(57)【要約】【課題】レディーミクストコンクリートの状態で短時間の通電で、アンモニウムイオンを除去して、アンモニアガスの発生しない新設のコンクリート構造物を提供し、又、アルカリ骨材反応も抑制することができる技術を提供する。【解決手段】練混ぜ後の固まっていない凝結遅延剤を含有するレディーミクストコンクリート中に、少なくとも２つの電極を挿入し、少なくとも１つを陽極、少なくとも１つを陰極とし、陰極の周囲に電解質溶液を保持することができる保持材を配置して通電し、レディーミクストコンクリート中のアルカリ物質、特にアンモニアガスを除去する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
練混ぜ後の固まっていないレディーミクストコンクリート中に少なくとも２つの電極を挿入し、少なくとも１つを陽極、少なくとも１つを陰極として通電し、レディーミクストコンクリート中のアルカリ物質を除去することを特徴とするレディーミクストコンクリートの電気化学的処理方法。
【請求項２】
アルカリ物質がアンモニウムイオンであることを特徴とする請求項１記載のレディーミクストコンクリートの電気化学的処理方法。
【請求項３】
レディーミクストコンクリート中に凝結遅延剤を含有することを特徴とする請求項１又は２記載のレディーミクストコンクリートの電気化学的処理方法。
【請求項４】
陰極の周囲に電解質溶液を保持することができる保持材を配置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載するレディーミクストコンクリートの電気化学的処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンクリートの電気化学的な処理方法、特に未だ固まらないレディーミクストコンクリート中のアンモニウムイオンを除去し、コンクリート構造物からのアンモニアの発生を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
美術館や博物館などでは新設のコンクリート構造物に収納された油絵、染色品、絹類などの文化財の変色が問題となっている。この原因としてコンクリートから発生するアンモニアガスが指摘され、コンクリートの原料であるセメント、骨材、水などに含まれる窒素化合物が関連していることが確認されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
アンモニアはコンクリート構造物完成初期に発生するため、建物の竣工後６ケ月から１年間にわたり放置する、いわゆる「木枯らし期間」を設け、アンモニアの発散が収まるのを待ってから文化財を収納する措置が取られている。しかしながら、この「木枯らし期間」中の時間的損失が大きいことからアンモニアガスの発生を抑制する方法が種々検討されている。
【０００４】
最も一般的な方法として、早強セメント、及び加熱処理した骨材及び水を使用したコンクリートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。普通セメントには重量の５％以下の範囲内で、窒素分を含んだ高炉水砕スラグや石灰石微粉末等の混合材が認められているが、早強セメントには混合材が使用されていない。また、骨材や水も加熱処理により窒素分が除去されるため、アンモニアガス発生量の少ないコンクリートを調製することが可能になる。しかしながら、骨材や水の加熱には多大な労力とコストがかかるため経済的でない。しかも完全にアンモニアガスの発生を抑制するのは難しいという課題があった。
【０００５】
また、コンクリートの表面にアンモニアを吸収する特殊シートを貼り付ける工法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。しかしながら、この方法は積極的にアンモニアガスの発生を促していないため、ガスの吸収に時間がかかり、更に完全に除去できないという課題がある。
【０００６】
更に、空調機にアンモニア吸着材を取り付ける方法も検討されている（例えば、非特許文献３参照）。しかしながら、この方法も、シートによる方法同様、アンモニアガスの吸収に時間がかかり、また完全に除去できないという課題を有している。
【０００７】
又、コンクリートの耐久性の観点からアルカリ骨材反応が問題となっている。アルカリ骨材反応とは、コンクリート材料として用いる骨材の中に、例えばＡＳＴＭ　Ｃ　２９５に示されているクリストバライト、トリジマイト、微小石英、微小雲母、シリカ成分等の反応性鉱物を多く含有する反応性骨材とセメント中に含まれるナトリウムやカリウム等のアルカリ成分が反応し、体積膨張を起こす現象であり、アルカリ−シリカ反応とも呼ばれている。
【０００８】
このアルカリ骨材反応を抑制する方法としては、反応性骨材を使用しないこと、低アルカリ型セメントを使用すること、或いはアルカリ骨材反応抑制効果のある高炉セメントＢ種やＣ種等の混合セメントを用いるなどの方法が実施されている。しかしながら、日本の骨材事情は厳しく、無害でない骨材を使用することも多い。
【０００９】
そこで、本発明者らは前記課題に対し種々検討を重ねた結果、未硬化のレディーミクストコンクリートからアンモニウムイオンを除去し、同時にナトリウムイオンも除去し、短時間でアンモニアフリー、アルカリフリーのコンクリートが調製可能であることを見出し本発明を完成するに至った。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−２８７４６２号公報
【非特許文献１】
岸谷孝一、黒坂五馬著、「コンクリートから出る空中遊離物質が他の物質に及ぼす影響」日本建築学会関東支部研究報告集、１９７６年、ｐ．３５７−３６０
【非特許文献２】
三谷一房、岩波洋ほか著、「美術館、博物館におけるアンモニア抑制工法の開発」大林組技術研究所報Ｎｏ．５３、１９９６年、ｐ．９９−１０４
【非特許文献３】
小塩良次、松田弘一ほか著、「美術空調設備、第９回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会」平成２年５月、ｐ．１１７−１２０
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決することを目的とし、その構成は、練混ぜ後の固まっていない凝結遅延剤を含有するレディーミクストコンクリート中に、少なくとも２つの電極を挿入し、少なくとも１つを陽極、少なくとも１つを陰極とし、陰極の周囲に電解質溶液を保持することができる保持材を配置して通電し、レディーミクストコンクリート中のアルカリ物質を除去することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明は混り混ぜられて打設する以前の未だ流動性を有するコンクリートに、少なくとも１つの陽極と少なくとも１つの陰極を挿入し、短時間で陰極に集まるアンモニウムイオンをアンモニアガスとして放出するものである。未硬化のレディーミクストコンクリートは自由水が多く、高電流も加え易く、短時間でイオンの移動を完了させることができる。
また、電極の周囲に電解質溶液を保持することができる保持材を配置しておくと、保持材中にナトリウム、カリウム等のイオンが集まり、電極と共に保持材を除去するとアルカリもフリーなレディーミクストコンクリートを得ることができる。しかしながら、処理中にコンクリートの凝結が開始されるおそれがあるため、予めレディーミクストコンクリートに凝結遅延剤を含有させておくことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
電極とは、鉄をはじめとして導電性を示すものであれば特に限定されるものではないが、本発明では電気的腐食に対し抵抗性の高いものが好ましい。具体的には、チタン、チタン合金、白金及び金、又はこれらでメッキされた金属：　炭素繊維、炭素棒等の炭素：　及び体積電気抵抗率が１０３　Ω・ｃｍ以下の導電性を有する有機高分子等である。
なお、通常のコンクリートの体積電気抵抗率は１０３　〜１０４　Ω・ｃｍ程度であるので、導電性を有する有機高分子材料としてはその値以下、すなわち１０３　Ω・ｃｍ以下であり、１０２　Ω・ｃｍ以下が好ましく、１０Ω・ｃｍ以下がより好ましい。
【００１４】
本発明では陽極及び陰極は１個に限定されるものでなく、中央を陽極、両端を陰極としたり、複数の陽極及び陰極を交互に配置する等の方法がある。
陽極と陰極の間に流す電流はコンクリート断面積あたり０．１〜２０Ａ／ｍ２　であり、好ましくは５〜１５Ａ／ｍ２　である。０．１Ａ／ｍ２　未満では電気化学的処理効果がほとんど認められず、２０Ａ／ｍ２　を超えると電極が電食するおそれがある。
【００１５】
本発明では、電極、特に陰極の周囲にカチオンを保持できる柔軟な保持材を配置し、電気化学的手法によって陰極周辺に集めたカチオンを吸収させ、通電後取り外すことによって、再びコンクリート内へ浸透するのを防止することができる。アンモニウムイオンは保持材がなくともアンモニアガスとして揮散する。
本発明で使用する保持材とは、カチオンを保持できるものであれば特に限定はなく、ウレタンゴム、シリコンゴム、水膨潤性ゴム、自己融着性ゴム等のゴム質材料、及び発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン等の発泡材料が挙げられる。
【００１６】
本発明では、コンクリートの電気化学的処理の目標が達成された段階で、電極や保持材を取外し、コンクリートを運搬、打設する。
コンクリートの電気化学的処理を行い、打設する時間を通じてコンクリートの凝結を防ぎ、フレッシュコンクリートの状態に維持する必要がある。その間、凝結遅延剤を添加することが好ましい。
凝結遅延剤としては、グルコン酸、クエン酸、酒石酸のようなオキシカルボン酸系化合物又はその塩、グルコース、ショ糖、乳糖のような糖類、アミノトリメチレンホスホン酸のようなアミノホスホン酸系化合物及びその塩、リグニンスルホン酸又はその塩系の化合物で促進作用を有しないもの、ケイフッ化物等が挙げられる。
通電処理後は凝結促進剤を混合してコンクリートの硬化を促進してもよい。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例１
セメント　３３０　　ｋｇ／ｍ３　
単位水量　１８０　　ｋｇ／ｍ３　
細骨材　　７５６　　ｋｇ／ｍ３　
粗骨材　　９８９　　ｋｇ／ｍ３　
減水剤　　　　１．１ｋｇ／ｍ３　
遅延剤　　　　０．３ｋｇ／ｍ３　
【００１８】
上記の配合でコンクリート１ｍ３　を調製し、１ｍ×１ｍ×１ｍのホッパーに流し込んだ。このホッパーの両端に１ｍ×１ｍのチタンメッシュ電極を配設し、一方を陽極、一方を陰極として、コンクリート１ｍ２　あたり５Ａを１時間、２時間及び３時間通電した。チタンメッシュはエルテックインターナショナルコーポレーション社製、商品名「エルガードメッシュ」を用いた。
通電終了後、コンクリートを型枠に流し込み、１週間養生した後、１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍのコンクリートブロックをコンクリート壁から採取して供試体としてアンモニアの発生速度を測定し、表１に示した。
なお、比較例として通電を実施しない以外は実施例１と同様にして打設し、養生し、コンクリートブロックを採取し、供試体としてアンモニアの発生速度を測定し、表１に併記した。
表１より、実施例においてはアンモニアの発生速度が激減していることが判明した。
【００１９】
コンクリートブロックから採取した供試体から発生するアンモニアガスの発生速度の測定は、下記の方法で行った。
すなわち、ブロックを入れたデシケータ内に一端から清浄化されたアンモニアを含有しない空気を連続的に流入させ、同時に他端からデシケータ中の空気を連続的に排出させ、その排出空気をアンモニア捕集用インピジャー中の純水に導入させ、純水中のアンモニウムイオン量をイオンクロマトグラフィーによって経時的に測定した。
【００２０】
＜使用材料＞
セメント：　市販普通ポルトランドセメント
細骨材　：　新潟県姫川産　川砂　比重２．６２
粗骨材　：　新潟県姫川産　砂利　比重２．６４
減水剤　：　市販ＡＥ減水剤
遅延剤　：　クエン酸
水　　　：　水道水
【００２１】
【表１】
2004122620.tif 000002
【００２２】
実施例２
コンクリート断面積あたりに通電する電流を表２に示すように変化させた以外は実施例１と同様の試験を行い、その結果を表２に示した。
なお、アンモニア発生速度の測定は通電２時間でのみ実施した。
【００２３】
【表２】
2004122620.tif 000003
【００２４】
実施例３
電気化学的処理後のアルカリ量が、アルカリ骨材反応に与える影響について、モルタルバー法に準じて試験を行った。
セメント６００ｇ、反応性骨材１３５０ｇ、水＋水酸化ナトリウム水溶液３００ｍｌをモルタルミキサーで充分に練り混ぜた。このフレッシュモルタルをホッパーに流し込み、このホッパーの両端にチタンメッシュ電極を配設し、一方を陽極、他方を陰極としてコンクリート断面積１ｍ２　あたり５Ａを２時間通電した。なお、陰極には電極とフレッシュモルタルとの間に飽和水酸化カルシウム水溶液を含浸させた発泡ポリスチレンを保持材として介在させた。
【００２５】
反応性骨材には安山岩と粘板岩を用いた。また、水酸化ナトリウム水溶液の濃度はコンクリート中の全アルカリがＮａ２　Ｏ当量で１．２％となるように添加した。通電終了後、縦４０×横４０×長さ１６０ｍｍの３連型枠に詰め、試験体とし、温度２０℃、湿度８０％の室内で２４時間養生を行った。その後脱型し、直ちに第１回目の長さ測定を行い、基長とした。次いでこれら試験体を温度４０℃湿度９５％の状態で６ケ月間保管した後に膨張率の測定を行い、３本の平均値をとり、その結果を表３に示した。
なお、比較例として通電を行わなかった以外は実施例３と同様にして試験を行い、その結果を表３に併記した。
【００２６】
【表３】
2004122620.tif 000004
【００２７】
骨材として安山岩を使用し、保持材の種類を表４に示すように変化させたこと以外は実施例３と同様にして試験を行った。その結果を表４に併記した。
【００２８】
【表４】
2004122620.tif 000005
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、レディーミクストコンクリートの状態での短時間の通電で、アンモニウムイオンを除去して、アンモニアガスの発生しない新設のコンクリート構造物を提供することができ、又、アルカリ骨材反応も抑制することができる。