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鉄筋腐食抑制タイプ
RC構造物用含浸系表面保護材
プロテクトシルCIT 【国土交通省NETIS登録商品:登録番号HR-060004-V】
技 術 資 料
BASFジャパン株式会社
建設化学品事業部
1.概要
プロテクトシルCITは、アルキルアルコキシシランにアミノ基を化学結合させることにより、
コンクリート表面に塗布するだけでコンクリート中に深く浸透し、その外観を変えることなく塩化
物イオン等の劣化因子の侵入を阻止する吸水防止層を形成するとともに、鉄筋の廻りに保護層を
形成し鉄筋腐食を抑制します。
2.特長
・鉄筋腐食のアノード反応とカソード反応の双方に作用し、腐食を長期にわたって抑制します。
・マクロセル腐食対策に有効です。
・コンクリート表面に吸水防止層を形成し、水や塩化物イオン等の劣化因子の侵入を阻止します。
・水の吸水を防止することにより、アルカリ骨材反応および凍結融解による劣化を抑制します。
・水蒸気透過性に優れ、コンクリートの呼吸を妨げません。
・有効成分濃度95%以上の純粋なシラン化合物で、高浸透性を有し、かつ環境に優しい材料です。
厚生省令第15号(日本水道協会 JWWA Z 108-2004 浸出試験)に適合しています。
・無色透明な液体で、施工後素材の外観および質感を変えません。
・水と同程度の粘性であるため、水を塗布する感覚で容易に施工が行えます。
・上塗り材の施工および本材の再塗布が可能です。
(上塗り材との付着および本材再塗布時の浸透を阻害しません。)
吸水防止層(表面保護)
不動態皮膜に替わる保護層の形成(鉄筋かぶり厚
80mmまで対応)
3.使用量および物性
標準使用量 :0.6 ℓ/m2 密 度 :0.88 g/cm3
外 観 :淡黄色透明液体 沸 点 :約186℃
有効成分濃度:95%以上
吸水防止性・遮塩性・水蒸気透過性
錆の発生及び進行の防止
鉄筋の腐食抑制
&
【効果1】 吸水防止効果
【効果2】 不動態皮膜に替わる保護層の形
成
マクロセル腐食抑制
加水分解
水と反応
重縮合
重縮合
水酸基(-OH)と反応
OH OH OH
Si O O O-Si Si シロキサン結合(Si-O)による高分子化→シリコーン特徴(岩波理化学辞典より)耐熱性、撥水性、電気絶縁性、耐薬品性、耐老化性に優れる
HO HO HO
R-NH2R-NH2 R-NH2R-NH2 R-NH2R-NH2
鉄筋表面
O O O
Si O O O-Si Si
R-NH2R-NH2 R-NH2R-NH2 R-NH2R-NH2
不動態皮膜に替わる保護層の形成縮 合
H2N-R-Si(OR’)3
プロテクトシルCIT主成分
アミノアルキルトリアルコキシシラン
R,R’=アルキル基
H2N-R-Si(OH)3
アミノアルキルシラントリオール
(3価シラノール)
アルキル基=疎水基(撥水作用)
4.性能照査
試験機関:社団法人 建築研究振興協会
評価項目・評価基準:土木学会 表面保護工法 設計施工指針(案) [工種別マニュアル編]
表面含浸工マニュアル 4.7 性能照査
プロテクトシルCIT(シラン系)の性能照査結果
要求性能 評価項目 評 価 基 準
試 験 結 果 シラン系
けい酸
リチウム系
けい酸
ナトリウム系
基本的性能 外観変化 NC,SC,CCのいずれか NC 外観変化なし
含浸性 IS IL IN IS(7.6mm)
コンクリート
構 造 物 の
劣化を抑制
する性能
中性化深さ C B B A( 38%)
塩化物イオン浸透抵抗性 A C C A(100%)
透水性 A C C A( 84%)
吸水性 A C C A( 83%)
酸素遮断性 付与されるかどうかを
確認する
明確な評価基準が
ないため未試験
水蒸気透過性 B B B A( 92%)
アルカリ性の付与 - 中性化からの
回復を確認する -
耐磨耗性 - 改善を確認する -
外観変化および含浸深さグレード
評価項目 グレード:内容
外観変化
NC:外観変化なし
SC:わずかに変化(濡れ色を呈する程度の変化)
CC:著しい変化
含浸深さ IS:シラン系 IL:けい酸リチウム系
IN:けい酸ナトリウム系
劣化要因に対する性能グレード
評価項目 グレード
性 能 評価値(%) A B C
透水に対する抵抗性 透水抑制率 80以上 80~60 60以下
吸水性に対する抵抗性 吸水抑制率 80以上 80~60 60以下
透湿性 透湿比 80以上 80~60 60以下
中性化に対する抵抗性 中性化抑制 30以上 30~10 10以下
塩化物イオン浸透抵抗性 塩化物イオン浸透抑制率 80以上 80~60 60以下
5.下地コンクリートのW/Cによる浸透深さの違い
5.1 下地コンクリート
5.2 質量変化率
試験体の質量を測定した後、下式により質量変化率を算出
質量変化率(%)= 塗布直前の試験体質量 - 脱型直後の試験体質量
×100 塗布直前の試験体質量
5.3 表面水分率
水分計:㈱ケット科学研究所製「コンクリート・モルタル水分計 HI-520」
選択 :コンクリート、厚さ:40mm、温度:AUTO
5.4 含浸系表面保護材の施工
前処理:#150の研磨紙を用いて試験体側面に付着した剥離材等を除去
塗布量:0.6ℓ/㎡
施工方法:刷毛塗り
5.5 含浸系表面保護材の浸透深さ
試験体を4分割に割裂
→割裂した3断面に水を噴霧
→濡れ色に変化しない部分を浸透深さと判断
(右図に示す5点において測定)
水 セメント 細骨材 粗骨材 ポゾリス№70 MA303A 材齢7日 材齢28日
40 45 174 435 746 938 C×0.003% 14.0 3.8 19.0 45.3 55.3
50 46 168 336 808 975 C×0.002% 11.0 4.2 18.0 27.0 38.4
60 48 168 280 864 962 C×0.0015% 10.5 4.5 18.0 26.2 35.3
70 50 172 246 911 933 C×0.0015% 11.0 4.3 18.0 20.1 29.5
圧縮強度(N/㎟)
表-3 コンクリートの配合と品質
セメント:住友大阪セメント㈱製普通ポルトランドセメント(密度=3.15g/㎤)
細骨材:大井川水系陸砂(密度=2.58g/㎤、吸水率=2.22%)
使用材料)
粗骨材:青梅産砕石(密度=2.68g/㎤)
混和材:BASFポゾリス㈱製AE減水剤標準形「ポゾリス№70」および空気量調整剤「マイクロエア303A」
水セメント比(%)
細骨材率(%)
単位量(kg/㎥)
250ml/100kg
スランプ(cm)
空気量(%)
コンクリート温度(℃)
濡れ色
約16mm
図-1 浸透深さ測定位置
約16mm
約16mm
約16mm
約16mm
約16mm
5.6 試験結果
塗布時の
コンクリート材齢
下地コンクリートの
W/C(%)
塗布時の試験体 浸透深さ
(mm) 含水率(%) 質量変化率(%)
7日
40 5.3 -0.83 6.9
50 4.8 -1.51 9.9
60 4.8 -1.54 10.9
70 4.6 -1.93 10.7
28日
40 4.7 -1.21 11.4
50 4.2 -1.97 13.7
60 4.1 -1.94 13.5
70 4.0 -2.47 14.5
注)浸透深さの測定は、コンクリート材齢42日で測定
6.試験体による屋外暴露試験(分極抵抗法による腐食速度測定)
y = 0.124x + 2.78
y = 0.091x + 8.27
0
2
4
6
8
10
12
14
16
30 40 50 60 70 80
浸透深さ
(mm
)
W/C(%)
7日
28日
6.1 試験体
6.2 試験体作製条件
濃度20%の塩化ナトリウム水溶液に1日12時間、合計30日間浸漬
塗布前の自然電位:-650mV(銅硫酸銅照合電極基準)
参考)建設省総合技術開発プロジェクト「コンクリートの耐久性向上技術の開発」より抜粋
-350mV以下の場合、90%以上の確率で腐食あり
土木学会「電気化学的防食工法設計施工指針(案)」より抜粋
-300mV未満の場合、腐食が生じている
Φ 16鉄筋
● 50
65
65
65 A面
B面
C面
プロテクトシルCIT
塗布面
D面
6.3 試験結果
CEB(ヨーロッパコンクリート委員会)による腐食速度の判定基準
腐食速度(μA/cm2) 腐食速度の判定
>1.0 激しい、高い腐食速度
0.5~1.0 中~高程度の腐食速度
0.2~0.5 低~中程度の腐食速度
<0.2 不動態状態(腐食なし)
腐食速度と腐食速度の判定掲載文献
・CEB(ヨーロッパコンクリート委員会)「Strategies for Testing and Assessment of concrete Structures
Affected by Reinforcement Corrosion」
・社団法人 日本材料学会講演会資料「コンクリート構造物の診断技術」(H13.10) P33
・日本工業出版「検査技術」第 5 巻第 4 号「コンクリート構造物の耐久性評価技術コンクリート中の鋼材
腐食について」 P23
・社団法人 日本コンクリート工学協会「コンクリート診断技術 ’10 [基礎編] 」 3.9.6 分極抵抗
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
0 2 4 6 8
経過時間(週)
腐食速度(μ
A/c
m2) A
B
C
D
0.2未満=不動態状態(腐食なし)
28日間気中養生
7.かぶり厚による性能確認試験
7.1 試験方法および供試体の寸法
注)腐食測定は塗布面と塗布面の裏側から行い、その平均値を用いた。
7.2 試験体コンクリートの配合
粗骨材の
最大寸法
(mm)
スランプ
の範囲
(cm)
空気量の
範囲
(%)
水セメン
ト比
(%)
細骨材
率
(%)
単位量(kg/m3) Cl-量
(kg/m3) 水 セメント 細骨材 粗骨材
20 12
±2.5 4.5 ±1.5
65.0 48.0 165 254 883 978 8.0
注)混和剤:ポゾリスNo.70(250ml/C=100kg)
コンクリート打設 (内在塩分量8kg/m3
湿潤処理(2時間後) ↓
腐食速度の測定 (プロテクトシルCIT塗布前の測定)
含水率8%以下確認
プロテクトシルCIT塗布
7日間気中養生
湿潤処理(2時間後)
↓
腐食速度の測定
塩水乾湿繰返し負荷開始
4日間気中乾燥 ↓↑
3日間塩水浸漬 (15%塩水)
湿潤処理(2時間) ↓
腐食速度の測定 2週間(2サイクル)毎に測定
7.3 腐食速度の測定結果
8.マクロセル腐食を想定した鉄筋腐食抑制効果検証試験
8.1 試験方法および供試体の寸法
8.2 試験体コンクリートの配合
粗骨材の
最大寸法
(mm)
スランプ
の範囲
(cm)
空気量の
範囲
(%)
水セメン
ト比
(%)
細骨材
率
(%)
単位量(kg/m3) Cl-量
(kg/m3) 水 セメント 細骨材 粗骨材
20 12
±2.5 4.5 ±1.5
65.0 48.0 165 254 883 978 4.8
注)混和剤:ポゾリスNo.70(250ml/C=100kg)
8.3 洗浄後の鉄筋腐食状況
1 2
無塗布範囲
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
⑯
9.普通コンクリートおよび断面修復材(ポリマーセメントモルタル)への適用例
9.1 概要
1)施工場所
西日本高速道路株式会社 鹿児島管理事務所管内 ボックスカルバート
2)使用材料
断面修復材(JHS416規格適合材料)
「エマコS99P」
3)測定項目
分極抵抗法による腐食速度(腐食電流密度)
4)施工範囲
・鉄筋腐食抑制材塗布範囲:1+2 約1.5㎡ (約1.5m×約1m)
・断面修復材施工範囲 :2 約0.6㎡ ※断面修復後 CITを塗布する。
・無塗布範囲 :2の下面
コンクリート表面
からの深さ(mm)
0~
10
10~
20
20~
30
30~
40
40~
50
50~
60
60~
70
70~
80
塩化物イオン量
(kg/㎡) 0.16 0.18 0.89 2.65 2.39 2.04 1.72 1.56
9.2 試験結果
測定箇所 腐食速度(μA/cm2)
No. 断面修復 CIT塗布 塗布前 2週間後 1ヶ月後 2ヶ月後 3ヶ月後 6ヶ月後 1年後 3年後
① × ○ 0.18 0.02 0.05 0.05 0.04 0.01 0.02 0.03 ② × ○ 0.19 0.02 0.04 0.05 0.04 0.02 0.02 0.04
③ × ○ 0.36 0.02 0.04 0.04 0.04 0.02 0.02 0.04
④ × ○ 0.91 0.29 0.14 0.12 0.10 0.06 0.08 0.10
⑤ × ○ 0.29 0.02 0.05 0.05 0.03 0.01 0.02 0.04
⑥ × ○ 0.28 0.02 0.05 0.04 0.04 0.02 0.03 0.05
⑦ × ○ 0.34 0.03 0.05 0.05 0.04 0.02 0.02 0.04
⑧ × ○ 0.85 0.25 0.13 0.10 0.09 0.06 0.06 0.09
⑨ × × 0.31 0.33 0.51 0.68 0.57 0.29 0.69 1.34
⑩ × × 0.72 0.62 0.94 0.99 0.78 0.57 1.40 1.49
⑪ ○ ○ 0.42 0.18 0.15 0.16 0.12 0.07 0.11 0.08
⑫ ○ ○ 0.65 0.22 0.18 0.17 0.14 0.07 0.13 0.11
⑬ ○ ○ 0.54 0.15 0.15 0.14 0.11 0.08 0.09 0.10
⑭ ○ ○ 0.46 0.16 0.16 0.15 0.12 0.06 0.11 0.11
⑮ ○ ○ 0.56 0.18 0.16 0.15 0.11 0.06 0.10 0.09
⑯ ○ ○ 0.56 0.17 0.14 0.15 0.13 0.07 0.10 0.05
晴れ 晴れ 曇 晴れ 晴れ 晴れ 雨 雨 天候 気温(℃) 21 23 26 31 30 17 22 27
10.高強度コンクリート(設計基準強度:60N/mm2)への適用例
10.1 概要
1)施工場所:長崎県島原振興局管内ロックシェッド(柱)
2)施工範囲:鉄筋腐食抑制剤塗布範囲:下図参照(各0.1m2)
設計基準強度:60N/mm2
測定位置①~④
測定位置⑤~⑧
10.2 測定結果
測定箇所 腐食速度(μA/cm2)
測定位置 鉄筋 かぶり(mm) 塗布前 40日後 100日後
① D13 40 0.32 0.11 0.09
② D13 40 0.29 0.12 0.09
③ D16 50 0.36 0.07 0.08
④ D16 50 0.34 0.12 0.06
⑤ D13 40 2.74 0.16 0.09
⑥ D13 40 0.57 0.12 0.07
⑦ D16 50 1.35 0.15 0.06
⑧ D16 50 2.11 0.10 0.05
天候/気温 晴れ/24℃ 晴れ/19℃ 晴れ/10℃
①~④の腐食速度
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 30 60 90 120
経過時間(日)
腐食速度(μ
A/cm
2 )
①
②
③
④
0.2未満=不動態状態(腐食なし)
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
22.22.42.62.8
0 30 60 90 120
経過時間(日)
腐食速度(μ
A/cm
2 )
⑤
⑥
⑦
⑧
11.海外(アメリカ)での長期安定性試験
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
腐食速度(
μA/
c㎡)
1994 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
腐食速度(
μA/
c㎡)
1996 1996 1997 1998 1999 2000 2001 20020
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
腐食速度(
μA/
c㎡)
1996 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
【海辺の建築物のバルコニー】
【融雪剤を使用するコンクリート舗装道路】
12.施工手順
12.1 フローチャート
下地清掃 → 下地乾燥 → 塗布施工 → 養 生
12.2 下地清掃
高圧洗浄等により以下の除去を行い、施工下地面を清掃してください。
・新設:レイタンス、油脂、汚れ等
・既設:塗膜、油脂、汚れ等
また、欠損部や浮き部、過大なひび割れは予め補修してください。
12.3 下地乾燥
施工面は乾燥面としてください。(表面含水率8%以下)
12.4 塗布施工
スプレーガン、ローラー、刷毛等を用いて、だれが生じないように規定量を数回に分けて均一
に塗布してください。垂直面への施工は、下部から上部へ向かって塗布してください。
・塗布回数の目安
床面:2回程度 壁面:3回程度 天井面:4回程度
(施工場所、下地の密実度、含水状態等によって塗布回数は変わります。)
12.5 養生
施工後4時間以上水に濡れないように養生してください。
13.使用及び取扱い上の注意事項
・使用前に容器をよく振ってから使用してください。
・施工時の気温が5~40℃の範囲内で施工してください。
・雨天および強風の時には施工しないでください。
・0~40℃の室内に保管してください。
・密閉した室内で使用する場合は、十分に換気をしてください。
・皮膚に付着した場合は、直ちに水で洗浄してください。また、目に入った場合は、浄水で
十分に洗浄し、専門医の診察を受けてください。
・誤って飲み込んだ場合は水または牛乳を飲ませ、ただちに専門医の診察を受けてください。
*詳しくは品質安全データシート(MSDS)をご参照ください。