芯芯図芯芯心、尻芯「コンクリート防食指針（案）」改訂と防食工法の現状芯、1，芯芯芯芯勾芯

防菌剤によるコンクリ ー ト防蝕工法の現状と課題
石井義章叫前田照信
オバチルスチオオキシダンスと呼ばれている細肉1 . まえかきである。 チオバチルスチオオキシダンスは長さ1最近， 下水構造物のコンクリ ー トが短期間に石コµm強の鞭毛を持つ梓菌で（写真 ー 1) , pH 1 - 5,ウ（硫酸カルシウム）化する事例が続出し， 杜会問

温度20-40℃で生育する。 栄養源は還元型無機イオ題となっている。 原因は， イオウ酸化細菌が生成すウ化合物であり， 生体に必要な炭素は 炭酸あるいはート中のカルシウムが反応したた炭酸ガスから取り込む。 我々は ， このイオウ酸化細めであることが知られている。 イオウ酸化細薗は 硫菌の生育を阻害する防菌剤を開発， 実用化したので化水素， イオウあるいはチオ硫酸等のイオウ化合物

以下に説明する。

を硫酸に変える細菌である。 下水に含まれるイオウe. 劣化の始まり

る硫酸とコンクリ化合物は微生物の働きにより硫化水素となる。 硫化水素は卵が腐った臭いを持ち， 下水の臭気の主因を打設直後のコンクリ ー トは pH12-13程度の強ア成している。 イオウ酸化細菌には多くの種類が知らルカリ性であり， その後， 表面から空気中の炭酸ガれているが， 下水環境で活発に活動しているのはチスと反応してpH 9程度となって行く。 pH 9ではチ．

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写真一1
ビックリ ー ト製品協会

チオバチルスチオオキシダンスNBl-3株の電子顕微鏡写真

技術委貝※（写真）， 同1997年8月号

防水ジャ ー ナル61芯、1 芯芯芯芯芯芯「コンクリート防食指針（案）」改訂と防食工法の現状、t�ト 、1 芯芯図、1 図
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まるはずである。 図ー1に硫酸濃度とpHの関係の図ー 28時

オバチルスチオオキシダンスは活動不能で何らかの作用で活動可能なpH 5になって初めて劣化が始

46

硫酸の添加量とpHの関係

2

図ー 1g/£゜。

0 001

0.0001間（日）チオバチルスチオオキシダンスNBl-3株の増殖に及ぼす金属ニッケルの影響

実測値を示したが， pH 5にするためにはわずかな硫酸で良いことが解る。 イオウ酸化細菌の中にはレスを構成する材料をモルタルに混入した供試体のチオバチルスバ ー ササス（生pH 9でも活動可能な曝露試験から防菌剤の開発は始まった。 約80ppmの育pH 6 - 9)等もおり， これが生成した硫酸や下硫化水素濃度の下水処理場汚泥槽気中部に5.5年曝水から発生する硫化水素等によってpH 5以下の環露した供試体を写真一2に示した。 金属ニッケル系境が作られると考えられる。 さすかに， 打設直後の防菌剤を使用した供試体であるか， 効果が非常に顕高アルカリ時にはpH 5の環境は作られにくいらし著である。

く， イオウ酸化細菌による劣化は早くても数年後に現在は金属ニッケルと第三成分によって防蘭効果始まることが多い。 しかし， 劣化が始まると進行はを得て い る 。 チ オ バ チ ルス チオオキシダンス

比較的速いことが多く， 担当者を悩ませている。

(NBl -3株） に0.1%の金属ニッケルを加えたものと無処理のものを培地で培養した時のpH変化を図

3 . 防菌剤-2に示す。 金属ニッケルが菌の生育を阻害してい下水構造物の劣化調査時に，ステンレスの劣化がることが解る。 研究の結果， 金属ニッケルはpH 7コンクリ トに比べて軽微であることから， ステン

では完全 な生育阻害効果が認められるが， pH 3でーはやや不完全であることが判明した（もっとも， 一
般のコンクリー トはpH 4以上で供用されることを前提としており， pH 4以下の環境になることは無いはずであるが）。 そこで， 種々の化合物をスクリー

ニングし， pH2.5でも有効な第三成分を見い出した。 図 ー 3にO.Olg/ Qの第三成分を添加したときの菌の増殖を測定した結果を示す。 5種類のチオバ
チルスチオオキシダンスの実験結果では強い阻害効果が確認きれた。
現在の防菌剤はセメントに対して， 金属ニッケル
写真 ー 262

左：防菌剤添加， 右：防菌剤なし

1997年8月号

防水ジャ ー ナル

0.075%, 第三成分0.075%, 防菌剤の添加を識別す

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実線

無添加

破線

0.01 g/£ 添加

pH2. 5での第三成分の効果（硫黄無機塩培地）るための若干の蛍光染料と増量剤で構成され， 全体

メ ー カ ー にビック剤として供給し， 二次製品に加工でセメント量の1%添加となるように製造している。

され流通するものと， 混和剤メ ー カ ー が生コン添加用防菌剤あるいはプレミックスモルタルの形で流通

4. 防菌剤の添加
防菌剤はビックリーさせるものがある。
ト製品協会に属する二次製品

防菌剤は混練時に充分分散するよう増量剤で薄めた形で添加される。 二次製品の多くは遠心成形されるが， 防菌剤は遠心成型時にも分離しないように充一分に微粉砕されている。 遠心成型時の防菌剤の分布5 mm

状況を写真ー3に示すが， 均 ー な分散が確認される。

5. 防菌剤添加の確認
最終製品の段階で防菌剤の添加の有無を確認するには高価な分析機器に頼る必要がある。 そこで，．・;...• -:.·, ヽ...._,,: .. -·-.•. ·,:,;--_. ;_::.,·存·;,;:.,·杖·•-. <"''沢. :··..-: :ご'/'!屯:.,... ·:'. 啜・必•'ANTI -BACTERIUM AGENTS

写真 一 3

防菌剤の分布状況(X線マイクロアナライザーによる分布）

1996 年 8 月より出荷する防茜剤には特注の蛍光染料を混入することにより確認を容易にした。 混入した蛍光染料は， 紫外線を照射すると独特の蛍光を発する。

1997 年 8 月号 防水ジャ ー ナル63、1， 、1:t 、防勺 、1 、誓 、誓「コンクリート防食指針（案）」改訂と防食工法の現状芯勾心勾芯芯芯芯
表ー1菌の生育に及ぼす影響(NB培地， 1日後測定）
大腸菌

黄色ブドウ球菌

金屈ニッケル

◎

◎第三成分

◎

実験中

銀 ー ゼオライト系抗菌剤

XX

添加剤(1 %)◎

対象と比較して， 成育の阻害は認められないX

対象と比較して， 歯数が1伊以上低い

ウ酸化細菌による劣化は， 生成した硫酸が流出しない気中部で起こることから防菌剤の溶出も無いと考えられる。 さらに， イオウ酸化細菌の活動が阻害されると硫化水素環境となり，

ニ ッケルや第三成分は不溶性の硫化物となることから， 防菌剤は半永久的に製品の中に留まると考えている。 また， 阻害の機構が細菌の酵素に直接作用するため， 耐性菌の出現は非常に困難と推定している。 従って， 効果は半永久的で構造物本来の寿命によって決定されると考え

6 • 防菌剤の作用機構
防菌剤はイオウ酸化細菌の酵素と結合して酵素のている。

9. コスト

働きを阻害していることが最近の研究の結果， 明ら

防菌剤を二次製品に使用した場合15-2 0%アップ，かとなった。 すなわち， 菌の生育を阻害してはいる

生コンに使用した場合15,000円/m'cなり， 33cmのが菌を殺してはいないのである。 表 ー 1に他の細菌壁圧で5,000円／面のコスト高となる。

に対する効果を示した。 他の抗菌剤と違って他の菌ライニング等による防食を施した場合100%アップ，にまったく影響を与えないことが明らかである。

また， 現場打ちコンクリ ー トの重防蝕では18,000円

7. 防菌剤の使える場所
防菌剤はイオウ酸化細菌の生育を阻害して耐蝕効果を得ており，それ自身耐蝕性はない。 従って腐食性の化合物と接触する部分では耐蝕効果は期待でき

二 次製品で／面であることから防菌剤による防蝕はかなり経済的であると言える。

10. 今後の課題
防菌剤を上市してから4年，ビックリ ー ト製品協ない。 消化槽の脱離液や腐蝕性の化学薬品には効果会に参加する二次製品メ ー カー は24社となり， 製品がない。 また， 下水処理場の曝気槽は有機化合物を販売塁も3万tを越えた。 また， 現場打ちの防菌剤

水と炭酸に分解するが， 炭酸はコンクリ ー トのカルもアンカー 付きシー ト用プレミックスモルタルとしシウムを重炭酸カルシウムの形で溶脱する。 このよて約5,000面分の販売実績を挙げた。 多くの特徴をうな劣化に対しても防菌剤は無力である。 防菌剤は持つ防菌剤は， 今後， 下水防蝕の主流をなすと考え一般の下水管渠やマンホールには非常に効果的な薬剤である。

今後の課題としては， 防菌剤の作用機構を解明し，より効果的な使用方法の研究を進めたい。 また， 上

8. 防菌剤の特徴

市してから4年を経過し実績も認められてきており，従来の塗装やライ ニ ングでは防蝕が表面のみであるので傷に弱く， 継ぎ手部の処理が困難であった。
また， 塗装はコンクリートと熱膨張係数や弾性係数が大きく異なるため， 長期間の使用で剥離が起こる等多くの問題点があった。 防菌剤を使用したコンク
リ ー トはムクであるため，キズや継ぎ手部の処理の間題はなく， また， 剥離の発生もない。 また， イオ
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1997年8月号ている。

防水ジャ ー ナル

作用機構もある程度解明されてきたことから， 公の規格に入るよう努力したい。