技報 第 10 号（2012 年）

PC グラウト充てん不足部補修「リパッシブ工法」の腐食抑制効果
技術本部

技術部

鴨谷知繁

技術本部

技術部

青山敏幸

１．はじめに近年，ポストテンション方式の既設 PC 橋におけるグラウ
ト充てん不足部に，凍結防止剤に含まれる Cl－が侵入し，構造安全性を確保する上で重要な PC 鋼材において著しい腐食(写真-1)や破断が報告されている．このようにして腐食した
PC 鋼材は，表面の錆層に多量の Cl－が含まれるため，従来のグラウト再注入工法では，十分な補修効果を得ることができない可能性がある．そこで，このような鋼材においても耐久
写真-1 既設 PCT 桁橋の主ケーブルに生じた著しい腐食性を確保することを目的に，亜硝酸リチウム(以下，LiNO2 と記す)水溶液の注入と LiNO2 を添加した補修材の充てんによる新しい補修工法「リパッシブ工法」を開発した．本稿では，

計測 孔

塩水噴霧により腐食させた鋼材を対象にリパッシブ工法の腐塩 化ビニ ル管

食抑制効果を実験的に検討した結果を報告する．
対極被覆

リード 線

２．試験概要試験片は，PC 鋼材の代わりに直径 13mm のみがき丸鋼とし，5%の NaCl 水溶液の 1 日 2 回の散布を 2 ヶ月間行うことにより腐食させた．試験片の腐食状況を写真-2 に示す．腐食150216

塩化ビ ニル管量は 3 本の平均値で 43.4mg/cm2 であった．

試 験片

試験はシリーズⅠとシリーズⅡに分けて行った．シリーズ
Ⅰでは試験片を飽和 Ca(OH)2 水溶液，6.5%，13.0%および40.0%の濃度の異なる LiNO2 水溶液に浸せきし，各試験片の電位の経時変化を照合電極と電圧計を用いて測定した．

PCｸﾞﾗｳﾄ 10シリーズⅡでは図-1 に示す試験体を作製した．試験片の両100

端は塩化ビニル管を設置して腐食から保護し，試験片の一端には電気化学的測定用のリード線を設置した．シースは塩化

写真-2 試験片の腐食状況

図-1 試験体の概要図

ビニル管を使用し，かぶりが 10mm となるように試験片をシース内に設置した．電気化学的測定を行うための対極を試験

表-1 シリーズⅡ試験要因体内に設置するとともに，塩化ビニル管に試験片の電位を計測するための計測孔を設けた．試験要因は表-1 のように従来

No.

補修の方法 ※)
①LiNO2水溶液浸せき②補修材
NO2－添加量(NO2－濃度－時間)

備考のグラウト再注入工法（以下，Nor-G 補修），LiNO2 を添加しsp-1

無0kg/m3

Nor-G補修た補修材による補修（以下，LN-G 補修）および LiNO2 水溶

sp-2

無6kg/m3

LN-G補修液への浸せきと LiNO2 を添加した補修材による補修(以下，リsp-3

無9kg/m3

LN-G補修パッシブ工法補修)とし，LN-G 補修については補修材へのsp-415kg/m3

LN-G補修sp-5

無6.5%－4日9kg/m3

リパッシブ工法補修

NO2－添加量を 6～15kg/m3 の 3 水準とした．シース内を充て※) 補修は①→②の順で行った

んする補修材は，早強ポルトランドセメントと高粘性グラウト混和剤を使用したグラウト材とし，水セメント比は 45%と了後，試験体を解体し，試験片の除錆を行い腐食減量の測定した．

を行った．

各補修方法の腐食抑制効果を確認することを目的に，試験体製作後約 60 日から気温約 30℃，相対湿度約 80%の養生槽

３．実験結果と考察において 9 ヶ月の腐食促進試験を行い，試験片の分極抵抗を3.1定期的に測定した．分極抵抗は掃引速度を 5～10mV/min とした直流分極抵抗法により計測した．そして腐食促進試験終LiNO2 水溶液中における試験片の電位変化

各水溶液中における試験片の電位の経時変化を図-2 に示す．
飽和 Ca(OH) 2 水溶液に浸せきした場合には，鋼材電位は

技報 第 10 号（2012 年）0電位(mV,SCE)−400mV(SCE)から徐々に卑に移行し−600mV(SCE)に達した．
一方，LiNO2 水溶液に浸せきした場合には，電位は経時的に貴に移行し，−100～−250mV(SCE)程度となった．炭素鋼の 錆層はミクロ的に欠陥を多く含む緻密性の低い組織であり，試験片を LiNO2 水溶液に浸せきした場合には，NO2－が錆層に侵入し，錆層に存在する Cl－と NO2－との比率が 1.25 以下と13.0%LiNO2水溶液-10040.0%LiNO 2水溶液

-200-300

6.5%LiNO2 水溶液-400なったため鋼材が不動態化したと推察される．LiNO2 水溶液-500の濃度が高いほど，この貴に移行する速度が大きい傾向にあ-600飽和Ca(OH)2 水溶液

0るが，これは LiNO2 濃度が高いほど，早期に多くの NO2－が20406080100

浸せき時間（Hrs.)

錆層に侵入するためと考えられる．
3.2 各試験体の分極抵抗

図-2 各水溶液中における試験片の電位変化

図-3 に各試験体の分極抵抗の経時変化を示す． Nor-G 補修

300

速度の判定基準において不動態状態と判定される 130kΩcm2上回っているものの，それ以前は上述の判定基準を常時下回っており腐食状態と推察された．試験片には腐食過程で NaCl水溶液が散布されており，錆層内に Cl－が含まれていると推察されるため，錆層内の Cl－ 量がある値以上の場合には，2CEB(Comité Euro-International du Béton)で示される腐食分極抵抗（kΩcm )の sp-1 は，分極抵抗が増加傾向にあり 180 日以降では250

CEBの判定基準
不動態

200
150

130kΩcm21005000

Nor-G 補修による腐食抑制効果が期待できない可能性がある．

50100 150 200 250 300

LN-G 補修の sp-2～sp-4 はいずれも全期間に渡り，上述の測定開始からの日数（日）不動態状態と判定される基準 130kΩcm2 を下回っており，試図-3 分極抵抗測定結果◆ sp-1□ sp-2△ sp-3× sp-4
□ sp-5

験片を再不動態化させるには至っていない．これは，補修材るのに十分な量の NO2－が錆中に侵入しなかったためと考えられる．LN-G 補修の各試験体の分極抵抗が Nor-G 補修のsp-1 と比較して低下した理由については今後の課題であるが，この結果は LN-G 補修のように補修材への NO2 の添加だけ－では逆効果になる可能性を示すものであり，注意を要する．
一方，リパッシブ工法補修の sp-5 は試験開始直後から常時130kΩcm2 を上回っており良好な不動態状態と判断され，リ14
腐食減量実測値（mg/cm 2）に添加された NO2－は錆層に侵入しにくく，腐食抑制効果を得

12108◆ sp-1□ sp-2△ sp-3× sp-4
□ sp-56420パッシブ工法による補修は，既往の Nor-G 補修と比較して腐0246810

食抑制効果が高いものと考えられる．また，上述のように sp-2腐食減量推定値 （mg/cm 2 ）～sp-4 の腐食抑制効果が sp-1 を下回ったことを考慮すると，

図-4 腐食減量の測定結果

1214

腐食した PC 鋼材において良好な腐食抑制効果を得るためには LiNO2 水溶液への浸せきの手順が必要と考えられる．
3.3 各試験体の腐食量

LiNO2 水溶液へ浸せきした場合の試験片の電位変化や，9ヶ月に渡る促進腐食試験中の分極抵抗の測定結果および試験

図-4 に各試験体を解体した後に測定した試験片の腐食減量

終了後の腐食減量の測定結果により，LiNO2 水溶液への浸せを示す．腐食減量は試験体製作から解体までの期間に生じた

きと LiNO2 を添加した補修材の充てんを行うリパッシブ工法分のみとした．リパッシブ工法補修の sp-5 は Nor-G 補修のの腐食抑制効果が高いと判断された．

sp-1 より腐食減量が小さい一方，LN-G 補修の sp-2～sp-4 の腐食減量は sp-1 より大きくなった．この結果は，分極抵抗の逆数により算出した腐食減量の推定値とも，sp-4 を除き，おKey Words：凍結防止剤，グラウト充てん不足，補修，亜硝酸リチウム

おむね一致した．このように試験片の腐食減量を測定した結果からもリパッシブ工法の高い腐食抑制効果が確認された．
４．まとめ
グラウト充てん不足部への Cl－の侵入による PC 鋼材の腐食を模擬した試験体を用いて，その補修方法を検討した．

鴨谷 知繁

青山 敏幸