亜硝酸塩 の鉄筋 防錆効果
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(2) 表 一1. セ メ ン トの 組 成. 表 一2. モ ル タル 配 合 と供 試 体. の 一 級試 薬 を用 い た。 モ ル タル 供 試 体 作 製 の た め 細 骨材 は,標 準 砂 を,セ. メ ン トは 表 一1に 組 成 を 示 した 普 通 ボ. ル トラ ン ドセ メ ン ト(等 価Na20量:0.67%)を. 用い. た。 2.2. 配 合 お よ び供 試 体. モ ル タ ル の配 合,塩 化 物 お よび 防 錆 剤 の 添加 量 水 準 を 表 一2に 示 す 。NaClの %,0.5%,1%の3水 1%の2水. 添 加 量 は セ メ ン ト質 量 に対 し,0 準 と し,防 錆 剤 の添 加 量 は,0%,. 準 と した 。 な お,亜 硝 酸 カ ル シ ウ ム は水 和 物. の た め 補 正 を して 加 え た。 こ こで,0%の. 水 準 の モル タ. ル は,Cl一 イ オ ンお よ び 防錆 剤 の影 響 を 明 らか にす る た めの 標 準 の もの で あ る。 す べ て の モル タル 供 試 体 は,脱 型 後 す ぐに,ポ レ ン製 の 袋 に 入 れ て 密 封 した 後,温 度20℃,相 100%の. リエ チ 対 湿度. 恒 温 恒 湿 の湿 気 槽 に て養 生 した 。 供 試 体 形 状 は. 図一1 自然電位 および分極抵抗測定用供試体. 表 一2に 示 す よ う に,細 孔 溶 液 の 抽 出 用 に は φ40×100 mmの. 円柱,曲. 160mmの. げ お よ び圧 縮 強 度 試 験 用 に は40×40×. 直 方 体 で あ る 。 鉄 筋 の 自然 電 位 測 定 用 の 供. 試 体 の寸 法 は160×100×60mrnで. あ り,図 一1に 示 す. よ う にモ ル タル 供 試 体 内 に直 径10mmの 極 と して 直 径10mmの. 鉄 筋 と標 準 対. ス テ ン レス 棒 を 配 置 した 。 鉄 筋. 位 置 は供 試体 中央 で,供 試 体 の打 設 表 面 か ら鉄 筋 中心 ま で の 深 さは30mmで 2.3 (1). 測. あ る。. した 。 圧 縮 試 験 は 曲 げ 試 験 後 の2つ. に分か れた供試体. を,加 圧 面 を供 試 体 作 製 時の 両 側 面 と して,載 荷 速 度80 kgf/秒 で 破 壊 時 の 最 大 荷 重 を 求 め た 。 (3). 鉄 筋 の 自然 電 位 お よび 分 極 抵 抗 の 測 定. 図 一1に 示 す 供 試 体 を ポ リエ チ レ ン製 の 袋 に密 閉 し, 各 材 齢 ご と に 自然 電 位 お よび 分 極 抵 抗 を測 定 した 。測 定. 定. 機 器 と して ポテ ン シ ョス タ ッ ト,関 数 発 生 装 置 お よ び レ コ ー ダ と して コ ン ピ ュ ー タ を 用 い た 。 自然 電 位 の 測 定. 細 孔 溶 液 の分 析. 所 定 材 齢 に 達 した供 試 体 を 高 圧 抽 出 装 置 に入 れ,400 〜500MPaの. に 従 い,万 能試 験 機 を用 い,二 等 分 点 載 荷 法 に よ り測 定. 高 圧 下 に て 細 孔 溶 液 を抽 出 し,直 ち に所. 定 の 倍 率(100,1000,2000お. よ び5000倍)に. 希 釈 した. は,参 照 電 極 と して 飽 和 カ ロ メ ル 電 極(mV,SCE)を 用 い,図 一1の 供 試 体 の 端 子 に 接 続 して 鉄 筋 の 自然 電 位 を求 めた 。 飽 和 カ ロメ ル 電極 を用 い た と き の電 位(E)と. 後,各 種 イオ ンの分 析 を 行 った 。 対 象 イ オ ン種 は,陽 イ. 鉄 筋 腐 食 と の 対 応 を 示 す 評 価 基 準 をASTMC‑867の. オ ン と してNa+,K+,Ca2+で,陰. 飽 和 硫 酸 銅 電 極(mV,CSE)に. C1‑,SO42一. で あ る。OH一. イ オ ン と してOH},. イ オ ン濃 度 は,1M/100の. 塩. 酸 標 準 規 定 液 に よ り,指 示 薬 と して フ ェノ ー ル フ タ レイ ン液 を 用 い た 直 接 滴 定 法 で 求 め た 。Na+,K+,Ca2+イ オ ン濃 度 は 原 子 吸 光 分 析 法,ま. たCl‑,SO42一. イ オ ン濃. 度 はイ オ ン ク ロマ トグ ラ フ分 析 に よ り求 め た。 (2). 曲 げ お よび 圧 縮 強 度 の測 定. 曲 げ試 験 はJISR5201「 76. セ メ ン トの 物 理 試 験 方 法 」. し,次 式(1)に. 対 す る基 準 値 か ら換 算. 示す。. E>‑129mV:90%以 ‑129mV≧E≧‑279mV:不 E<一279mV:90%以. 上 腐 食 な し(1) 確定 上腐食. 分 極 抵抗 の測 定 は,自 然 電 位 測 定 後,関 数 発 生 装 置 を 作 動 させ て 行 った 。 分 極 抵 抗 の 走 査 速 度 は1分 mVで. 間 に1C. あ る 。 分 極 抵 抗 は 電 流 と電 圧 の 分 極 曲 線 の 勾 配.
(3) か らオ ー ム の法 則 に よ り求 め た 。 3. 3.1. り,分 析 対 象 イ オ ン種 の 選 択 お よ び 分 析 精 度 は十 分 で あ っ た と考 え る。 防 錆 剤 の 効 果 につ い て 考 察 す る た め. 実験 結 果 お よ び考 察. に,併 せ て,OH‑お 細 孔 溶 液 の各 種 イ オ ン濃 度 の変 化. ウ ム添 加 モ ル タル に対 して 測 定 され た 細孔 溶 液 中 の 陰 イ. K+,Ca2+)の. 濃 度 に 対 す るCl}イ. オ. ン濃 度 の 比 を 示 した 。. 防錆 剤 無 添 加,亜 硝 酸 ナ ト リウム お よ び亜 硝 酸 カ ル シ. オ ン(OH‑,C1‑,NO2‑,SO42‑)お. よ びNO2一. よび 陽 イ オ ン(Na+,. 濃 度 を 表 一3に 示 す 。 表 一3の 陽 お よ び 陰. イ オ ンそ れ ぞ れの 合 計 の 差 は,ほ とん どが9%以. 表‑3. 下 であ. (1). 防 錆 剤無 添加 モ ル タ ル の細 孔 溶 液 の 組 成. 防 錆 剤 無 添 加 モ ル タ ル の 陰 イ オ ン濃 度 の 経 時 変 化 を 図‑2に. 示 す 。OH一 イ オ ン濃 度 は,い ず れ のCI一 イ オ ン. 添 加 量 に お い て も,材 齢1日 か ら7日 間 に急 激 な上 昇 を 示 し,そ の 後 の 上 昇 は ゆ る や か とな る。 材 齢 初 期 で は水. モ ル タ ル細 孔 溶 液 の イ オ ン組 成. 77.
(4) 和 反 応 に よ り多 量 の 自由水 が 固 定 され るた め,見 掛 け上. る。 ま た,材 齢1日. のOH一. 減 少 量 はCl一 〇.5%添 加 で は0.124M,1%添. イ オ ン濃 度 の 上 昇 分 も含 ま れ る が,NaC1の. 加 量 の増 加 と と も にOH一. 添. イオ ン濃 度 は 増 大 して い る。. これ は,す で に 明 らか に され て い る よ う に9)NaCl添 モ ル タ ル で は,(2)式 塩 の形 成 時 にOH一. で 示 され る よ うに,フ. 加. リー デ ル 氏. イ オ ンが 生 成 す る た め で あ る と考 え. られ る。. 0・251Mで. か ら材 齢90日. あ り,NaC1の. ま で のC「. 加では. 添 加 量 と と もに,そ の 減 少 量. が 大 き くな って い る。 これ は,(2)式 分 な 量 のC3Aが. イ オ ンの. に示 す よ うに,十. 存 在 し,少 な く と もC1一 の 添 加 量1%. まで は,C1一 の 添 加 量 と と も に よ り多 くのC1一 イ オ ンが 固 定 され る こ とを示 して い る。 (2). 亜 硝 酸 ナ トリウ ム添 加 の 細 孔 溶 液 の 組 成 に 及 ぼ す影響. 図 一3に 亜 硝 酸 ナ ト リウム 添 加 モ ル タ ル の 陰 イ オ ンの. (2) 材 齢1日 は,図 %添. 一2か. か ら90日 らCr無. 加 で は0.260M,1%添. ま で のOH一. イ オ ン濃 度 の 増 加 量. 添 加 の0.167Mに. 加 で は0.308Mと. 図一2 防錆剤無添加モルタルの陰 イオン 濃度経時変化 78. 対 し,C1一. 図 一3. の0.5. 増 えてい. 経 時 変 化 を 示 す 。Cr無. 添 加 の 場 合 に は,OH一. イオ ン. は,亜 硝 酸 ナ トリウ ム添 加 に よ り増 加 し,材 齢90日 は,防 錆 剤 無 添 加 の0.390Mか これ らに,NaClを. 亜 硝 酸 ナ トリウ ム添 加 モ ル タル の 陰 イ オ ン濃 度 経 時 変 化. ら0.443Mに. 添 加 す る と,OH‑イ. で. なる。 オ ン は さ らに. 図一4 亜硝酸 カル シウム添加 モルタルの 陰 イオン濃度経時変化.
(5) 増 加 し,Cl一 の0.5%添. 加 で 材 齢90日. オ ン量 は,0.565M,1%添 な お,Crイ. に お け るOH‑イ. 加 で0.637Mと. 増 加 す る。. オ ン濃 度 は 防 錆 剤 無 添 加 モ ル タ ル と ほ ぼ 同. 等 で あ り,亜 硝 酸 ナ トリウ ム の添 加 に よ って モ ル タ ル の Cl一 イオ ン固定 能 が低 下 しな い こ とは 明 らか で あ る。 一 方,細 孔 溶 液 中 のNO2一. イオ ン濃 度 はNaClの. り増 加 す る。 す な わ ち,Cl一 濃 度 が0%で にお け るNO2一 濃 度 が0.102Mで 0.131M,1%で0.116Mで. 添加によ. の材 齢90日. あ る の に,0.5%で. は. あ る。 これ は,CI一 イ オ ンが. NO2一 イ オ ンの セ メ ン ト硬 化 体 組 織 へ の 固 定 化 を 妨 げ て い る こ と を意 味 し,NaCl添 は よ り多 くのNO2一. (a). 加 モ ル タ ル の細 孔 溶 液 中 に. イ オ ンが残 留 す る と い う 防錆 の 観 点. か らは望 ま しい 現 象 で あ る 。 (3). 亜 硝 酸 カ ル シ ウム の細 孔 溶 液 の組 成 に及 ぼ す 影 響. 図 一4に 亜 硝 酸 カ ル シウ ム 添 加 モ ル タ ル の 陰 イ オ ン濃 度 の 経 時 変 化 を 示 す 。OH一. イオ ン濃 度 は,亜 硝 酸 カル. シウ ム添 加 に よ り,防 錆 剤 無 添 加 の もの よ り逆 に小 さ く な って い る。 同 様 にNaCl添. 加 に よ りOH一. イ オ ン濃 度. は増 加 す る が,前 述 の 亜 硝 酸 ナ ト リウム 添加 モ ル タ ル に 比 較 し,そ の 増 加 量 は小 さ い。 一 方,Cl一 イ オ ン濃 度 は 亜 硝 酸 ナ ト リウ ム添 加 に比 較 して減 少 して お り,Cl一 が 0.5%濃. 度 で は 材 齢90日. Crの1%濃. で0.035Mか. 度 で は0.150Mか. (b). ら0.027Mに,. ら0.090Mと. な ってい. 図 一5. 0H‑,Crイ. オ ン濃 度 の 経 時 変 化(Cr濃. 度1%). る。 これ は,亜 硝 酸 カ ル シ ウ ム添 加 モ ル タル で は,鉄 筋 腐 食 に影 響 を 与 え る細 孔 溶 液 中 のC1一 イ オ ンが フ リー デ ル 氏 塩 等 にCl一 の1%濃 無 添 加 の1.2倍,亜. 度 で は,材1齢90日. で 防 錆剤. 硝 酸 ナ トリウ ム モル タ ル の1.7倍 が. 取 り込 ま れ る こ とを示 して い る。 なお,防 錆 に必 要 な 有 効NO2‑イ NaClの. オ ン濃 度 は 亜 硝 酸 ナ ト リウ ム 添 加 と 同様 に 添 加 に よ り増 加 す る が,亜 硝 酸 ナ トリウ ム 添 加. の もの に 比 較 して,Cr1%濃. 度,材 齢90日. で約20%. 少 な くな って い る。 (4). 亜 硝 酸 ナ ト リウム お よ び亜 硝 酸 カル シ ウ ム添 加 モル タル の 細 孔 溶 液 の 組成 の特 徴. 防錆 剤 の機 能 を把 握 す る た め に は,細 孔 溶 液 中 のOH一 イ オ ン,Cl一 イオ ンお よ びNO2‑イ. を 検 討 す る こ とが 重 要 で あ る 。 図‑5に 1%に. 添 加Cl一 イ オ ン. お け る 防 錆 剤 無 添 加,亜 硝 酸 ナ ト リウ ム お よ び亜. 硝 酸 カ ル シ ウム 添 加 モ ル タル のOH一 C1一 イオ ン濃 度(b)の 効 果 を与 え るOH一. イオ ン(a)お. よび. 経 時 変 化 を 示 した 。 防錆 に有 効 な イ オ ン濃 度 は 材 齢90日. ト リウ ム(0.607M),防 カ ル シ ウ ム(0.560M)の. 図 一6. NO2‑イ. オ ン濃 度 の 経 時変 化. オ ン濃 度 の バ ラ ンス. で亜硝酸 ナ. 錆 剤 無 添 加(0.596M),亜. 硝酸. 順 で 高 くな っ て い る。 逆 に腐. Cl一 イ オ ン1%混. 入 時にお ける防錆 作用 を発揮 す る. NO2一 イ オ ン濃 度 の 経 時変 化 を図 一6に 示 す 。材 齢90日 のNO2一. イ オ ン濃 度 は亜 硝 酸 ナ ト リウ ム は0.166Mに. 対 し,亜 硝 酸 カル シ ウム の0.134Mで. 陰 イオ ンに 関 し,腐 食 防 止 効 果 の 指標 と して,Cl‑/OH一 お よ びCr/NO2一. の 比 を 求 め た。 す べ て の モ ル タ ル に. 食 を 促 進 さ せ るCl一 イ オ ン濃 度 は 亜 硝 酸 カ ル シ ウ ム. 関 し,そ れ らの 比 は 表‑3に. (0.090M)防. 添 加 率0.5%,1%に. お け るCr/OH一. した 。 材 齢90日. に お け るCl‑/OH‑に. ム(0.150M)の. 錆 剤 無 添 加(0.111M),亜. 硝 酸Nナ. 順 に小 さ くな って い る 。. ト リウ. あ る。. 次 に,鉄 筋 腐 食 に直 接 関 与 す る細 孔 溶液 中 の3種 類 の. 示 した が,図‑7に. は,Cl‑. 比 の 経 時変 化 を示 つ い て み る と, 79.
(6) 図‑7. Cr/0H一. 比の経時変化. 図‑9 な お,モ 図‑8. Cr/NO2}比. ル タル にNaClと. す る と,OH『. の経時変化. 曲げ強度の経時変化 亜 硝 酸 ナ ト1)ウ ム を 添 加. イ オ ンは 防 錆 剤 無 添 加 モ ル タル に 比 較 し. て 高 くな って い る(図 一3)。 こ の こ と は,NaClを Cl‑添 加 率 が0.5%で. は. 亜 硝 酸 ナ トリウ ム と カ ル シウ. ム で,そ れ ぞ れ0.062と0.064で さい が,1%で. あ り,両 者 間 の差 は小. は,亜 硝 酸 カ ル シ ウ ム(0.160)の. 硝 酸 ナ トリウ ム(0.235)に. 比 較 して 小 さ くな って お り,. 防錆 効 果 を発 揮 させ る うえ で 望 ま しい 。 一 方 ,図 一8に 示 す よ うに,Cl‑/NO2‑比 ン0.5%添. 方が亜. 含有. す る コ ンク リー トに防 錆 剤 と して亜 硝 酸 ナ トリウ ム を添 加 す る と,ア ル カ リシ リカ反 応 に よ る コ ンク リー トの 劣 化 を 発 生 させ る可 能 性 が 高 くな る こ と を示 して い る。 3.2. 曲 げ お よ び 圧縮 強度 へ の影 響. 防錆 剤 の 曲 げ強 度 に 及 ぼす 影 響 を 図 一9に 示 す 。Na‑ オ. Cl添 加 に よ り,防 錆 剤 の有 無 にか か わ らず 長 期 強 度 は. 加 時 は亜 硝 酸 ナ トリウ ム と カル シ ウ ム とで 差. 低 下 す る傾 向 に あ る。 亜 硝 酸 ナ トリウ ムの 添 加 に よ って. は ほ とん どな いが,C1『1%添 ウ ム のCl‑/NO2一. はCrイ. 加 時 に は,亜 硝 酸 カ ル シ. 比 は 材 齢90日. り,亜 硝 酸 ナ トリウ ムのo.go4に. の 時 点 でo.670で. あ. 比 較 して 小 さ くな って. 材 齢初 期 の強 度 は大 き くな るが,そ の 後 の 強 度 の 伸 び は か え って小 さ くな って い る。 亜 硝 酸 ナ ト リウム お よ び カ ル シ ウム と も材 齢90日. の強 度 はCrの. 混入の有無 にか. お り,こ の 指 標 か ら も亜硝 酸 カ ル シ ウ ム の ほ うが 防 錆 効. か わ らず 防錆 剤 無 添 加 の 場 合 に比 べ て 低 い 値 を 示 し,防. 果 が あ る と考 え られ る。. 錆 剤 無 添 加 に 対 す る 強 度 低 下 率 はC1/添. 80. 加 率0%で,.
(7) 13.9〜14.3%,0.5%で 19.8%で. は15.3〜16.5%,1%で. は18.9〜. あ る。 全 体 と して の 平 均 低 下 率 は 亜 硝 酸 ナ ト. リウ ム で16.5%,亜. 硝 酸 カ ル シ ウ ム で16.4%で. あ り,. 両 者 間 に差 は認 め られ な い 。 防錆 剤 の 圧 縮 強 度 へ の 影 響 を 図‑10に 示 す 。 曲 げ強 度. (1). 防 錆 剤無 添 加 モ ル タ ル 中 の鉄 筋 の 腐 食 特 性. 防 錆 剤 無 添 加 モ ル タ ル の 自然 電 位 は,Cl一 無 添 加 の 場 合,腐 食 な し と判 定 さ れ る約‑100mVで. 推 移 して い. る。Cl‑の 添 加 率0.5%で は 打 設 後,1日 で 自然 電 位 が ‑440mVと 腐 食 領 域 に入 る。 そ の 後 電 位 は 高 い 方 向 へ. と 同 様 にCI一 の 添 加 率 と と も に 強 度 は低 下 し,防 錆 剤. 移 行 し,84日. の 添 加 に よ って も低 下 して い る。 低 下 率 はCl『 濃 度0%. に 達 す る 。 この よ うな 電位 の挙 動 と図/8のCr/OH一. で17.3〜l9.7%,0.5%で13.3〜17.5%,1%で10.6〜. の 経 時 変化 との相 関 が認 め られ る。. 14.7%で. あ っ た。 全 体 と して の 平 均 低 下 率 は,亜 硝 酸. ナ ト リ ウ ム で16.5%,亜. 硝 酸 カ ル シ ウ ム で14.5%で. あ った 。 3.3. 後 に は/274mVと. な り,不 確 定 な 領 域. す な わ ち,打 設 直後 の低 い 電位 へ の シ フ トはCl‑/OH一 比 が 大 きな 値 を示 して い る こ と と対 応 し,材 齢 約10日 以 後 の 高 い 電 位 へ の移 行 はCl‑/OH一. 鉄 筋 の 自 然 電位 お よ び分 極 抵 抗 の 変 化. て い る 。Cl一 の添 加 率 が1%の. 自然 電 位 お よ び腐 食 電 流 に対 応 す る指 標 で あ る(1/分 極 抵 抗)値 の 経 時変 化 を 図‑11お. よ び 図/12に. それぞれ. 比. 位 へ の 移 行 は,0.5%の. 比 の 低 下 と対 応 し. 場 合,打 設 直 後 の低 い 電. 添 加 率 と 同様 で あ り,そ の後 ゆ. る や か に 高 くな る が,腐 食 領 の 一330mVで‑定. 化 して. いる。 一 方 ,分 極 抵 抗 値 の逆 数 値(1/分 極 抵 抗)の 経 時変 化. 示す。. はCrが0%の. か ら300日. ま で 低 い値. で 変 化 が な く腐 食 して いな い。Cl‑が0.5%添. 場 合,材. 加 される. と,材 齢1日. 齢1日. 目に大 き な(1/分 極 抵 抗)値 を 示 す が,材. 齢7日 以 後 は,小 さ な一 定 の 腐 食 電 流 が 流 れ 続 け,徐 々 に 腐 食 が 進 行 して い る。Cr1%添. 加 で は,材 齢1日. の. (1/分 極 抵 抗)値 は非 常 に大 き な 値 を 示 し,7日 以 降 は, 一 定 の 値(17×10‑6/Ω ・cm2)と な り,約230日 後に は,腐 食 電 流 は急 激 に低 下 して い る。 以 上 の よ うに,自 然 電 位 と 分 極 抵 抗 値 と は,ほ. ぼ 同 様 の 挙 動 を示 して い. る。 本 実 験 で は,ポ. リエ チ レン製 の 袋 に 供 試 体 を密 閉 して. い る た め,OH‑イ. オ ン の 溶 出 は な く一 定 と 考 え て よ. い 。 した が って,Cl‑イ. オ ンが0%の. 場 合,他 の 腐 食 物. 質 の 存 在 も供 給 もな い た め,鉄 筋 腐 食 は 生 じな い。 一 方,Cl}イ. オ ンの添 加 は 電 位 を 低 い 値 に移 行 させ て い る. こ とよ り,鉄 筋 腐 食 に影 響 を 与 え て い る こ とが確 認 で き る 。Crイ. オ ン添 加 が0.5%の. り.1%に (2). 時 は,不 確 定 領 域 と な. な る と腐 食領 域 に達 す る。 亜 硝 酸 ナ トリウム 添 加 モ ル タ ル 中 の 鉄筋 の腐 食 特性. Cl‑添 加 量0.5%の. 場 合,自. 175日 ま で 一185mVレ. 然 電 位 は 材 齢1日. か ら. ベ ル に あ り,防 錆 剤 無 添 加 に比. べ 電 位 は高 く,防 錆 の 効 果 が 現 れ て い る。Cl‑が1.0% の場 合,材 齢1日 で は電 位 は逆 に/200mVと て い るが,7日. 以 後 で は 一380mVと. 高 くな っ. 電 位 は低 下 し,腐. 食領 域 へ と移 行 して い る。 (1/分 極 抵 抗)値. はCl‑が0.5%添. 日 目ま で は,Cl一 が0%添. 加 の場 合,材 齢170. 加 の 場 合 と大 差 な い が,以 後. わ ず か な 上 昇 を 示 し,腐 食 が 少 しず つ 進 行 して い る 。 Cl‑の1%添 図‑10. 圧縮強度の経時変化. 加 で は,(1/分 極 抵 抗)値 にC1‑の0.5%添. 加 の場 合 と明 らか な差 が 認 め られ,腐 食 が 初 期 よ り進行 81.
(8) 図 一11. 図一12 分極抵抗値 の経時変化. 自 然 電位 の経 時変 化. して い る こ とが 認 め られ る 。 (3). と,当 初 よ り一 定 の腐 食 電 流 が 流 れ,そ れ は 徐 々に増 大. 亜 硝 酸 カ ル シウ ム添 加 モ ル タ ル 中の 鉄 筋 の 腐 食 特性. (4). 自然 電 位 は,C1『 添 加 率 が0.5%の. 場 合,Crが. 無添. 加 の 電 位 挙 動 と変 わ らず,大 き な 防錆 効 果 を 発 揮 して い る。 しか し,Cl‑添 mVレ. して い る 。. 加 量 が1%と. 高 濃 度 にな る と,‑300. ベ ル の 腐 食 領 域 で‑定 化 して い る。. (1/分 極 抵 抗)値 は,Cl一 の 添 加 率 が0.5%の. 防錆 剤 の 性 能 比 較 と限 界. 同 一 量 のCr添. 加 率 に お け る 自然 電 位 お よ び 分 極 抵. 抗 値 の比 較 か ら,亜 硝 酸 カル シ ウム の 方 が,亜 硝 酸 ナ ト リウ ム よ り防錆 剤 と して 優 れ て い る こ とが認 め られ た。 す な わ ち,Cl‑のo.5%添. 場合 は. 加 率 で は,亜 硝 酸 ナ ト リウ ム. の 防錆 効 果 は認 め られ た が 十 分 で は な か った 。一 方,亜. Cl‑の 無 添 加 と同 等 の 値 で あ り,腐 食 は 全 く生 じて い な. 硝 酸 カ ル シ ウ ム は十 分 な 防 錆 効 果 を 示 した 。 しか し,. い こ と が わ か った 。 しか し,Cl一 の 添 加 率 が1%と. Cl『が1%添. 82. なる. 加 率 にな る と,亜 硝 酸 カル シ ウ ム で もそ の.
(9) 防錆 効 果 は不 十 分 で あ った 。 これ は,Cl『 が あ る 限 界 値 を超 え た 場 合 に は 亜 硝 酸 ナ トリウ ム お よ び カル シ ウム と. 2) 3). もの で あ る 。 4.. ま. と. 4). め. 5). 物 イオ ン存 在 下 で,細 孔 溶 液 中 の各 種 の イオ ンの挙 動 に 注 目 して 定 量 的評 価 を 行 った結 果,以 下 の よ うな 結 論 が 6). 得 られ た。 亜 硝 酸 ナ ト リウ ム は モ ル タ ル 中 の 細 孔 溶 液 の. OH『 イ オ ン濃 度 を増 加 さ せ るが,亜 硝 酸 カ ル シ ウ ム は 逆 に低 下 させ る。 亜 硝 酸 ナ ト リウ ム の 使 用 に よ るOH‑ イ オ ン濃 度 の増 加 は,ア ル カ リシ リカ反 応 を 助 長 す る 可 能 性 が あ る。 (2). 亜 硝 酸 カ ル シウ ムが 混 入 され た コ ン ク リー トで. 7). はC1一 イ オ ンの 固 定 化 能 力 が 高 くな る た め,防 錆 効 果 を 示 す 指 標 で あ るCl‑/OH一. 比 お よ びCl‑/NO2一. 比 は,. 亜 硝 酸 ナ トリウ ム に比 べ て 小 さ くな って い る 。 (3). 防錆 剤 と して,亜 硝 酸 カ ル シウ ム の方 が,細 孔. 8). 溶 液 の組 成,自 然 電 位 お よび 分 極抵 抗 値 か ら判 断 して, 亜 硝 酸 ナ トリウ ム よ り優 れ て い る とい え る。 (4). 曲 げお よび 圧 縮 強度 と も,亜 硝 酸 ナ トリウ ムお. よ び カル シ ウ ムの 添 加 に よ り,15%程 (5). Cl‑イ オ ンが 約1%程. 度,低 下 す る 。. 度,存 在 す る場 合 に は,. 亜 硝 酸 ナ ト リウム お よ び カ ル シ ウ ム と も に防 錆 剤 と して の機能を発揮できない。. 参 1). の3)塩. 分 に よ る 鉄 筋 の 腐 食 挙 動 と防 錆 剤 の 作 用. に 関す る電 気 化 学 的 実 験 検 討(1),大 No.5,pp.108〜111,1977. 林 組 技 術 研 究 所 報,. 福 島正 人 ・松 原 光 彦 ・二 村 誠 二:セ. メ ン ト上 澄 水 中 の 鋼. 材 腐 食 と防 錆 剤 の 効 果,セ pD.238〜241.1981. 亜 硝 酸 ナ トリウ ムお よび カル シ ウム の 防錆 効 果 を塩 化. (1). 喜 田大 三 ・守 屋 正 裕:土 木 建 築 にお け る腐 食 に関 す る研 究(そ. い う添 加 率 は,海 砂 を 除 塩 す る こ と な く. 使 用 した 場 合 を想 定 した とき のC1一 イ オ ン量 を 超 え る. ン ク リー ト工 学,Vol.16,No.. 3,pp.38〜40,1978.3. も,防 錆 機 能 を 発 揮 で きな い こ と を 示 して い る。 しか し,Cl‑1%と. 小 林 一 輔:防 せ い 剤,コ. 9). メ ン ト技 術 年 報,No.35,. J.T. Hinatsu, W.F. Graydon and F.R. Foulkes : Voltammetric Behaivour of Ion Cement 11: Effect of Sodium Chloride and Corrosion Inhibitor Additions, Journal applied Electro chemistry, Vol. 20, pp. 841-947, 1990 J.T. Lundquist Jr., A.M. Rosenberg and J.M. Gadis : A Corrosion Inhibitor Formurated with Calcium Nitrite for Chloride-Containing concrete—II Improved Electrochemical Test Procedure, CORROSION/77 San Francisco, The International Corrosion Forum Devoted Exclusively to the Protection and Performance of Materials, pp. 14-18, 1997 C. Andrade, C. Alonso and J. Gonzales : Some Laboratory Experiments on the Inhibitor Effect of Sodium Nitirite on Reinforcement Corrosion, Cement Concrete and Aggregates, Vol. 8, No. 2, pp. 110-116, 1986 J.M. Gaidis and A.M. Rosenberg : The Inhibitor of Chloride-Induced Corrosion in Reinforced Concrete by Calcium Nitrite, Cement Concrete and Aggregates, Vol. 9, No. 1, pp. 30-33, 1987 M. Kawamura, O.A. Kayyali and M.V. Hague : Effect of a Flyash on Pore Solution Composition in Calcium and Sodium Chloride-Bearing Mortars, Cement and Concrete Research, Vol. 18, No. 5, pp. 763-773, 1988 (原稿 受理 年 月 日:1996年6月10日). 考 文. 献. 桝田佳寛:防 錆剤,コ ンク リー ト工学,Vol.26,No.3, pp.80〜84,1988.3. 83.
(10) Pore Solution Composition and Electrochemical Behavior of Steel Bars in Mortars with Ca(NO2)2 and NaNO2 By Mitsunori Kawamura, Shin Tanikawa and Hidefumi Koto Concrete. Synopsis However,. The effectiveness. Research. of Ca(NO2)2. it may be important. In this study, the analyses. hibitor were carried. out to elucidate. NO2- ion concentrations. Technology,. Ca(NO2)2.. than in mortars. but. C1-/NO2- ratio. containing. of pore solution. caluciaum. 84. nitrite. inhibitor. on the chloride mortars. mortars. OH- ion concentration in the pore solutions. has been confirmed.. in the concrete contami-. to Cl- ion concentration. in NaCl-containing. binding treated. was reduced in mortars. steel, corrosion. in the. containing. of greater inhibitor,. amounts. in pore solutions. with and without capacity. in-. of mortars.. with 1% Ca(NO2)2 by. with NaNO2. The addition. of the dissipation. pore solutions in the former than in the latter. Keywords : concrete structures, reinforcement. 1997. in NaC1 containing-mortars. effects of the inhibitors. NaNO2 because. 1, Jan.. of reinforcement. of NO2- ion in relation. in the pore solution. OH- ion concentration, However,. 8, No.. and NaNO2 as a corrosion. mass of cement were lower than in the corresponding tle raised. Vol.. from the viewpoint of corrosion. nated with Cl_ ion to reveal the behavior in concrete.. and. of NaNO2 a lit-. mortars. containing. Ca(NO2)2 were lower of Cl- ions from the. pore solution,. sodium. nitrite,.
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