的陽極と陰極としてのコンクリートにおける鋼材強化材との間に印加することにより電流をコンクリートに通過させることを含む。その効果は、塩素イオンをコンクリートを介し表面まで、この表面に配置された電解質の層中へ移動させることである。
【０００５】
クロライド汚染コンクリートにて腐食開始に影響する因子は包蔵空気ボイドであることが従来報告されている。典型的にはコンクリートは約１．５容量％の包蔵空気を含有する。鋼材表面におけるボイドの存在は、クロライドイオンの存在により変化されて不動性フィルムが不安定となる条件を発生するという局部的環境の危険性を増大させる。これら位置に存在しないセメントの固体水和生成物は、この種の変化に抗する腐食阻止特性を有するであろう。
【０００６】
発明が解決しようとする課題
大気中の二酸化炭素、クロライド汚染およびコンクリートにおけるボイドの存在の作用によるアルカリ度の損失の作用は、時間の経過と共に鋼材強化材が腐食を受け易くなることを意味する。本発明はこの問題を減少させる手段を提供し、腐食に対する鋼材の耐性をコンクリートにおける空気ボイドの量を調節すると共に鋼材表面における固体アルカリの層を与えることにより増大させる。
【０００７】
発明の概要
本発明によれば、鋼材強化材の表面にてコンクリートにおけるボイドの含有量が鋼材の面積にて０．８％未満、好ましくは０．５％未満、より好ましくは０．２％未満であると共に、鋼材表面には固体アルカリの層が存在することを特徴とする強化コンクリートが提供される。
【０００８】
発明の有利な作用
アルカリの層および低いボイド含有量を与えることは、腐食を阻止する作用を有する。その組合せは、セメントの０．２重量％クロライドの領域から０．５重量％以上および１．５％もしくは２％以上までクロライド誘発腐食に関するクロライド閾値を上昇させる。これは、強化コンクリートの耐久性を著しく向上させる。
【０００９】
発明の詳細
固体アルカリという用語は、水における飽和溶液が１０を越えるｐＨを有する化合物を包含する。この種の化合物は不動性フィルムを安定に維持すると共に、腐食が生じうる典型的には８．５未満の数値までのｐＨ下降に抗する。その例は水酸化カルシウム、珪酸カルシウム水和ゲル、各種のアルミン酸カルシウム水和物および水酸化リチウムを包含する。
【００１０】
本発明におけるセメントという用語は、コンクリートにおける全ての結合材を包含する。
【００１１】
ボイドという用語は、最大直径が少なくとも１００μｍであるコンクリートの固相を含有しないキャビティを意味する。ボイドは必ずしも球形状でなく回転楕円体もしくは不規則とすることもできる。
【００１２】
好ましくはアルカリの層は厚さ１〜５００μｍであり、好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは厚さ８０μｍ以下である。好ましくは層は鋼材の少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも６０％、特に好ましくは少なくとも７０％を覆う。
【００１３】
強化コンクリートは好ましくはセメントの少なくとも０．５重量％、好ましくは少なくとも０．８重量％のクロライド閾値レベルを有する。
【００１４】
本発明の好適具体例によれば、鋼材表面におけるボイドの含有量が鋼材の面積にて０．８％未満、好ましくは０．５％未満である強化コンクリートは強化材に接続された１個もしくはそれ以上の電気防食用陽極を有して、鋼材の表面にアルカリの形成を生ぜしめるが水素ガスの放出を回避するのに充分な電流を発生する。
【００１５】
他面において本発明によれば、コンクリートにおける鋼材強化材の腐食の減少方法も提供され、この方法は鋼材表面におけるボイドが鋼材の面積にて０．８％未満、好ましくは０．５％未満である強化コンクリートを形成させると共に、陽極と陰極としての強化材との間に直流を流して鋼材表面に固体アルカリの層を形成させ、層が少なくとも厚さ１μｍであると共に鋼材の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも６０％を覆うことを特徴とする。
【００１６】
プロセスはヨーロッパ特許第２６４，４２１号または米国特許第号４，８６５，７０２号に記載されたように行うことができ、コンクリートを浸漬（好ましくは飽和）させて鋼材表面における包蔵ボイドに気孔溶液を入れる工程を追加する。
【００１７】
本発明の方法は、新たに設置され或いは老化および炭酸化されるコンクリートに適用することができる。
【００１８】
本発明の１具体例によれば、強化コンクリートにおける鋼材強化材の耐腐食性の向上方法は、コンクリートを水で浸漬（好ましくは飽和）して水をコンクリートに浸透させると共に、外部陽極と陰極としての鋼材強化材との間に直流を流して、電流の通過を強化材の表面に少なくとも厚さ１μｍを有する固体アルカリ（たとえば水酸化カルシウム）の層を形成させるのに充分な時間にわたり持続させることからなっている。
【００１９】
便利には、水酸化カルシウムもしくは他のアルカリの形成を増大させるには、次の工程の１つもしくはそれ以上を含ませる：
（ｉ）カルシウムイオンの追加供給源をコンクリート形成性混合物或いはコンクリートを注型する前の鋼材に含ませ、
（ｉｉ）カルシウムイオンの移動を促進する手段をコンクリート形成性混合物に含ませ、
（ｉｉｉ）水酸化カルシウムの形態を改変させる作用物質をコンクリート形成性混合物に含ませ、
（ｉｖ）コンクリートを注型する前に固体アルカリを強化材に施し、
（ｖ）包蔵空気ボイドを減少させる手段をコンクリート形成性混合物に含ませ、
（ｖｉ）コンクリートにおける気孔溶液と反応する物質をコンクリートの注型前に強化材に添加して、固体アルカリを強化材上に沈殿させる。
【００２０】
コンクリート形成性混合物に含ませるカルシウムイオンの追加供給源はカルシウム塩、たとえば硝酸カルシウムもしくは亜硝酸カルシウムとすることができる。
【００２１】
カルシウムイオンの追加供給源とは、一般にポルトランドセメントに存在するカルシウムイオンの供給源に加え、コンクリート製造に使用されるアルミン酸カルシウムセメントおよびポゾランセメントをも意味する。適する量は、コンクリートにおけるセメントの少なくとも０．１重量％、好ましくは１〜５重量％のカルシウムイオンの量を与えるようにする。
【００２２】
カルシウムイオンの移動を促進する手段は、カルシウムイオンの溶解度を増大させる任意の作用物質（たとえばエチレンジアミンテトラ酢酸のような金属封鎖剤）とすることができる。
【００２３】
水酸化カルシウムの形態を改変させる作用物質は多糖類またはたとえばジエチレングリコールエーテルのような化合物とすることができる。
【００２４】
水酸化カルシウムとしうるアルカリの層は、たとえば静電気噴霧のようなコーティング法により強化材に施すことができる。これは、強化材にアルカリの貯蔵部を与えてアルカリ度を維持する。
【００２５】
コンクリートの気孔溶液と接触させた際に固体アルカリを鋼材上に沈殿させうる物質は硝酸カルシウムである。これは気孔溶液における水酸化ナトリウムおよびカリウムと反応して、微溶性の水酸化カルシウムを生成する。
【００２６】
本発明の他面によれば、強化コンクリートにおける鋼材強化材の腐食の減少方法は、コンクリートに水を浸漬させて水をコンクリートに浸透させると共に、陽極と陰極としての鋼材強化材との間に直流を流して、好ましくは少なくとも厚さ１μｍの固体アルカリの層を鋼材表面に形成させることからなっている。
【００２７】
本発明の他面によれば、強化コンクリートにおける鋼材の腐食耐性を向上させる方法は、コンクリートの注型前に鋼材に固体アルカリを施して好ましくは厚さ少なくとも１μｍかつ５００μｍ未満の層を鋼材表面に与え、次いでコンクリートを注型することからなっている。
【００２８】
固体アルカリは、コンクリートの気孔溶液と反応して固体アルカリを形成する材料を施すことによりその場で形成させることができる。
【００２９】
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
【００３０】
実施例１〜５に共通の実験的手順
全ての実施例において、コンクリートに埋設された鋼材の腐食を開始させるのに要するクロライド含有量（クロライド閾値レベル）は、図１に示した装置を用いて測定した。
【００３１】
中心位置する直径２０ｍｍの軟質鋼材バー（１）を内蔵したコンクリート試料を１５０ｍｍ立方金型に注型した。
【００３２】
注型前に軟質鋼材バーを清浄して酸化物スケールを除去すると共に、バー端部をセメント質コーティング（２）を用いて遮蔽することにより遮蔽領域における鋼材にアルカリを載せ、最後に熱収縮性絶縁カバーで覆った。コンクリートに露呈されたバーのセクションは長さ１００ｍｍとした。
【００３３】
コンクリート試料を、２７５ｋｇ／ｍ３セメントを用いて作成した。
【００３４】
セメントは（ｉ）通常のポルトランドセメント（ＯＰＣ）、または（ｉｉ）硫酸塩耐性ポルトランドセメント（ＳＲＰＣ）、または（ｉｉｉ）通常のポルトランドセメントと粉末化フライアッシュ（ＰＦＡ）との７０：３０重量配合物、または（ｉｖ）通常のポルトランドセメント（ＯＰＣ）と磨砕粒状化ブラストファーネススラグ（ＧＧＢＳ）との３５：６５重量配合物とした。セメントの他に６８０ｋｇ／ｍ３の微細骨材（等級Ｍの砂）と１２３０ｋｇ／ｍ３の１０ｍｍ骨材とを使用した。自由ｗ／ｃ比は０．４であった。
【００３５】
このコンクリートミックス設計は、コンクリートの圧縮の程度を変化させることにより実験条件下で典型的には実際のコンクリート構造体で見られる包蔵空気含有量を再現することができたので選択した。プラスチックに包装した最少１個の口部につき硬化させた後、各試料のカバーを鋼材バーに並行する立方体の１側部をスライス切除することにより１５ｍｍまで減少させた。バリヤコーティングを残余の注型表面に施した。各試料を水で飽和し、次いで塩化ナトリウム溶液（３）を内蔵するタンク（４）に浸漬させた。試料から突出した鋼材の端部を、タンク内の塩化ナトリウム溶液に浸漬された活性チタンメッシュよりなる外部陰極（１０）に電気接続した。タンクにおける溶液３を通気装置（５）により通気すると共に、ポンプ（図示せず）を用いて循環させた。強化材と陰極との間に流れる電流を測定した。陰極は鋼材を約−１２０ｍＶ（飽和カラメル電極と対比）の電位に維持した。この配置にて、塩素イオンはタンク内の溶液からコンクリートを介し鋼材の方向に拡散した。最終的に、鋼材におけるクロライド含有量は腐食を開始させるのに充分であった。これは鋼材と陰極との間の電流における数マイクロアンペアから１０倍もしくは１００倍のマイクロアンペアに到る極めて急激な上昇により示された。各試料を次いでタンクから取出すと共に、鋼材表面の状態を肉眼検査すべく引裂いた。これを写真撮影した。ボイドの面積％をコンクリートの注型外部表面にて定量し、多くの場合はボイドがピクセルの合計数の割合として現しうるビットマップにおける黒色ピクセルに変化した画像分析システムを用いて鋼材表面にて行った。図２において、界面（鋼材表面）におけるボイド％を注型表面のそれと比較した。
【００３６】
タンクからコンクリート試料を除去する２時間以内に深さ１ｍｍずつの増加にてダスト試料を形成させるべく磨砕することにより、クロライドプロフィルを測定した。各試料のクロライド含有量は、硝酸溶液における酸可溶性抽出に続く硝酸銀に対する電位滴定により測定した。これは、試料をタンクから取出した時点でクロライドプロフィル（深さの関数としてのクロライド）を与えた。
【００３７】
下式により示される拡散プロフィルを次いでこのデータに適合させた：
Ｃ（ｘｔ）＝Ｃｓｅｒｆｃ（ｘ／２Ｄｔ）
【００３８】
Ｃ（ｘｔ）が距離ｘおよび時間ｔの関数としてのクロライド含有量である場合、Ｃｓはコンクリート表面におけるクロライド含有量であると共にＤは見かけ拡散係数である。次いで、このモデルを使用して、腐食開始が電流測定により検出された時点の鋼材の深さにおけるクロライド含有量を計算した。
【００３９】
この基礎的実験手順に追加を加えて実施例を行った。
【００４０】
実施例１  クロライド閾値レベルに対する鋼材の包蔵空気ボイドの作用
試料の圧縮時間を変化させてコンクリートに可変量の包蔵空気を残し、従って可変数の包蔵空気ボイドを鋼材−コンクリート界面に生ぜしめた。
【００４１】
図３は、充分圧縮された試料および貧弱に圧縮された試料に関する腐食開始の時点における計算クロライドプロフィルを示す。１５ｍｍの深さ（鋼材に対するコンクリートカバー）におけるクロライド含有量は、これら試料につき測定されたクロライド閾値レベルである。さらに腐食開始および鋼材−コンクリート界面の状態の写真撮影に対する時間をも含ませる。充分圧縮された試料における鋼材には顕著に低い包蔵空気しか存在せず、そのクロライド閾値レベルはずっと高く、その腐食開始に対する時間はずっと長かった。
【００４２】
図４は、ボイドで覆われた鋼材−コンクリート界面の面積％の関数として、これら試料につきクロライド閾値レベルを示す。
【００４３】
これは、約０．８％ボイドにてクロライド閾値が急速に増加し始めると共に、ボイド含有量をさらに減少させると閾値がセメントの２重量％より大まで増大しうることを示す。
【００４４】
実施例２  硬化コンクリートに対する電気化学処理：クロライド閾値レベルに対する作用
クロライド閾値レベルを、電気化学処理されかつ老化したコンクリート試料につき測定した。これは注型および硬化の後に行ったが、カバーの減少および更なる試料作成および試験に先立って行った。
【００４５】
電気化学処理は、コンクリートに埋設された鋼材バーの鋼材の４アンペア／ｍ２の電流を１０日間にわたり流すことにした。これは、水および陽極を内蔵するタンクに試料を入れて達成した。水のｐＨを、少量の硝酸により６の数値まで低下させた。７日間の老化は、毎日４０分間にわたり４０℃の水に各試料を入れ、次いで室温で乾燥することにより行った。老化のプロセスおよび電気化学処理につき用いたタンクへの硝酸の添加を行って、陰極における電流により誘発されるであろうｐＨ上昇を制限した。
【００４６】
クロライド閾値レベルデータを図５に示し、これは比較のための図４におけるデータに適合させた傾向ラインをも含む。電気化学処理はクロライド閾値レベルにおける顕著な増加をもたらし、２％より高い数値が４個の試料のうち３個につき得られた。
【００４７】
鋼材におけるｐＨの表示は、磨砕により鋼材の近傍から除去された約２ｇのコンクリート試料を用いて得られた。各試料を電気化学処理された１つの試料および処理を受けなかったが僅かに老化した１つの試料から取出した。これら試料を遠沈管における脱イオン水に添加し、これを封止し、振とうし、さらに二酸化炭素が除去されている封止キャビネットにて２０日間にわたり静置させた。試料と水との重量比は２：５であった。次いで、これら試料を遠心分離すると共に溶液のｐＨを測定した。電気化学処理された試料は１２．７１のｐＨを有する試料を与えたのに対し、未処理の試料は１２．６９のｐＨを有する試料を与えた。
【００４８】
これらｐＨの差は無視しうる。従って電気化学処理および老化の主たる作用はｐＨの絶対値を増大させるものでなかった。しかしながら、たとえば包蔵空気ボイドの位置にて鋼材における水酸化カルシウムのような水酸化物の沈殿は、約１２．５の数値より低いｐＨの下降に対し耐性を増大させるであろう。
【００４９】
これは、電流が処理の開始時点で鋼材における所定ボイド領域につきクロライド閾値レベルを増大させることを示す。その結果を図５に示す。
【００５０】
実施例３  硬化前のコンクリートに施した電気化学処理：クロライド閾値レベルに対する作用
硬化性コンクリート試料を電気化学処理した。処理は、コンクリートを注型する０．５時間以内に開始した。
【００５１】
電気化学処理は鋼材を飽和カラメル電極（ＳＣＥ）上に−９００ｍＶで最初に１８時間にわたり保持することで構成した。次いで電流を次の２４時間にわたり５００ｍＡ／ｍ２にて一定に保ち、次いで次の９０時間にわたり３００ｍＡ／ｍ２まで減少させた。試料の作成および試験の残部は、全実施例に共通の実験手順にて上記した通りとした。
【００５２】
通過させた合計電荷は鋼材１ｍ２当たり毎日１．７ａｍｐであり、これは硬化試料につき鋼材１ｍ２当たり毎日４０ａｍｐに相当する。硬化前にコンクリートに加えた処理は、ずっと低い電荷を有する顕著な利点を与えたことは予想外であった。その結果を図５に含ませ、これはクロライド閾値レベルが約１％のボイド含有量にて比較的小さい電荷にて増大したことを示す。
【００５３】
実施例４  クロライド閾値レベルに対するコンクリート注型前のジエチレングリコールエーテルに懸濁された水酸化カルシウムによる鋼材の被覆の作用
クロライド閾値レベルを、ジエチレングリコールエーテルにおける水酸化カルシウムの懸濁物で被覆された鋼材を内蔵するコンクリート試料につき測定した。このコーティングは、鋼材を清浄した後であるがコンクリートの注型前に施した。このコーティングは、コンクリートを注型した後のｐＨ下降に対する耐性を示すべく選択した。さらにコーティングの炭酸化は水の不存在により制限されるであろう。
【００５４】
クロライド閾値レベルデータを、比較のための図４におけるデータに適合させた傾向ラインと一緒に図６に示す。鋼材表面におけるボイドは、コンクリートコーティングのため正確には測定できなかった。すなわち、このデータは注型表面におけるボイド％に対しプロットする。コーティングは所定の包蔵空気ボイド含有量につきクロライド閾値レベルにおける増加をもたらした。その結果を図６に示す。
【００５５】
これは、鋼材における固体アルカリのコーティングが鋼材における所定ボイド領域につきクロライド閾値レベルを増大させることを示す。
【００５６】
実施例５  包蔵空気ボイド含有量を減少させるスーパープラスティサイザ・コンプラストＭ４の使用
クロライド閾値レベルを、ホスロック・インターナショナル社から得られたコンプラストＭ４として知られるスルホン化メラミンホルムアルデヒド・スーパープラスティサイザを使用してコンクリート振動助剤につき必要性を最小化させる水減少剤もしくは作用物質としてのその共通用途に対比し作業性を向上させることにより包蔵空気ボイド含有量を減少させるコンクリート試料につき測定した。セメントの１重量％コンプラストＭ４を、コンクリート試料の注型前にコンクリートミックスに添加した。このスーパープラスティサイザは、コンクリートで反応してガスを形成しないので選択した。
【００５７】
クロライド閾値レベルデータを比較のための図４におけるデータに適合させた傾向ラインと一緒に図７に示す。スーパープラスティサイザは、スーパープラスティサイザの不存在下にコンクリート圧縮により達成しうるものと比較した場合、ボイドの減少およびクロライド閾値レベルの増加をもたらした。
【００５８】
これは、スーパープラスティサイザが鋼材におけるボイド領域を減少させると共にクロライド閾値レベルを増大させうることを示す。
【００５９】
走査型電子顕微鏡検査に関する実験の詳細
実施例６、７、８および９に共通の詳細
直径７２ｍｍの円筒状コンクリート試料を中心位置する鋼材リボン（幅１７ｍｍｘ長さ７０ｍｍ、コンクリートに埋設された長さ）と共に注型した。０．４自由水／セメント比のコンクリートは２７５ｋｇｍ―３の通常のポルトランドセメント（ＯＰＣ）と６８０ｋｇｍ―３の微細骨材（等級Ｍの砂）と１２３０ｋｇｍ―３の１０ｍｍ骨材（テイムズ・バレー砂利）とを含有した。これら試料を２週間にわたり硬化させた。試料作成は、鋼材を含有するセグメントを切断し、乾燥させ、樹脂を減圧含浸させ、重ねると共に研磨することで構成した。
【００６０】
ＳＥＭ検査につきコンクリートにおける鋼材の研磨断面積を生ぜしめる予備的試験は、界面に微細な亀裂をもたらした。この種の問題は他の検査を混乱させた。欠陥部の可能な原因は異なる硬度の切断用および研磨用材料、試料をオーブン乾燥させた際の小さな膨張差、セメントペーストの乾燥収縮、および研磨の際の可溶性物質のリーチングである。これら作用を制限すべく多くの工程を行った。薄い（５０μｍ）鋼材リボンを用いて切断および研磨の悪作用を制限した。各試料を研磨に際し堅固に支持すると共に、油系侵食媒体を使用した。乾燥の必要性は、試料を９Ｐａの圧力にて低減圧ＳＥＭで検査した際に減少した。各試料の制限された乾燥を室温にて行った。さらに低減圧条件は、試料の導電性コーティングが必要とされなかったことを意味する。その結果、良好な鋼材−コンクリート界面を有する試料が絶えず生成された。
【００６１】
ＪＥＯＬ  ５４１０ＬＶ  ＳＥＭを用いた。
【００６２】
ＳＥＭの装置パラメータは次の通りとした：加速電圧＝２０ｋＶ；
負荷ビーム電流＝５５□Ａ；
ビームスポット寸法（ＳＳ）設定＝１２。
【００６３】
例６  比較例
比較のための比較試料（ＰＳＩ）を、上記実験方法に何らの追加なしに注型した。
【００６４】
これを、コンクリートにおける鋼材の研磨セクションの走査型電子顕微鏡で得られた後方散乱電子画像である図８に示す。これら画像における灰色尺度は材料の電子密度に依存する。その鮮明度に関し等級化された興味ある相は鋼材（最も明るい）＞非水和セメント粒子＞水酸化カルシウム＞ゲル（主として珪酸カルシウム水和物（ＣＳＨ）およびアルミン酸塩含有水和物および骨材＞多硬度およびボイド（最も暗い）。鋼材には水酸化カルシウムの優先的形成が一般に示されなかった。
【００６５】
実施例７  気孔溶液との反応により固体アルカリを形成する反応体の使用
硝酸カルシウムを脱イオン化水に溶解させて飽和溶液を形成させた。鋼材表面を脱イオン水で湿式砂吹きにより清浄して、水が液滴を形成するよう収縮する代わりに鋼材表面を濡らすようにした。次いで鋼材を硝酸カルシウム溶液に浸漬し、次いでオーブン乾燥させると共に試料を作成し、上記のように試験した。その結果を写真ＣＴ１−１に示す。これは、鋼材における硝酸カルシウムが鋼材における固体アルカリの形成を促進しうることを示す。
【００６６】
その結果を図９に示し、これはコンクリートにおける鋼材の研磨セクションの走査型電子顕微鏡にで得られた後方散乱電子画像である。
【００６７】
より多量の水酸化カルシウムが鋼材の近傍に形成されたと言う一般的示唆が存在する。鋼材表面の約５０％が水酸化カルシウムにより覆われ、水酸化カルシウムの厚さは約２０μｍであった。
【００６８】
特徴標識Ａは比較的純粋（シリカ汚染なし）であって、水和用セメントの気孔溶液との硝酸カルシウム結晶の反応から生ずることができる。
【００６９】
実施例８  気孔溶液との反応および電気化学処理により固体アルカリを形成するコンクリートミックスにおける反応体の使用
試料（ＥＴＣ１−２）を、鋼材リボンを包囲した試料の外周に位置するチタンメッシュ対向電極と共に注型した。固化寒天ゲル（２％寒天）と塩化カリウム（３％）とが充填されたラギン毛細管を、鋼材と対向電極との間でコンクリートに部分埋設した。セメントの５重量％硝酸カルシウムを含有する水溶液を注型前のコンクリートミックスに添加した。飽和したカラメル比較電極を、試料の注型後にラギンプローブに取付けた。次いでコンクリートが固化すると共にコンクリートの注型の０．５時間以内に開始して硬化する間にポテンシオスタットを用いて飽和カラメル電極比較電極に対し−８００ｍＶに鋼材の電位を保持することにより、電流を鋼材に流した。電流を時間の関数として入力すると共に、時間の関数として流れた電荷を計算した。通過した合計電荷は鋼材１ｍ２当たり毎日０．３５アンペアであった。
【００７０】
これは、電流が硝酸カルシウムをコンクリートミックスに添加した際に鋼材表面に水酸化カルシウムの層をもたらしうることを示す。
【００７１】
その結果を図１０に示し、この図はコンクリートにおける鋼材の研磨セクションの走査型電子顕微鏡で得られた後方散乱電子画像である。
【００７２】
鋼材には水酸化カルシウムの層の形成が明瞭に示される。鋼材表面の約７０％が層により覆われると共に、層の厚さは約１０μｍであった。
【００７３】
さらにセメントペーストには、一般に一層多量の水酸化カルシウムが存在する。
【００７４】
実施例９  気孔溶液との反応により固体アルカリを形成するコンクリートミックスにおける電気防食用陽極および反応体としての亜鉛の使用
直径４５ｍｍおよび厚さ５ｍｍの亜鉛ディスクを内蔵する試料を注型した。亜鉛を縁部に位置せしめると共に、鋼材をコンクリート試料の中心に位置せしめた。セメントの５重量％の硝酸カルシウムを含有する水溶液を注型前のコンクリートミックスに添加した。亜鉛を電流測定装置を介し鋼材に接続した。電流を時間の関数として入力すると共に、時間の関数として通過した電荷を計算した。
【００７５】
通過した電荷を図１１に示し、この図は時間に対する鋼材１ｍ２当たりのクーロンの数を示し、この電荷は実施例８における通過した電荷に相当する。
【００７６】
図１１は、試料をコンクリートに直接設置された亜鉛陽極に結合した際に通過した電荷と比較して、電気化学処理により−８００ｍＶに保持された試料まで流した電荷（ＳＣＥ）（ＥＴＣ１−２）を示す。これは、電気防食用陽極を用いて電荷を鋼材に流しうることを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施例で用いた装置の略図である。
【図２】
注型表面におけるボイドと鋼材−コンクリート界面におけるボイドとの間の検量を表わしている。
【図３】
実施例１で得られた結果を表わしている。
【図４】
実施例１で得られた結果を表わしている。
【図５】
実施例２で得られた結果を表わしている。
【図６】
実施例３および４で得られた結果を表わしている。
【図７】
実施例４で得られた結果を表わしている。
【図８】
コンクリートにおける鋼材の研磨セクションの走査型電子顕微鏡で得られた後方散乱電子画像図であって、比較例６の結果を示す。
【図９】
コンクリートにおける鋼材の研磨セクションの走査型電子顕微鏡で得られた後方散乱電子画像図であって、実施例７の結果を示す。
【図１０】
コンクリートにおける鋼材の研磨セクションの走査型電子顕微鏡で得られた後方散乱電子画像図であって、実施例８の結果を示す。
【図１１】
実施例９で通過した電荷を示す特性曲線図である。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図５】
2003520718.tif 000001
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図８】
2003520718.tif 000002
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図９
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図９】
2003520718.tif 000003
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】図１０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図１０】
2003520718.tif 000004