(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポストテンション方式の既設ＰＣ構造物のグラウト材未充填空間にて既に発錆しているＰＣ緊張材の腐食を抑制するに当り、シース内のグラウト材未充填空間に水を供給して該シース内や錆層内に存在する塩化物イオンを除去または減少させ、次いで前記水を除去し、該水を除去した空間にグラウト材を充填することを特徴とするＰＣ緊張材の腐食抑制方法。
【請求項２】
前記グラウト材として、防錆剤を混入したグラウト材を用いることを特徴とする請求項１に記載のＰＣ緊張材の腐食抑制方法。
【請求項３】
前記防錆剤として亜硝酸リチウムを用いることを特徴とする請求項２に記載のＰＣ緊張材の腐食抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＣ緊張材の腐食抑制方法に関し、さらに詳しくは、ポストテンション方式の既設ＰＣ構造物に検知されたシース内グラウト材の充填不良個所におけるＰＣ緊張材や、ポストテンション方式の新設ＰＣ構造物のシース内へのグラウト材の注入前に発錆しているＰＣ緊張材の腐食抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプレストレストコンクリート構造物（以下ＰＣ構造物とする）において、ポストテンション方式のＰＣ緊張材は、シースとＰＣ緊張材との間の空隙に注入されたセメント系のグラウト材により、高アルカリ性雰囲気の中で防食保護されると共に、シースを介して躯体コンクリートと一体化されている。
【０００３】
ポストテンション方式のグラウト材の注入はシース内に空所を生じないように慎重に行なわれるが、場合によっては、シースの途中における閉塞、グラウト材の材料分離、グラウト材の粘性不足による先流れなどにより、シース内に空隙が残留している場合がある。このような場合に、海洋からの塩分飛来や凍結防止剤の散布等により発生する塩化物イオンがその空隙に侵入してＰＣ緊張材が発錆し、ＰＣ緊張材の損傷による応力状態の悪化、ＰＣ緊張材の発錆による膨張圧に起因する躯体コンクリートのひび割れというような、ＰＣ構造物の性能劣化が生じることがある。
【０００４】
また、ポストテンション方式の新設ＰＣ構造物の施工中にＰＣ緊張材がグラウト材で保護されないまま腐食環境等に長期間放置されて発錆し、後日、グラウト材を注入しても、ＰＣ緊張材の腐食が進行してＰＣ構造物の性能劣化が生ずる場合も考えられる。
【０００５】
既設ＰＣ構造物におけるグラウト材未充填の状況やＰＣ緊張材の発錆・劣化の状況は、ＰＣ構造物の外部からの観察によって判断することが困難であり、錆汁やひび割れといった外部の変状が顕在化するまでは、グラウト材未充填部の存在を確認できないことが多い。そのため、グラウト材未充填の状況が確認できたときには、既にＰＣ緊張材の発錆・劣化がかなり進行していることが多い。
【０００６】
ＰＣ構造物の外部の変状が顕在化すれば、躯体コンクリートを修復すると同時にグラウト材未充填の空間にグラウト材を再注入して修復することが行われている。また、グラウト材未充填空間が存在することが発見されたとき、その空間にグラウト材の再注入を行うことは処理対策の常套手段であった。既設ＰＣ構造物へのグラウト材の再注入技術について、注入経路の確保と注入方法に関する技術は公知である（例えば、引用文献１参照。）。
【０００７】
しかし、本来、グラウト材が充填されないような条件下のグラウト材未充填空間に、後日のグラウト材再注入で、グラウト材が完全に充填されることを保証することは極めて困難であり、種々の手段を講じても、１００％確実ということは言えない。若し万一、グラウト材未充填空間が再び残置すれば、さらに腐食が進行するおそれがある。
【０００８】
また、コンクリート中の鋼材の腐食予測や腐食検知に照合電極等を用いる電気化学的手段も知られている（例えば特許文献２，３，４参照。）。
【０００９】
本発明者らは、ポストテンション方式の既設ＰＣ構造物におけるシース内のグラウト材未充填空間でＰＣ緊張材に腐食が発生した場合や、ポストテンション方式の新設ＰＣ構造物のシース内へのグラウト材の注入前にＰＣ緊張材が発錆している場合に、ＰＣ緊張材の保護について研究を重ね、本発明を創作するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−０２３５６７号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３３２４号公報
【特許文献３】特許第３８４７３００号公報
【特許文献４】特許第３２０５２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ポストテンション方式の既設ＰＣ構造物において、シース内へのグラウト材の充填が完全でなく、シースとＰＣ緊張材との間にグラウト材未充填空間が残留し、腐食劣化因子が侵入してＰＣ緊張材が発錆して劣化が進行した場合、グラウト材を再注入してもＰＣ緊張材の発錆の進行を止めてＰＣ構造物の性能劣化の進行を防止することは容易ではなかった。また、ＰＣ緊張材の素線間や微少なグラウト材未充填空間にはグラウト材を充填することは困難である。
【００１２】
また、ポストテンション方式の新設ＰＣ構造物において、シース内へのグラウト材の注入前にＰＣ緊張材が発錆している場合、グラウト材を注入してもＰＣ緊張材の発錆の進行を止めてＰＣ構造物の性能劣化の進行を防止することは容易ではなかった。
【００１３】
本発明はこれらの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ポストテンション方式のＰＣ構造物のＰＣ緊張材の腐食を抑制するに当り、シース内のグラウト材未充填空間に水を供給してシース内や錆層内に存在する塩化物イオンを除去または減少させ、次いで上記水を除去し、この水を除去した空間にグラウト材を充填することを特徴とするＰＣ緊張材の腐食抑制方法である。
【００１５】
上記方法において、上記グラウト材として、防錆剤を混入したグラウト材を用いることとすれば、さらに確実にＰＣ緊張材の腐食抑制効果を確実にすることができる。また、この防錆剤としては、グラウト材の施工性、耐久性に著しく悪影響を及ぼさないものであれば、どのような防錆剤を用いても良く、例えば亜硝酸リチウムや亜硝酸カルシウムなどといった亜硝酸塩などを使用することができる。
【００１６】
尚、本発明にいうグラウト材未充填空間とは、ポストテンション方式の既設ＰＣ構造物におけるシースとＰＣ緊張材との間に残留した空間や、ポストテンション方式の新設ＰＣ構造物におけるグラウト材充填前のシースとＰＣ緊張材との間の空間をいう。
【００１７】
防錆効果の面では、充填するグラウト材に混入する防錆剤は多い方が望ましい。その理由は、不動態化したＰＣ緊張材の腐食が予測できない原因により再度進行した場合に、硬化したグラウト材から供給される防錆剤によりＰＣ緊張材の腐食の進行を抑制することができるからである。
【００１８】
以上のように、グラウト材中に混入する防錆剤の量は、グラウト材の可使時間や粘性などの施工性能、あるいは発現強度などを考慮して決定すればよい。
【００１９】
防錆剤として利用できるものとしては、例えば、
陽極型防錆剤:クロム酸塩、亜硝酸塩
陰極型防錆剤:炭酸塩、リン酸塩、けい酸塩、ポリリン酸塩
吸着型防錆剤：有機高分子化合物
などがある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ポストテンション方式のＰＣ構造物のＰＣ緊張材の腐食を抑制する場合に、シース内のグラウト材未充填空間に水を先に充填することにより、グラウト材が充填されにくいＰＣ鋼より線の素線間や微少なグラウト材未充填空間にも水が供給され、シース内や錆層内に存在する塩化物イオンを除去または減少させ、確実な腐食抑制効果を見込むことができる。
【００２１】
また、グラウト材の充填後、何等かの原因で鋼材腐食因子が侵入したとしても、防錆剤を混入したグラウト材を用いることによってＰＣ緊張材は腐食に対して保護される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態であるＰＣ緊張材の腐食抑制方法における削孔工程を説明する模式図である。
【図２】本発明の一実施形態であるＰＣ緊張材の腐食抑制方法における水溶液注入工程を説明する模式図である。
【図３】図２に示すグラウト材未充填空間を有するシースの縦断面図である。
【図４】図２に示すＡ部拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態であるＰＣ緊張材の腐食抑制方法におけるグラウト材注入工程を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
ここでは、既設のポストテンション方式ＰＣ構造物に本技術を実施するための形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態であるＰＣ緊張材の腐食抑制方法における削孔工程を説明する模式図である。
【００２６】
図１には、既設ＰＣ構造物１００におけるグラウト材未充填空間１１０が示されている。このグラウト材未充填空間１１０は、例えばシース１０の途中における閉塞や、グラウト材３０の材料分離や、グラウト材３０の粘性不足による先流れなどに起因した、シース１０内に残留している空隙である。また、ここで用いられているシース１０は、帯状の鋼板を螺旋状に隙間なく巻いてなるシースである。
【００２７】
まず、一般的な非破壊検査技術を用いて、既設ＰＣ構造物１００におけるシース１０の位置検知やシース１０内のグラウト材未充填空間１１０の検知を行う。
【００２８】
次に、図１に示すように、グラウト材未充填空間１１０に向けて既設ＰＣ構造物１００の躯体コンクリートを削孔し、削孔した孔１２０とグラウト材未充填空間１１０との間のシース１０を削除する。その後、ＰＣ鋼材２０やシース１０の腐食状態を確認し、腐食しているようであれば、削孔した孔１２０から水を注入する。この水が、本発明にいう水の実施例である。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態であるＰＣ緊張材の腐食抑制方法における水注入工程を説明する模式図である。また、図３は、図２に示すグラウト材未充填空間１１０を有するシース１０の縦断面図であり、図４は、図２に示すＡ部拡大図である。
【００３０】
削孔した孔１２０からグラウト材未充填空間１１０に注入された水２００は、図３に示すように、ＰＣ鋼材２０の素線間１１１や微少なグラウト材未充填空間１１２にまで浸みて、グラウト材未充填空間１１０全体に行き渡る。
【００３１】
ここで、ＰＣ鋼材２０やシース１０の腐食は、主として、海洋からの塩分飛来や凍結防止剤の散布等により発生する塩化物イオン４０がグラウト材未充填空間１１０に侵入することに起因する。
【００３２】
水２００がグラウト材未充填空間１１０に侵入することでその空間１１０に存在している塩化物イオン４０は、図４に示すように、注入された水２００に溶解する。
【００３３】
次に、水２００を除去する。このとき、水２００に溶解している、グラウト材未充填空間１１０に存在していた塩化物イオン４０も除去または減少されることとなる。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態であるＰＣ緊張材の腐食抑制方法におけるグラウト材注入工程を説明する模式図である。
【００３５】
水２００を除去した後、図５に示すように亜硝酸塩を含むグラウト材４００をグラウト材未充填空間１１０に注入する。亜硝酸塩を含むグラウト材４００を注入する方法は、既往の手法で十分であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３６】
また、グラウト材４００に添加する亜硝酸塩の濃度は、ＰＣ鋼材２０やシース１０の腐食程度やグラウト材４００の性能や施工性を考慮して定めると良い。より詳細には、例えば、ＰＣ鋼材２０やシース１０が大きく腐食してる場合には、より高濃度の亜硝酸塩を含むグラウト材４００を用いる。但し、亜硝酸塩が添加されたグラウト材４００では、高濃度の亜硝酸塩を含むグラウト材４００である程、経時的な流動性低下が早くなる傾向があることが知られている。そのため、高濃度の亜硝酸塩を含むグラウト材４００を用いる場合は、そのグラウト材４００の可使時間や粘性を十分に考慮して施工する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ポストテンション方式のＰＣ構造物のＰＣ鋼材２０の腐食を抑制する場合に、シース１０内のグラウト材未充填空間１１０に水２００を先に充填することにより、グラウト材が充填されにくいＰＣ鋼より線の素線間１１１や微少なグラウト材未充填空間１１２にも水２００が供給され、シース１０内や錆層内に存在する塩化物イオンを除去または減少させ、確実な腐食抑制効果を見込むことができる。
【００３８】
また、グラウト材４００の充填後、何等かの原因で鋼材腐食因子が侵入したとしても、防錆剤を混入したグラウト材４００を用いているため、ＰＣ鋼材２０は腐食に対して保護される。
【００３９】
尚、上述した各実施形態では、本発明にいうＰＣ構造物が、既設ＰＣ構造物である例を挙げて説明したが、本発明にいうＰＣ構造物は、これに限られるものではなく、新設ＰＣ構造物であってもよい。
【００４０】
また、上述した各実施形態では、本発明にいうグラウト材が、亜硝酸塩を含むグラウト材である例を挙げて説明したが、本発明にいうグラウト材は、これに限られるものではなく、亜硝酸塩を含まないグラウト材であってもよい。
【００４１】
また、上述した各実施形態では、本発明にいう防錆剤が、亜硝酸塩である例を挙げて説明したが、本発明にいう防錆剤は、これに限られるものではなく、例えば、クロム酸塩や炭酸塩やリン酸塩やけい酸塩やポリリン酸塩や有機高分子化合物等であってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１００    既設ＰＣ構造物
１１０    グラウト材未充填空間
１１１    素線間
１１２    微少なグラウト材未充填空間
１２０    孔
１０    シース
２０    ＰＣ鋼材
３０    グラウト材
４０    塩化物イオン
２００    水
４００    亜硝酸塩を含むグラウト材
【図１】
0005312527.tif 000002
【図２】
0005312527.tif 000003
【図３】
0005312527.tif 000004
【図４】
0005312527.tif 000005
【図５】
0005312527.tif 000006