(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムにおいて、セメントに粉状のカーボンを混ぜ合わせてなる圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の導電性混合体を形成し、その導電性混合体を用いて上記陽極層を施工したことを特徴とする鉄筋コンクリート防食システム。
【請求項２】
上記導電性混合体のカーボン混入率が、２５％から５０％の範囲内である請求項１記載の鉄筋コンクリート防食システム。
【請求項３】
鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムにおいて、セメントに粉状のカーボンを混ぜ合わせてなる導電性混合体を形成するセメントの平均粒径が、カーボンの平均粒径の２〜４倍の範囲内であり、その導電性混合体を用いて上記陽極層を施工したことを特徴とする鉄筋コンクリート防食システム。
【請求項４】
上記導電性混合体のカーボン混入率が、２５％から５０％の範囲内である請求項３記載の鉄筋コンクリート防食システム。
【請求項５】
上記導電性混合体が、セメントが平均粒径１３μｍで、カーボンが平均粒径４μｍのものが用いられて形成された請求項１から４いずれかに記載の鉄筋コンクリート防食システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流して、鉄筋の腐食を防止する鉄筋コンクリート防食システムとしては、従来、図４に示すようなものがあった。
【０００３】
この鉄筋コンクリート防食システム５１は、外部電源５２の陰極がコンクリート５３内の鉄筋５４に接続されている。コンクリート５３表面には陽極層として、チタンメッシュ５５が敷設されており、このチタンメッシュ５５に外部電源５２の陽極が接続されている。チタンメッシュ５５の表面には、これを保護するために、セメントモルタル或いはコンクリートオーバーレイによって、保護層５６が形成されている。
【０００４】
そして、外部電源５２によって、チタンメッシュ５５から鉄筋５４へと電流を流し、電気化学的に鉄筋を不活性状態にして、防食するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の鉄筋コンクリート防食システム５１では、陽極層としてチタンメッシュ５５を用いているため、その材料が高価であると共に、コンクリート５３表面をブラストしてチタンメッシュ５５を接合する必要があり、施工に時間がかかると共にコストアップを招いてしまうといった問題があった。さらに、チタンメッシュ５５とコンクリート５３表面との接合性があまりよくないといった問題もあった。
【０００６】
その上、コンクリート５３表面の形状が平坦ではない場合にはその施工が非常に困難であった。
【０００７】
また、陽極層の表面に保護層５６を形成する必要があるので、施工により多くの時間を要すると共に、さらなるコストアップを招いてしまうといった問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、陽極層とコンクリート表面との接合性が高く、コンクリート表面の形状に拘わらず短時間で容易に施工ができ、且つ安価な鉄筋コンクリート防食システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムにおいて、セメントに粉状のカーボンを混ぜ合わせてなる圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の導電性混合体を形成し、その導電性混合体を用いて上記陽極層を施工したものである。
【００１０】
上記構成によれば、比較的安価なセメントとカーボンとからなる導電性混合体を用いて陽極層を形成しているので、材料費が安価であると共に陽極層とコンクリート表面との接合性が高い。また、陽極層の吹付け或いは左官による施工が可能となるので、コンクリート表面が平面状でなくても短時間で且つ容易に施工でき、さらに、陽極層表面の保護層が不要となるので、その分、施工費用の低減が図れる。
【００１１】
そして、上記導電性混合体のカーボン混入率が、２５％から５０％の範囲内であるものが好ましい。
【００１２】
また、鉄筋コンクリート内の鉄筋を陰極とし、鉄筋コンクリート表面に陽極層を形成して電流を流す鉄筋コンクリート防食システムにおいて、セメントに粉状のカーボンを混ぜ合わせてなる導電性混合体を形成するセメントの平均粒径が、カーボンの平均粒径の２〜４倍の範囲内であり、その導電性混合体を用いて上記陽極層を施工してもよい。
【００１３】
さらに、上記導電性混合体が、セメントが平均粒径１３μｍで、カーボンが平均粒径４μｍのものが用いられて形成されたものが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は本発明に係る鉄筋コンクリート防食システムの好適な実施の形態を示した概略図、図２はセメントとカーボンの混合状態を示した図である。
【００１６】
図１に示すように、鉄筋コンクリート防食システム１は、鉄筋コンクリート内に電流を流す外部電源２を備えている。この外部電源２は、直流電源或いは交流を整流する電源が用いられる。外部電源には、電流計９が設けられており、電流を調整できるようになっている。
【００１７】
外部電源２の陰極は、コンクリート３内に配設されている鋼材である鉄筋４に接続されている。鉄筋４はコンクリート３内で格子状に組まれており、陰極と鉄筋４とを結ぶ導線５は、鉄筋４の配筋時に鉄筋４に所定ピッチで予め接続されており、その周囲にコンクリート３を打設するようになっている。
【００１８】
ところで、本発明は、外部電源２の陽極に接続される陽極層６を、セメント１１に粉状のカーボン１２を混ぜ合わせた導電性混合体（図２参照）１４を用いて形成したことを特徴とする。
【００１９】
本実施の形態においては、上述の導電性混合体１４は、そのカーボン混入率が３０％（セメントとカーボンとの重量比率７０：３０）となるように混ぜ合わされて構成されている。
【００２０】
また、セメント１１は平均粒径１３μｍのものが用いられ、カーボン１２は平均粒径４μｍのものが用いられて形成されている。これによって、セメント１１とカーボン１２は、図２に示すように混ぜ合わされており、セメント１１の周囲に配列されたカーボン１２を介して電流が流れるようになっている。
【００２１】
なお、セメント１１及びカーボン１２の平均粒径は、上記数値に限られるものではなく、セメント１１の平均粒径が、カーボン１２の平均粒径の２〜４倍の範囲内であればよい。
【００２２】
陽極層６は、導電性混合体１４に水を混ぜ合わせて、導電性ペーストを形成し、この導電性ペーストを吹付け或いは左官作業にて、コンクリート表面７に形成された導電性ペースト層８にて構成されている。
【００２３】
この導電性ペースト層８は、略０．５〜１．０ｍｍの厚さに形成されている。
【００２４】
次に、図３の導電性混合体の圧縮強度及び抵抗率を示したグラフを用いて、セメント１１とカーボン１２との混合比率の最適条件について説明する。
【００２５】
導電性混合体１４の圧縮強度及び抵抗率を測定するに当たって、カーボン混入率を変えて複数の導電性混合体１４を形成し、水と混合体１４の比率を５０％として試験体を形成し、養生期間７日として測定を行った。
【００２６】
カーボン混入率０％の試験体では、電気の抵抗率が２９９２Ωｍで、圧縮強度が９．７８Ｎ／ｍｍ2 （ＭＰａ）であった。以下、カーボン混入率１０％の試験体では、抵抗率が２１．３６Ωｍ、カーボン混入率３０％の試験体では、抵抗率が０．６１７Ωｍで、圧縮強度が２．９３Ｎ／ｍｍ2 、カーボン混入率５０％の試験体では、抵抗率が０．７８Ωｍといった結果が得られた。カーボン混入率９０％の試験体では、抵抗率が０．４４Ωｍで、圧縮強度については、養生７日間では、固まらず強度測定ができる状態にはならなかった。
【００２７】
以上の結果より、カーボン混入率が高くなれば、抵抗率が低下するために電極としての機能が高まるが、部材強度が低下してしまうことが判った。
【００２８】
導電性混合体１４で陽極層６を形成するためには、抵抗率が３Ωｍ以下で、圧縮強度が１Ｎ／ｍｍ2 といった性能が条件となるが、上記抵抗率及び圧縮強度の各測定点を適宜結んで、上記条件に照らし合わせると、カーボン混入率が２５〜５０％の導電性混合体が条件に適合することが判った。
【００２９】
その中でも、カーボン混入率３０％の導電性混合体１４が、抵抗率が０．６１７Ωｍで、圧縮強度が２．９３Ｎ／ｍｍ2 であり、上記各条件を十分に満たしており、抵抗率と強度との調和を図ることができるので最適であると考えられる。
【００３０】
なお、導電性混合体は、コンクリートの施工条件に合わせて、例えば、抵抗率が重視される場合はカーボン混入率を高くし、圧縮強度を必要とする場合はカーボン混入率を低くすればよい。
【００３１】
次に、上記構成の鉄筋コンクリート防食システム１の作用を説明する。
【００３２】
この鉄筋コンクリート防食システム１においては、外部電源２によって陽極層６である導電性ペースト層８から陰極である鉄筋４へと直流電流を流すことによって、鉄筋４は電気化学的に不活性状態となり腐食の発生を防止できる。さらに、鉄筋４の周囲のコンクリート３の内部の塩化物イオンを除去できるので、コンクリートの塩害も防止できる。
【００３３】
係る鉄筋コンクリート防食システム１によれば、比較的安価なセメント１１とカーボン１２とを混ぜ合わせてなる導電性混合体１４を用いて陽極層６となる導電性ペースト層８を形成しているので、従来の陽極層に用いられていたチタン等の高価な材質を用いることなく、材料費用の低減が達成される。
【００３４】
また、セメント１１が硬化体であるため、導電性ペースト層８とコンクリート表面７との接合性が非常に高く、陽極層６の剥離接等を防止できると共に、その表面強度が高くなり、従来のように、陽極層６の表面に保護層を形成する必要がない。
【００３５】
さらに、導電性ペースト層８は、吹付け或いは左官による施工が可能となるので、コンクリート表面７が、平らでなく凹凸がある場合であっても、その施工が短時間で且つ容易に行うことができ、工期及び施工費用の低減が図れる。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、陽極層６は導電性ペースト層８にて構成されているが、これに限られるものではなく、導電性混合体１４に水と砂を混ぜ合わせた導電性モルタルであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、比較的安価なセメントとカーボンとからなる導電性混合体を用いて陽極層を形成しているので、材料費が安価であると共に陽極層とコンクリート表面との接合性が高いといった優れた効果を発揮する。また、陽極層の吹付け或いは左官による施工が可能となるので、コンクリート表面が平面状でなくても短時間で且つ容易に施工でき、さらに、陽極層表面の保護層が不要となるので、その分、施工費用の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄筋コンクリート防食システムの好適な実施の形態を示した概略図である。
【図２】セメントとカーボンの混合状態を示した図である。
【図３】導電性混合体の圧縮強度及び抵抗率を示したグラフである。
【図４】従来の鉄筋コンクリート防食システムを示した一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１  鉄筋コンクリート防食システム
３  コンクリート
４  鉄筋
６  陽極層
７  コンクリート表面
１１  セメント
１２  カーボン
１４  導電性混合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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