特別企画／下水道コンクリート構造物を守る技術いろいろ

ビックリート●下水道用耐食性コンクリート製品
1．はじめに度の中性領域まで低下すると，硫黄酸化細菌や鉄酸

下水道構造物は，市民生活には欠くことのできな化細菌が活動し始めて硫酸が生成されるようにない重要なインフラ施設である。しかしながら，当該り，コンクリート表面には腐食が発生し始める。ま構造物に適用されたコンクリート製の管路などの内た，さらに時間が経過するとpHは６以下の酸性領面では，コンクリートの腐食劣化が発生する場合が域まで低下して，コンクリートが劣化する。

1，2）。コンクリートの腐食劣化は，下水道構造ビック剤の主成分は，ニッケルと酸化タングステ物の寿命を短くするだけでなく，道路陥没などの二ン（写真1）であり，ニッケル はpH6以上の中性領次的な被害も引き起こすため，近年では，大きな社域で，酸化タングステンはpH6以下の酸性領域で防会問題にまで発展した事例も少なくない。

菌性能を発揮するある8）

5，9，10）。

下水道構造物でのコンクリートの腐食劣化は，硫化水素の発生に起因している。硫化水素が発生すると，硫黄酸化細菌3，4）や鉄酸化細菌が活動し始め，硫化水素を酸化して硫酸を生成する。この硫酸によって，コンクリートが腐食して劣化に至る。腐食の深さは数cmにも及び，その結果コンクリートに大きなダメージを与えることになる。
ここで紹介する「ビックリート」は，このような
写真1

背景を踏まえて，下水道用耐食性コンクリートとして開発されたものである。
131097）pHト）に混入する防菌剤（以下，ビッものを図1に示す 。施工直後に865413の強アルカリの領域にあるが，2やスライムの付着などが生じ，コンクリート表面のpHが徐々に低下する。その後，pHが８〜９程

低pH制限
硫化物，硫黄の酸化B
A3C

T. neaporitanus
pHT. thiooxidans

7はコンクリート表面のpHは12〜供用の進行に伴って，流水の作用

栄養・基質制限
チオ硫酸，ポリチオン酸の酸化

11

ビックリート（防菌コンクリーク剤と称す）の作用領域を示した

高pH制限
非生物的中性化

122．防菌剤（ビック剤）の性能

38

ニッケルと酸化タングステン

5，6）

T. intermedius,T. novellus

T. thioparus
T. versutus

1
月

年

硫化水素に暴露されるコンクリートにおける硫黄酸化細菌（Thiobacillus属）の生態変遷モデル

図1

防菌剤（ビック剤）の作用領域

セメント・コンクリート

No. 821, Jul. 2015

変える硫黄酸化細菌と鉄酸化細菌の活動」（図2）を阻害するビック剤を混入した下水道用耐食性コンクリート製品である。
ビックリート製品の特性を以下に示す。
11）① 平均硫化水素濃度10ppm未満 の環境条件において，50年（コンクリートの標準的な耐用年数）以上の耐久性を確保できる。
写真2

防菌剤（ビック剤）② 平均硫化水素濃度が10〜50ppmの環境条件における腐食の進行を，普通コンクリートの４分の１程度に抑制できる。
③ 硫黄酸化細菌と鉄酸化細菌以外の微生物への影響，および環境に及ぼす影響は無い。
④ ビック剤の混入によるコンクリートの品質への影響はない。
⑤ ビック剤のコンクリート中における分散性能は一般の混和材と同等である。

写真3 ビックリートを使用した製品の例

4．曝露実験と追跡調査双方の主成分をコンクリート用混和剤として使い

写真4は，汚泥処理槽に5.5年曝露したコンクリーやすくするために，高炉スラグ微粉末で希釈増量しト供試体である。曝露前は健全なコンクリートでたものが，ビック剤（写真2）である。

あったが，5.5年の曝露試験によって，ビックリー

ビック剤のコンクリートへの添加率は，セメント量の１％（コンクリート製品の場合は４kg/m3）であトに比べて普通コンクリートの腐食劣化が顕著であることが，外観上からも確認できる。

り，コンクリート内に均一に分散されることから，ビックリート（防菌コンクリート）を使用した製品（写真3）は，優れた防菌効果を発揮することができる。
また，ビック剤はコンクリートの腐食に悪影響を及ぼす硫黄酸化細菌と鉄酸化細菌だけに的を絞って，その活動を阻害する『選択毒性』を有している。したがって，生態系に有益な他の微生物には影響を及ぼすことはない。このことから，環境にやさしい製品としての特長も備えていると言える。

3．品質特性ビックリートとは「硫化水素を硫酸にセメント・コンクリート

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ビックリート

表2

普通コンクリート

ビックリート製品の種類

製品の種類

参考規格

耐食性鉄筋コンクリート管

JSWAS A-1，A-2，A-6，A-8

耐食性コンクリート製
マンホール

JSWAS A-10，A-11

耐食性コンクリート系セグメント

JSWAS A-7

耐食性組立マンホール側塊

団体規格

耐食性外殻鋼管付き
コンクリート管

団体規格

写真4 汚泥処理槽に5.5年間曝露した供試体

耐食性曲線推進工法用
鉄筋コンクリート管

団体規格

表1 ビックリートの耐用年数の推定値

耐食性可とう性
鉄筋コンクリート管

団体規格［平均硫化水素濃度：10ppmの場合］

管材

腐食速度から計算したかぶりに達する期間（年）②

普通ビックリート
コンクリート③ 溶存硫化物を含む特殊排水が排出される個所

口径（mm）

鉄筋かぶり（mm）

250

13518

外圧管
A-1

小口径推進管
A-6推進管
A-2

ビルピット排水が排出される個所の上下流部の上下流部

400176611100020781320002597162400301171925025971660035136228003513622

表2に示すように，ビックリート製品には多様な1350

207813種類がある。これらは，すべて日本下水道協会規格

24003011719

表1は，ビックリート管と普通コンクリート管を④伏越し下流部⑤

その他（特殊な腐食個所）

6．製品の種類に基づいており，外観・形状・寸法および強さ等は，従来製品に準じている。

対象に行った供用管路の追跡調査結果（腐食速度の6）回帰式）から，鉄筋のかぶり厚さに達するまでの腐7．公的認定と出荷実績食期間を計算した推定値である。この値で比較する

ビックリートの優れた防菌性能は，公的機関からと，ビックリートの耐用年数は普通コンクリートのも認められ，（公財）日本下水道新技術機構の「建設５〜６倍であることが分かる。

技術審査証明」や，（公社）日本下水道協会の「下水道用資器材Ⅱ類登録」を取得している。

ビックリートの腐食速度（回帰式1）
Vc＝0.09・ln（CH2S）＋0.05（R＝0.450）

なお，2014（平成26）年９月末現在までの出荷実績は，累計で184,000t（9,159件）に達している。

普通コンクリートの腐食速度（回帰式2）Vc＝0.48・ln（CH2S）＋0.48（R＝0.422）
ここに，Vc：腐食速度（mm/年） ln：自然対数
CH2S：平均硫化水素濃度（ppm） R：相関係数

8．おわりに
前述のとおり，ビックリート製品は下水道構造部のライフサイクルを延ばすことができるため，経済的にも有効である。このことから，次世代型のイン5．用

途

フラ整備などでは，コスト低減やその有効活用におビックリート製品の主な用途は，以下に示す５つ11）の腐食個所 に大別される。
①40

圧送管吐出し先の管路施設いて，大きな貢献が期待できるコンクリート製品である。
［井川秀樹，三岡善平，畑実／日本ヒューム㈱］セメント・コンクリート

No. 821, Jul. 2015

［参考文献］
１） 木下 勲／下水道管のコンクリート腐食，セメント・コンクリート，
No.577，Mar，1995
２） 中本 至，吉本国春，沼野良介，浦上良樹／終末処理場におけるコンクリート施設の腐食，劣化のメカニズムと防止対策，下水道協会
誌，Vol.27，No.313，1990年6月
３） 杉 尾 剛， 前 田 照 信 ／ コ ン ク リ ー ト 腐 食 に 関 与 す る 微 生 物，
BIOINDUSTRY，2月号，Vol.13，No.2，1996.2
４） 三品文雄，中沢貴生，半田俊光，森 忠洋／下水管生物腐食の原因と対策（2）〜生活廃水中の硫酸イオンの由来に関する調査研究〜，
下水道協会誌論文集，pp.130〜136，Vol.27，No.316，1989
５） 石井義章，前田照信／防菌コンクリートによる下水道施設の防食工法の現状，防水ジャーナル，2000年11月号
６） 河 合 糺 茲， 坂 村 博， 井 川 秀 樹， 畑 実 ／ 防 菌 コ ン ク リ ー ト の防食効果に関する実験研究，下水道協会誌論文集，pp.163〜173，Vol.42，No.507，2005
７） R obert L.Islander, Joseph S.Devinny, Florian Mansfeld, Adam
Postyn, and Hong Shin／Microbial Ecology of Crown Corrosion in

セメント・コンクリート

No. 821, Jul. 2015

Sewers, Journal of Environmental Engineering, p.751, Vol.117, No.6,
1991８） 前田照信，石井義章／硫黄酸化細菌だけを阻害する抗菌剤，無機マ
テリアル，Vol.6，pp.562〜567，1999.11
９） 前 田照信／添加するだけでイオウ酸化細菌の活動を阻害する防菌剤，月刊下水道，4月号，Vol.19，1996.4
10） 前田照信／防菌コンクリート，コンクリート工学，1月号，Vol.36，
No.1，1998.1
11）（社）

日本下水道協会／下水道管路施設腐食対策の手引き（案），平成14年5月

連絡先ビックリート製品協会
0105−0004

東京都港区新橋5−33−11（日本ヒューム㈱内）
103−3433−6730 603−3436−3275
URL：http://www.bic.gr.jp

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