特集

管路資器材 腐食劣化の予防保全

腐食に強い
管路資器材

ビックリート（下水道用耐食性コンクリート）製品

ビックリート製品協会 本部 技術委員

1

はじめに1900 年に米国ロサンゼルス市内の下水道管において、微生物によるコンクリートの腐食劣化が顕在化してから 100 年以上が経過した。この間、国内では 1982（昭和 57）年に排水路の腐食報告がなされ、1985（昭和 60）年には下水道管の腐食による道路陥没が初めて報告されている。
以降、

畑

実

ビックリートは、新しい時代のニーズとされる「維持管理の負担軽減」に十分に応え得るコンクリート製品である。以下にビックリート製品による腐食劣化の予防保全について紹介する。

2

ビックリート製品の概要

2.1 開発目的

さまざまな防食技術によって下水道管の延命化に下水道構造物で発生するコンクリートの腐食劣向けた対策が試行されるなか、下水道用耐食性コ化は、硫化水素の発生に起因している。硫化水素

ンクリート製品として開発された「ビックリート」が発生すると、硫黄酸化細菌や鉄酸化細菌が活動は、防菌コンクリートとしての信頼と実績を確実し始め、硫化水素を酸化して硫酸を生成する。コに積み重ねてきた。

ンクリートはこの硫酸によって腐食劣化に至り、一方では、国内の下水道整備が昭和 40 年代に本格化してから約 50 年が経過しており、埋設管腐食の深さは数センチにも及ぶため、コンクリートに大きなダメージを与えることになる。の老朽化や、コンクリート管の腐食劣化による道

ビックリートは下水道構造物の長寿命化を図

路陥没などが懸念されている。こうした事故を未り、道路陥没などの二次的な被害の発生を防ぐこ然に防ぐためには、維持管理の実効性が肝要であとを目的として、下水道用耐食性コンクリート製ることから、自治体では維持管理体制の構築とそ品として開発された。の執行が急務であるが、財政の逼迫や職員減少などにより、予防保全体制への移行に向けた課題は少なくない。

2.2 防菌効果（耐食性能）
ビックリートは、硫化水素を硫酸に変える硫黄

このような背景を踏まえると、耐食性に優れた酸化細菌と鉄酸化細菌の活動（図－１）を阻害す下水道管を適材適所に配備して、長寿命化と安定る「防菌剤（以下、ビック剤と称す）」を混入しした供用状態を確保することは、健全な下水道環た防菌コンクリートである。
ビック剤の主成分は、境を維持するためには必須の施策である。

ニッケルと酸化タングステンであり、ニッケルは

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図－１

硫化水素による腐食のメカニズム④ H 2SO4＋Ca（OH）
2 → CaSO4・2H 2 O（二水石膏）
3Ca（OH）
2＋3H 2 SO4＋3CaO・Al2 O 3＋26H 2 O → 3CaO・Al 2 O3・3CaSO4・32H 2 O（エトリンガイト）③ H 2 S＋O 2 → H 2 SO4 硫酸の生成
腐食・劣化が特に激しい部分

硫黄酸化細菌

結露気相部

H 2O
温度差による結露SO42−②H2 S④

硫化水素の放散
H 2S

H 2S

SO42−

スライム層硫化水素の生成域

汚泥堆積層① SO42−＋2C＋2H 2 O → 2HCO 3−＋H 2S
硫酸塩還元細菌pH ６以上の中性領域で、図－２

酸化タングステンは pH ６

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

以下の酸性領域で防菌効果を発揮する。
施工直後のコンクリートはpH12 ～ 13 以上の強アルカリ領域にあるが、供用の進コンクリートの pH は徐々に低下する（図－２）。その後、pH が８～９程度の中性領域まで低下すると、硫黄酸化細菌や鉄酸化細菌が活動pH行に伴って、流水の作用やスライムの付着などが生じ、ビック剤の作用領域

13121110987654321

高pH制限

栄養・基質制限低pH制限

非生物的中性化

チオ硫酸、ポリチオン酸の酸化硫化物、硫黄の酸化ⒷⒸⒶ

T.neaporitanus
pHT.intermedius、
T.novellus

T.thiooxidansT.thioparus
T.versutus

し始めて硫酸が生成される

月年ようになり、コンクリート表面では徐々に腐食が発生し始める。さらに時間リートの腐食劣化の過程において、ビック剤が有が経過すると pH は６以下の酸性領域まで低下し効に作用して、ビックリートの優れた防菌効果（耐て、コンクリートが劣化する。このようなコンク食性能）が得られる。

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ビック剤の主成分であるニッケルと酸化タングに変える硫黄酸化細菌と鉄酸化細菌の活動を阻

ステンをコンクリート用混和剤として使いやすく害するビック剤を混入した下水道用耐食性コンクするために、高炉スラグ微粉末で希釈増量したもリートである。のがビック剤（写真－１）である。ビック剤のコ

ビックリート製品の特性は、以下のとおりである。

ンクリートへの添加率はセメント量の１％（コン① 平均硫化水素濃度が 10 未満（腐食環境条件クリート製品の場合は４㎏／ m３）であり、コンⅢ種）において、50 年（コンクリートの標準クリート内に均一に分散されることから、バラツキの少ない安定した防菌効果が得られる。
また、ビック剤はコンクリートの腐食を引き起こ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、ビックリートは環境に優しい製品としての特長も備えて的な耐用年数）以上の耐久性を確保できる。
② 平均硫化水素濃度が 10 ～ 50ppm 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いるといえる。
2.3 ビックリート製品の特性と適用場所
前述のとおり、ビックリートは硫化水素を硫酸は、一般の混和材と同等である。
次に、ビックリートの適用場所として推奨する
一般的な腐食箇所は以下のとおりである。

写真－１

ビック剤

① 圧送管吐出し先の管路施設（マンホールからの圧送管を含む）② ビルピット排水が排出される箇所の上下流部③ 溶存硫化物を含む特殊排水が排出される箇所の上下流部④ 伏越し下流部⑤ その他（特殊な腐食箇所）
表－１

写真－２

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ビックリート製品の例

ビックリート製品の種類

製品の種類
耐食性
鉄筋コンクリート管
耐食性コンクリート製
マンホール
耐食性コンクリート系
セグメント
耐食性組立マンホール
側塊
耐食性外殻鋼管付きコンクリート管
耐食性曲線推進工法用
鉄筋コンクリート管
耐食性可とう性
鉄筋コンクリート管

参考規格
JSWAS A-1、A-2、A-6、A-8
JSWAS A-10、A-11
JSWAS A-7
団体規格
団体規定
団体規格
団体規格

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７現場（10 ヵ所）の概要を示す。また、供用管

2.4 公的認定と製品の種類

路で実施した追跡調査結果から得られたビックビックリート製品（写真－２）が取得した公的リート製品の耐用年数の推定値を表－３に、また認定には、（公財）日本下水道新技術機構の「建設腐食速度の回帰式を回帰式１および、回帰式２に技術審査証明」と、（公社）日本下水道協会の「下それぞれ示す。

水道用資器材Ⅱ類登録」がある。
回帰式１：ビックリートの腐食速度

ビックリート製品の種類は多様（表－１）であVc ＝ 0.09・In（CH２S）＋ 0.05（Ｒ＝ 0.450）

り、これらはすべて日本下水道協会規格に基づい

回帰式２：普通コンクリートの腐食速度ており、外観・形状・寸法および強さ等は従来製

Vc ＝ 0.48・In（CH２S）＋ 0.48（Ｒ＝ 0.422）品と同様である。したがって、施工についても一ここに、般のコンクリート製品に準じて行える。

3

Vc：腐食速度（㎜／年）

採用事例と出荷実績

In：自然対数CH 2 S：平均硫化水素濃度（ppm）
Ｒ：相関係数

ビックリート製品の採用事例として、表－２に
表－２
採用現場

適用場所・用途

ＡＢＣＤＥＦ
G-1
G-2
G-3
G-4

自然流下管路
圧送管吐出し先人孔ビルピット吐出し先人孔
自然流下管路ビルピット吐出し先人孔ビルピット吐出し先人孔
伏越し上流人孔
伏越し下流管路
伏越し上流人孔
伏越し下流管路表－３管

小口径推進管
A-6推進管
A-2

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No. 6気相部
硫化水素濃度（ppm）
０～ 0.57.0 ～ 87.0
０～ 378.0
０～ 0.5０～ 9.0０～ 31.0
0.2 ～ 10.1
０～ 4.93.7 ～ 8.0
1.2 ～ 8.4

ビックリート製品の耐用年数の推定値
口 径（㎜）

材

外圧管
A-1

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ビックリート製品の採用事例と現場概要

鉄筋かぶり（㎜）

温度（℃）
1120―
18.4
10.1
11.5
23.5
22.4
22.3
20.9

［平均硫化水素濃度：10ppm の場合］

腐食速度から計算したかぶりに達する期間（年）
ビックリート
普通コンクリート250

13518400

17661110002078132000

2597162400

3011719250259716600

3513622800

35136221350

2078132400

30117

1943

図－３

ビックリート製品の出荷実績

10,000

250

9,000
8,000

200

6,000

150

5,000
4,000

100

3,000
2,000

出荷数量累計︵千ｔ ︶出荷件数累計︵件︶

7,000

50

1,000
０000

94〜

20200120022003042020050620072020

年

190809201020

コンクリート管を対象に、鉄筋のかぶり厚さに達するまでの腐食期間を推定したものである。
回帰式の相関係数は低い数値であるが、これは追跡調査地および、供用管路内の環境（湿度、温度、硫黄酸化細菌や鉄酸化細菌の種類等）が地区ごとに異なるためと、各地区での湿度や温度の年間変動が大きく、発生硫化水素濃度変化も大きいためと考えられる。

202012201320141520度

出荷数量累計（千ｔ）

供用管路の追跡調査は、ビックリート管と普通11出荷件数累計減に役立つものと考えられる。
2015（平成 27）年９月末現在までのビックリー
ト製品の出荷実績は、図－３に示すように累計で19 万 5,612 ｔ（9,376 件）に達している。

4おわりにビックリート製品は優れた防菌効果によって、コンクリートの腐食劣化の発生を抑制できる。ま回帰式によれば、平均硫化水素濃度 10ppm にた、長寿命で、維持管理に要する負担を軽減できおける腐食速度は、ビックリート管が 0.26 ㎜／ることから、ライフサイクルコストの低減も可能年、普通コンクリート管が 1.59 ㎜／年となる。

である。

この結果、ビックリート製品の耐用年数は普通したがって、ビックリートは次世代に向けたイコンクリート製品の５～６倍であることがわか

ンフラ整備には欠くことのできないコンクリートる。また、このような調査結果を予防保全型管理製品であり、社会資本の有効活用にも大きな貢献の一環として活用することも、維持管理の負担軽を果たし得るものと期待される。

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