(57)【要約】【課題】鉄筋における水素発生を確実を抑制でき、鉄筋の遅れ破壊を安定的に抑制する。【解決手段】鉄筋１２と、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とが配線１５を介して電気的に接続された状態でコンクリート１１に埋設されてなるコンクリート構造体１０において、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とを、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とがコンクリート１１を電解質とする腐食電池Ｂ１を形成しうる距離Ｌ１に配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋と、鉄に対して貴な電位を示す第１の金属又は合金とが、第１の配線を介して電気的に接続された状態でコンクリートに埋設されてなるコンクリート構造体であって、
前記鉄筋と前記第１の金属又は合金とは、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金とが前記コンクリートを電解質とする第１の腐食電池を形成しうる第１の距離に配置されている
ことを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項２】
請求項１のコンクリート構造体において、
前記第１の距離は、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金との間に位置する前記コンクリートによる電圧降下が発生しても、前記第１の金属又は合金が前記鉄筋に対して電位的に貴となる距離からなることを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２のコンクリート構造体において、
前記コンクリートの単位距離あたりの抵抗値をＲとし、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金との間に発生する電位差をＥ１とし、前記コンクリートを介して前記第１の金属又は合金側から前記鉄筋側へ流れるイオン電流をＩ１とした場合、前記第１の距離Ｌ１は、Ｅ１／（Ｉ１×Ｒ）より短い距離とすることを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のコンクリート構造体において、
第２の配線を介して前記鉄筋と電気的に接続された状態で前記コンクリートに埋設された、鉄に対して卑な電位を示す第２の金属又は合金を備え、
前記鉄筋と前記第２の金属又は合金とは、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金とが前記コンクリートを電解質とする第２の腐食電池を形成しうる第２の距離に配置されている
ことを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項５】
請求項４のコンクリート構造体において、
前記第２の距離は、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金との間に位置する前記コンクリートによる電圧降下が発生しても、前記第２の金属又は合金が鉄に対して電位的に卑となる距離からなることを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項６】
請求項４または請求項５のコンクリート構造体において、
前記コンクリートの単位距離あたりの抵抗値をＲとし、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金との間に発生する電位差をＥ２とし、前記コンクリートを介して前記鉄筋側から前記第２の金属又は合金側へ流れるイオン電流をＩ２とした場合、前記第２の距離Ｌ２は、Ｅ２／（Ｉ２×Ｒ）より短い距離とすることを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のコンクリート構造体において、
前記鉄筋は、予め応力を与えて前記コンクリート中に埋設されていることを特徴とするコンクリート構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋の腐食を抑制するためのコンクリート構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造体は、建築や土木の構造体として多く用いられてきた。しかし、補強されていないコンクリート構造体の圧縮強度は引張強度の１０倍程度であるため、引張応力に抗する補強を必要としていた。例えば、補強に鉄筋を用いることにより、鉄筋がコンクリート構造体に加えられる引張応力を負担し、コンクリート構造体及び鉄筋がコンクリート構造体に加えられる圧縮応力を負担する。なお、コンクリート構造体の材料であるコンクリート中はアルカリ性に保たれているため、鉄筋は不働態と呼ばれる状態となり、極めて腐食しにくくなることが知られている。
【０００３】
しかしながら、鉄筋を補強材として用いたコンクリート構造体においては、まれに鉄筋の腐食が発生する。腐食が生じる理由としては、大気中の二酸化炭素によりアルカリ性が中和され、不働態状態が維持できなくなるからである。不働態状態が維持できなくなると、鉄がイオン化するアノード化と空気中の酸素がイオン化し、水そのものの分解や水中の水素イオンが水素に戻るカソード化とが進行し、鉄筋表面で水素が発生する。この水素が鉄筋に侵入し、いわゆる遅れ破壊を引き起こすとされている。
【０００４】
以下に、その過程を一例として概説する。水素発生の際には、次の式（１）に示す鉄筋表面の一部分において鉄が腐食してイオン化する反応と釣り合うように、式（２）及び式（３）に示す鉄筋表面の他の部分においてコンクリート中の水分に含まれる水素イオンが水素となる反応を生じる。この際に生じた水素が鉄筋表面に吸着されて鉄筋中に侵入すると考えられている。
【０００５】
【数１】
2015175016.tif 000003
【数２】
2015175016.tif 000004
【数３】
2015175016.tif 000005
【０００６】
対策として、鉄筋への水素の侵入を軽減する方法、鉄筋の合金組成を変える方法、鉄筋に侵入した水素を金属組織内に強く束縛する方法等が検討された。しかし、これらの対策は鉄筋表面における水素の発生を抑えることはできないため、根本的には鉄筋の遅れ破壊を止めることはできない。
【０００７】
従来、このような課題を解決するため、例えば特許文献１では、コンクリート中において、鉄筋に対して貴な酸化還元電位を示す金属または合金とが電気的に接続された状態で埋設されている構造とすることにより、金属又は合金の表面に限って水素を発生させ、鉄筋表面における水素発生を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許登録第５２７５７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来技術の構造体によれば、鉄筋に対して貴な酸化還元電位を示す金属または合金とが電気的に接続された状態であることが、鉄筋表面における水素発生を抑制する条件となる。しかしながら、例えば鉄筋と金属または合金との間に充填されるコンクリートの量が多い場合、鉄筋と金属または合金との間でコンクリートを経由したイオン電導が発生しなくなる。
【００１０】
このため、鉄筋（鉄）をアノードとし、金属または合金をカソードとする電池が構成されて、コンクリート中の水に対する鉄筋の電位が、金属または合金と電気的に接続された鉄筋の場合のように、貴な方向へのシフトしなくなり、結果として鉄筋表面における水素発生を抑制できなくなるという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、鉄筋における水素発生を確実に抑制でき、鉄筋の遅れ破壊を安定的に抑制できるコンクリート構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明にかかるコンクリート構造体は、鉄筋と、鉄に対して貴な電位を示す第１の金属又は合金とが、第１の配線を介して電気的に接続された状態でコンクリートに埋設されてなるコンクリート構造体であって、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金とは、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金とが前記コンクリートを電解質とする第１の腐食電池を形成しうる第１の距離に配置されているものである。
【００１３】
また、本発明にかかる上記コンクリート構造体の一構成例は、前記第１の距離が、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金との間に位置する前記コンクリートによる電圧降下が発生しても、前記第１の金属又は合金が前記鉄筋に対して電位的に貴となる距離からなるものである。
【００１４】
また、本発明にかかる上記コンクリート構造体の一構成例は、前記コンクリートの単位距離あたりの抵抗値をＲとし、前記鉄筋と前記第１の金属又は合金との間に発生する電位差をＥ１とし、前記コンクリートを介して前記第１の金属又は合金側から前記鉄筋側へ流れるイオン電流をＩ１とした場合、前記第１の距離Ｌ１は、Ｅ１／（Ｉ１×Ｒ）より短い距離とするものである。
【００１５】
また、本発明にかかる上記コンクリート構造体の一構成例は、第２の配線を介して前記鉄筋と電気的に接続された状態で前記コンクリートに埋設された、鉄に対して卑な電位を示す第２の金属又は合金を備え、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金とは、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金とが前記コンクリートを電解質とする第２の腐食電池を形成しうる第２の距離に配置されているものである。
【００１６】
また、本発明にかかる上記コンクリート構造体の一構成例は、前記第２の距離が、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金との間に位置する前記コンクリートによる電圧降下が発生しても、前記第２の金属又は合金が鉄に対して電位的に卑となる距離からなるものである。
【００１７】
また、本発明にかかる上記コンクリート構造体の一構成例は、前記コンクリートの単位距離あたりの抵抗値をＲとし、前記鉄筋と前記第２の金属又は合金との間に発生する電位差をＥ２とし、前記コンクリートを介して前記鉄筋側から前記第２の金属又は合金側へ流れるイオン電流をＩ２とした場合、前記第２の距離Ｌ２は、Ｅ２／（Ｉ２×Ｒ）より短い距離とするものである。
【００１８】
また、本発明にかかる上記コンクリート構造体の一構成例は、前記鉄筋が、予め応力を与えて前記コンクリート中に埋設されているものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コンクリートを電解質とする鉄筋と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金とからなる腐食電池が、常に形成されるため、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金側でカソード反応が生じる。このため、水素の発生点は、カソードである鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金の周辺となり、結果として、鉄筋からの水素発生を確実に抑制でき、鉄筋の腐食を安定的に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態にかかるコンクリート構造体を示す説明図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる腐食電池を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる他のコンクリート構造体を示す説明図である。
【図４】第２の実施の形態にかかるコンクリート構造体を示す説明図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる腐食電池を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるコンクリート構造体１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるコンクリート構造体を示す説明図である。
【００２２】
このコンクリート構造体１０は、コンクリート１１と、このコンクリート１１中に埋設された鉄筋１２、鉄に対して貴な金属又は合金（第１の金属又は合金）１３、および鉄筋１２と鉄に対して貴な金属又は合金１３とを電気的に接続する配線１５（第１の配線）とから構成されている。
本実施の形態は、このようにコンクリート構造において、鉄筋１２と鉄に対して貴な金属又は合金１３とを、コンクリート１１を電解質とする腐食電池（第１の腐食電池）を形成しうる距離（第１の距離）Ｌ１以下の範囲に配置したものである。
【００２３】
図１では、コンクリート製の電柱の要部断面例が示されており、電柱の長手方向（立設方向）に沿って、柱形状の鉄筋１２がコンクリート１１中に埋設されている。また、鉄筋１２の両脇には、鉄筋１２の伸延方向に沿って柱形状の鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３が、鉄筋１２から距離Ｌ１以下の範囲で離間してコンクリート１１中に埋設されている。
【００２４】
コンクリート１１は、セメントと水とを原料として混合して生成される。混合される水の量は、コンクリート構造体１０の使用目的に応じて設定される。一般的な土木、建築の用途であれば、水とセメントとの重量比を５〜６０％が好ましい。そして、コンクリート１１の体積を補充する目的で、砂や砂利等の骨材を混合する。適当な硬度があり、泥などの有機物を含有、付着せず、吸水量及び塩分が少なく、粒径が均一である等の条件を満たしている必要がある。また、強度を向上させる目的で繊維を混合することもある。繊維は、直線又は曲線形状であり、金属、有機物、無機物であることが好ましい。
【００２５】
鉄筋１２は、鉄鋼を主原料とする構造用材料である。
鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３は、ニッケル、コバルト、ニッケル−鉄合金、コバルト−鉄合金、銅及びその合金などが好ましい。この際、ｐＨ＝１０〜１２．５の範囲で、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３を用いることが好ましい。
配線１５は、銅線などの一般的な電気用配線でよく、鉄筋１２や鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３の表面に、半田付けなどにより固定すればよい。
【００２６】
図１において、コンクリート１１中に埋設された鉄筋１２は、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３と、配線１５を介して電気的に接続されている。ここで、コンクリート１１にはセメント部、骨材、および空隙が存在し、この空隙には水に溶解したセメント成分のイオン種からなる溶液が存在している。したがって、これらを電解質とする鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とからなる腐食電池（第１の腐食電池）Ｂ１が形成される。
【００２７】
図２は、第１の実施の形態にかかる腐食電池を示す説明図である。
この腐食電池Ｂ１において、鉄筋１２は鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３よりイオン化傾向が高いため、鉄筋１２がアノード（陽極）となり、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３がカソード（陰極）となる。
したがって、鉄筋１２において、前述の式（１）で示した反応により、鉄筋１２の鉄（Ｆｅ）が電子（２ｅ-）と鉄イオン（Ｆｅ2+）に変化し、アノード反応としてこの鉄イオンが鉄筋１２からコンクリート１１中に拡散される。
【００２８】
一方、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３では、アノード反応が発生し、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３からコンクリート１１中に電子が拡散される。これにより、拡散された電子が、コンクリート１１中の水分に含まれる水素イオン（Ｈ+）と反応して水素（Ｈ2）を発生させる。
【００２９】
したがって、カソード反応、すなわちコンクリート１１中への電子の拡散は、両社のイオン化傾向の違いにより、カソードとなる鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３で発生するため、水素は鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３で発生する。このため、水素の発生点は、カソードである鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３の周辺となり、結果として、鉄筋１２からの水素発生が抑制されることになる。
【００３０】
この際、これらアノード反応およびカソード反応の進行に伴い、鉄筋１２から鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３へ、配線１５を介して電子が供給される。また、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間に存在するコンクリート１１中では、電気化学的な中性条件を満たすため、陰イオン（アニオン）による鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３側から鉄筋１２側へのイオン電流Ｉ１が発生する。
【００３１】
ここで、コンクリート１１は、一定の抵抗値を有しているため、イオン電流Ｉ１に起因して、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間に電圧降下が発生する。例えば、コンクリート１１の単位距離あたりの抵抗値を単位抵抗値Ｒとし、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間の距離をＬ１とした場合、イオン電流Ｉ１に応じてＩ１×Ｒ×Ｌ１の電圧降下が、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間に生じることになる。
【００３２】
したがって、この腐食電池Ｂ１を形成して、鉄筋１２からの水素発生を抑制するためには、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３の電位が、鉄筋１２に対して、常に電位的に貴となることが条件となる。このため、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間に発生する電位差をＥ１とした場合、上記条件は次の式（４）で表される。
Ｅ１＞Ｉ１×Ｒ×Ｌ１    …（４）
よって、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間の距離Ｌ１が、次の式（５）を満足することが、鉄筋１２からの水素発生を抑制するための条件となる。
Ｌ１＜Ｅ１／（Ｉ１×Ｒ）    …（５）
【００３３】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、鉄筋１２と、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とが配線１５を介して電気的に接続された状態でコンクリート１１に埋設されてなるコンクリート構造体１０において、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とを、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とがコンクリート１１を電解質とする腐食電池Ｂ１を形成しうる距離Ｌ１に配置するようにしたものである。
【００３４】
具体的には、距離Ｌ１は、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３との間に位置するコンクリート１１による電圧降下が発生しても、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３が鉄筋１２に対して電位的に貴となる距離であればよい。すなわち、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３が、コンクリート１１による電圧降下に対して、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３の電位差Ｅ１が補償される等電位面よりも鉄筋１２側に配置されていればよく、等電位面を全て覆う必要はない。
【００３５】
これにより、コンクリート１１を電解質とする鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とからなる腐食電池Ｂ１が、常に形成されるため、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３側でカソード反応が生じる。このため、水素の発生点は、カソードである鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３の周辺となり、結果として、鉄筋１２からの水素発生を確実に抑制でき、鉄筋１２の腐食を安定的に抑制することが可能となる。
【００３６】
また、第１の実施の形態では、図１において、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３を、鉄筋１２に沿って複数本埋設した場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、１本だけ埋設してもよい。
【００３７】
図３は、第１の実施の形態にかかる他のコンクリート構造体を示す説明図である。ここでは、コンクリート製の電柱の要部断面例が示されており、電柱の長手方向（立設方向）に沿って、柱形状の４本の鉄筋１２が、円筒形状をなすコンクリート１１の壁部中に、等しい間隔で埋設されている。また、コンクリート１１のうち中心内壁部と各鉄筋１２と間には、金属網からなる円筒形状の、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３が、鉄筋１２から距離Ｌ１以下の範囲で離間してコンクリート１１中に埋設されている。
これにより、鉄筋１２から所定の距離でコンクリート製の電柱内に、効率よく鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３を埋設することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態において、鉄筋１２は、緊張材としてコンクリート１１中に埋設されていてもよい。緊張材とは、あらかじめ引張応力を加えられてからコンクリート１１中に埋設され、コンクリート１１に緊張を与える鉄筋１２のことを示す。このようにして構成されたコンクリート１１を、プレストレスト・コンクリートと呼ぶ。プレストレスト・コンクリートであっても、本発明における構成を用いることで、鉄筋１２の遅れ破壊を防ぐことができる。
【００３９】
また、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３は、非緊張材としてコンクリート１１中に埋設されていてもよい。プレストレスト・コンクリートは、あらかじめ引張応力を加えた緊張材と、引張応力を加えない通常の鉄筋１２とを併用することも可能であり、この場合の鉄筋１２を非緊張材と呼ぶ。ここで、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３を非緊張材としてプレストレスト・コンクリートに埋設することにより、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３を埋設するためのスペースを確保する必要はなくなり、従来のプレストレスト・コンクリートと同様の構造で、緊張材として用いられる鉄筋１２の遅れ破壊を防ぐことができる。
【００４０】
［第２の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるコンクリート構造体１０について説明する。図４は、第２の実施の形態にかかるコンクリート構造体を示す説明図である。
本実施の形態では、第１の実施の形態に加えて、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４を追加した場合について説明する。
【００４１】
図４では、コンクリート製の電柱の要部断面例が示されており、電柱の長手方向（立設方向）に沿って、柱形状の鉄筋１２がコンクリート１１中に埋設されている。また、鉄筋１２の一方の脇には、鉄筋１２の伸延方向に沿って柱形状の鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金（第１の金属又は合金）１３が、鉄筋１２との間でコンクリート１１を電解質とする腐食電池（第１の腐食電池）を形成しうる距離Ｌ１以下の範囲で離間してコンクリート１１中に埋設されており、配線１５（第１の配線）を介して鉄筋１２と電気的に接続されている。
【００４２】
また、鉄筋１２の他方の脇には、鉄筋１２の伸延方向に沿って柱形状の鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金（第２の金属又は合金）１４が、鉄筋１２との間でコンクリート１１を電解質とする腐食電池（第２の腐食電池）を形成しうる距離距離Ｌ２以下の範囲で離間してコンクリート１１中に埋設されており、配線１６（第２の配線）を介して鉄筋１２と電気的に接続されている。
鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４は、鉛、アルミニウム、マグネシウム及びその合金などが好ましい。
【００４３】
配線１６は、銅線などの一般的な電気用配線でよく、鉄筋１２や鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４の表面に、半田付けなどにより固定すればよい。
このほか、コンクリート１１、鉄筋１２、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３、および配線１５については、第１の実施の形態と同様である。
【００４４】
図４において、コンクリート１１中に埋設された鉄筋１２は、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３と、配線１５を介して電気的に接続されているとともに、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と、配線１６を介して電気的に接続されている。
ここで、コンクリート１１にはセメント部、骨材、および空隙が存在し、この空隙には水に溶解したセメント成分のイオン種からなる溶液が存在している。したがって、これらを電解質として、鉄筋１２と鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３とからなる腐食電池（第１の腐食電池）Ｂ１が形成されるとともに、鉄筋１２と鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４とからなる腐食電池（第２の腐食電池）Ｂ２が形成される。
【００４５】
図５は、第２の実施の形態にかかる腐食電池を示す説明図である。
腐食電池Ｂ１において、鉄筋１２は鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３よりイオン化傾向が高いため、鉄筋１２がアノード（陽極）となり、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３がカソード（陰極）となる。
したがって、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３では、カソード反応が発生し、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３からコンクリート１１中に電子が拡散される。これにより、拡散された電子が、コンクリート１１中の水分に含まれる水素イオン（Ｈ+）と反応して水素（Ｈ2）を発生させる。
【００４６】
一方、腐食電池Ｂ２において、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４は鉄筋１２よりイオン化傾向が高いため、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４がアノード（陽極）となり、鉄筋１２がカソード（陰極）となる。
したがって、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４において、アノード反応が発生し、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４の金属イオンがコンクリート１１中に拡散される。
【００４７】
このため、腐食電池Ｂ１と腐食電池Ｂ２とが、鉄筋１２を介して直列接続された状態となり、鉄筋１２では、カソード反応およびアノード反応のいずれも発生せず、鉄筋１２は、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４からなるアノードと、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３からなるカソードとの間で、電流を通過させる導線の役目を担うことになる。よって、鉄筋１２では、カソード反応により電子がコンクリート１１中に拡散されることがなく、アノード反応により鉄イオンがコンクリート１１中に拡散されることもない。結果として、鉄筋１２からの水素発生が抑制されるとともに、鉄筋１２の減少が抑制されることになる。
【００４８】
この際、これらアノード反応およびカソード反応の進行に伴い、腐食電池Ｂ１と同様、腐食電池Ｂ２において、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４から鉄筋１２へ、配線１６を介して電子が供給される。また、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と鉄筋１２との間に存在するコンクリート１１中では、電気化学的な中性条件を満たすため、陰イオン（アニオン）による鉄筋１２側から鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４側へのイオン電流Ｉ２が発生する。
【００４９】
ここで、コンクリート１１は、一定の抵抗値を有しているため、イオン電流Ｉ２に起因して、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と鉄筋１２との間に電圧降下が発生する。例えば、コンクリート１１の単位距離あたりの抵抗値を単位抵抗値Ｒとし、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と鉄筋１２との間の距離をＬ２とした場合、イオン電流Ｉ２に応じてＩ２×Ｒ×Ｌ２の電圧降下が、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と鉄筋１２との間に生じることになる。
【００５０】
したがって、この腐食電池Ｂ２を形成して、鉄筋１２からの鉄イオン拡散を抑制するためには、鉄筋１２の電位が、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４に対して、常に電位的に貴となることが条件となる。このため、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と鉄筋１２との間に発生する電位差をＥ２とした場合、上記条件は次の式（６）で表される。
Ｅ２＞Ｉ２×Ｒ×Ｌ２    …（６）
よって、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４と鉄筋１２との間の距離Ｌ２が、次の式（７）を満足することが、鉄筋１２からの鉄イオン拡散を抑制するための条件となる。
Ｌ２＜Ｅ２／（Ｉ２×Ｒ）    …（７）
【００５１】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、第１の実施の形態の構成に加えて、配線１６を介して鉄筋１２と電気的に接続された状態で、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４をコンクリート１１に埋設し、鉄筋１２と鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４とは、鉄筋１２と鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４とがコンクリート１１を電解質とする腐食電池Ｂ２を形成しうる距離Ｌ２に配置したものである。
【００５２】
具体的には、距離Ｌ２は、鉄筋１２と鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４との間に位置するコンクリート１１による電圧降下が発生しても、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４が鉄筋１２に対して電位的に卑となる距離であればよい。すなわち、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４が、鉄筋１２からコンクリート１１による電圧降下に対して、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４の電位差Ｅ２が補償される等電位面よりも鉄筋１２側に配置されていればよく、等電位面を全て覆う必要はない。
【００５３】
これにより、コンクリート１１を電解質とする鉄筋１２と鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４とからなる腐食電池Ｂ２が、常に形成されるため、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４側でアノード反応が生じる。このため、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４の金属イオンがコンクリート１１中に拡散されることになる。したがって、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるとともに、鉄筋１２からの鉄イオンの拡散を抑制でき、鉄筋１２の減少を安定的に抑制することが可能となる。
【００５４】
また、以上で説明した第１および第２の実施の形態において、鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金１３は、鉄筋１２に沿って連続して埋設する必要はなく、鉄筋１２のすべての表面に対して距離Ｌ１以下の範囲となるのであれば不連続に埋設してもよい。また形状についても、板・棒・網などいずれの形状でもよい。このことは、鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金１４についても同様である。
【００５５】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…コンクリート構造体、１１…コンクリート、１２…鉄筋、１３…鉄に対して貴な電位を示す金属又は合金（第１の金属又は合金）、１４…鉄に対して卑な電位を示す金属又は合金（第２の金属又は合金）、１５…配線（第１の配線）、１６…配線（第２の配線）、Ｂ１…腐食電池（第１の腐食電池）、Ｂ２…腐食電池（第２の腐食電池）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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