共同研究報告書
整理番号第 516 号

電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書（その 2）－ 実橋を活用した調査および間欠通電方式の基礎的検討 －令和２年３月国 立 研 究 開 発 法 人

土 木 研 究 所

国

立

東

日

本

大

学
エ

法

人

ル

ガ

ー

北
ド

大

学

協

会

コンクリート構造物の電気 化 学的 防食 工法 研究 会

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共同研究報告書
整理番号第 516 号

電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書（その 2）－ 実橋を活用した調査および間欠通電方式の基礎的検討 －Research on Maintenance Method of Road Bridges using Cathodic Protection- Investigations of the Applicability Verification using an Actual Bridge
and Intermittent Current Supply of Cathodic Protection -.

国立研究開発法人 土木研究所
先端材料資源研究センター 材料資源研究グループ
研究グループ長

西崎到、上席研究員

新田弘之、主任研究員

佐々木厳

交流研究員(元)加藤智丈

構造物メンテナンス研究センター 橋梁構造研究グループ
上席研究員

石田雅博、主任研究員

山本将、

主任研究員(元)交流研究員(元)研究員(元)

山口岳思

本間英貴、宇佐美惣關繭果、松尾健二、渡辺遼

東北大学大学院 工学研究科 土木工学専攻
准教授

皆川浩，

(元)

茂庭柾彦

鹿島篤志，

阿部健

日本エルガード協会
峰松敏和，

山本誠，

新藤麻子，中澤貴幸，松居良美，三村典正
コンクリート構造物の電気化学的防食工法研究会
羽渕貴士，小城守，小林浩之，加藤善史，宇山真介
鴨谷知繁，

青山敏幸，

佐々木亘，

山本悟

要旨
橋梁を対象とした電気防食の簡便かつ効率的な維持管理手法の確立を目的として、供用中および撤去後の実 橋について調査を行っ て電気防食工法の維持 管理における課題や留意点を抽出した。これらをもとに、同工法の適用性や耐久性を確認するとともに、維持管理手法の信頼性の向上につながる知見を集約し、維持管理マニュアルの検証を行った。また、間欠的な通電方式について異なる腐食環境における防食性を評価した結果や、それを通じた通電停止時の状態評価について述べる。
キーワード：コンクリート橋，塩害，電気防食，維持管理，実態調査，間欠通電

電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書（その 2） 第 516 号
令和 2 年 3 月

目 次

1 編 序論.......................................................................

2 編 電気防食工法の現状 ............................................................
3 編 電気防食工法の維持管理の実態調査..............................................

4 編 供用中の橋梁の調査 ............................................................
5 編 撤去橋梁の調査 ................................................................
6 編 維持管理マニュアル（案）の策定................................................

7 編 新工法の開発（間欠通電方式の検証）
8 編 結論............................................

.........................................................................

（1~8 編は共同研究報告書第 502 号にて報告，第 502 号と第 516 号の総目次を本報告書巻末に収録）

9 編 供用中/供用後の橋梁の調査
1. はじめに－ 電気防食を適用した弁天大橋における防食効果の検証 －.....................................................................

9- 1

1.1 調査の経緯..............................................................

9- 1

1.2 調査内容................................................................

9- 2.....................................................................

9- 3

2. 概略調査

2.1 弁天大橋（B 橋）の概要...................................................

9- 3

2.2 電気防食に関する事項（調査票より） .......................................

9- 4

2.3 電気防食の維持管理に関する事項（調査票より）.............................

9- 4.................................

9- 5........................................................

9- 5................................................................

9- 7

2.4 定期点検結果他に関する事項（調査票より）
2.5 外観目視調査結果
2.6 書類調査

2.7 詳細調査項目
3. 詳細調査............................................................

9- 7.....................................................................

9- 8

3.1 弁天大橋電気防食概要....................................................

9- 8

3.2 詳細調査内容............................................................

9- 10

3.3 詳細調査結果............................................................

9- 11

3.4 詳細調査結果のまとめ....................................................

9- 20

4. 追加調査
4.1 概要.....................................................................

9- 22....................................................................

9- 22

4.2 追加調査項目............................................................

9- 23

4.3 通電状態の確認..........................................................

9- 25

4.4 陽極被覆モルタル浮き部での防食効果の確認.................................

9- 31

4.5 耐用年数を経過した防食板の調査 ...........................................

9- 36

4.6 モニタリング測定不具合の調査............................................

9- 44.....................................................................

9- 54....................................................................

9- 54

5. 解体調査
5.1 概要5.2 調査内容................................................................

9- 54

5.3 チタンメッシュ方式の調査結果............................................

9- 59

5.4 チタングリッド方式の調査結果............................................

9- 70................................................

9- 83

5.5 亜鉛シート方式の調査結果

6. 電気防食を適用した弁天大橋（B 橋）調査のまとめ.................................

9- 97............................................

9- 97

6.2 電気防食の効果範囲......................................................

9- 97

6.3 陽極材の付着強度........................................................

9- 97

6.1 陽極の変状と防食効果について

6.4 分配電流（外部電源方式）................................................

9- 97..........................................................

9- 97

6.6 配線配管材..............................................................

9- 98

6.7 全体を通して............................................................

9- 98

6.5 陽極耐久性試験

10 編 撤去橋梁の調査－ 陽極の異なる腐食環境における配置がコンクリート内部の鋼材の分極量の分布に及ぼす影響の評価 －1. はじめに..................................................................... 10- 1

1.1 本編に示す調査の背景と目的
1.2 撤去桁の概要
2. 実験概要............................................................ 10- 2..................................................................... 10- 6

2.1 調査対象の部位
2.2 通電方法.......................................................... 10- 6................................................................ 10- 7

2.3 その他の測定項目
3. 実験結果.............................................. 10- 1........................................................ 10- 9..................................................................... 10- 10

3.1 電気抵抗率.............................................................. 10- 10

3.2 陽極－鋼材間の交流抵抗
3.3 陽極への電流分配.................................................. 10- 10........................................................ 10- 10

3.4 G5-3 の下フランジ部の自然電位の分布と鋼材の腐食状況 ....................... 10- 12
3.5 分極量比の分布
4. まとめ.......................................................... 10- 12....................................................................... 10- 16

11 編 間欠通電方式の検証－ 異なる腐食環境における防食性の評価 －1. はじめに..................................................................... 11- 1

2. 実験概要..................................................................... 11- 3

2.1 供試体概要.............................................................. 11- 3

2.2 通電方法および測定項目
3. 実験結果.................................................. 11- 7..................................................................... 11- 11

3.1 各暴露環境における防食効果の検証 ......................................... 11- 11
3.2 試験室温 20℃，相対湿度 60%の試験結果（間欠通電）......................... 11- 11

3.3 試験室温 20℃，相対湿度 90%の試験結果（間欠通電）......................... 11- 19

3.4 試験室温度 40℃，相対湿度 90%の試験結果（間欠通電）....................... 11- 41

3.5 試験室温度 40℃，相対湿度 90%の試験結果（常時通電）....................... 11- 62

3.6 屋外暴露の試験結果（間欠通電） ........................................... 11- 78
3.7 屋外暴露の試験結果（常時通電） ........................................... 11- 91
4. 実験結果の考察 ................................................................ 11- 98
4.1 各試験条件における鋼材の腐食状況 ......................................... 11- 98
4.2 防食期間中の通電停止期間における復極状況
4.3 間欠通電における防食効果
4.4 まとめ................................. 11-100................................................ 11-103.................................................................. 11-106

5. 間欠通電（断続通電）の適用にあたって.......................................... 11-107

はじめに
1. 本研究の背景と目的
老朽化してくる橋梁が増加しているなか，コンクリート橋では塩害による劣化損傷により鋼材の腐食破断といった最悪の場合，落橋に繫がりかねない重篤な損傷事例が報告されてきている。
塩害を受けたコンクリート構造物の補修対策の一つである電気防食工法は，コンクリート表面または表層に設置した陽極材から内部の鋼材に微弱な防食電流を流し，
電気化学的に鋼材の腐食反応を制御する工法である。
この工法は，直流電源装置や，陽極システム，配線・配管などの付帯設備などから構成される電気防食システ
ムが適切に構築され，適切な防食電流が流れている限り，鋼材腐食による劣化の進行を抑制することができる工法として，コンクリート構造物の長寿命化や予防保全といった観点からその有効性が期待され，その適用実績も増加している。
一方，電気防食工法を適用している構造物において，防食効果を適切に維持するための「稼働状態」や「防食状態」の維持管理ができず，結果として鋼材腐食などに起因すると考えられるコンクリートのひび割れ，はく離などの構造物自体の不具合が生じている事例も報告されており，電気防食工法の維持管理についての問題も生じている。
電気防食工法のコンクリート構造物への適用後の維持管理にあたっては，これまで土木研究所から提案している「新設コンクリート橋の電気防食マニュアル（案）2000 年」，土木学会で制定している「電気化学的防食工法設計施工指針（案）2001 年」において，維持管理手法が示されている。しかしながら，これらの維持管理手法の提案後，約 20 年が経過しているなかで，その手法などの活用状況や効果などは検証されていない。
また，
その後開発された新しい技術や新たに発生している不具合などへの対応が必要となっている。
そこで，本共同研究では，電気防食適用橋梁における道路管理者への実態アンケートや維持管理データの整
理，実橋調査やその解析検討などから，現行の維持管理手法の効率化・高度化を目指すための改善点を明確にし，電気防食工法の新たな維持管理マニュアル（案）を提案した。電気防食工法を適用した橋梁の調査としては，供用中の複数の実橋，ならびに橋梁（弁天大橋および荒磯橋）撤去後の桁ブロックを活用した詳細な解体調査を行って，電気防食工法の適用性や耐久性を検証した。
また，電気防食工法の用途が予防保全や局所的な適用に広がりつつあることから，商用電源や蓄電池を使用しない低コストで信頼性が高い工法も期待されている。新たな通電方式の開発として，間欠通電方式の適用性や耐久性を検証し，その防食性や適用条件を評価した結果についても紹介する。
コンクリート構造物に適用する電気防食工法は，塩化物イオンが侵入し損傷が進行した橋梁に対しては数少ない対策工法となっていることから，適切な維持管理を効率的かつ確実に実施できる維持管理手法の提案や新たな工法の開発により現場での積極的な活用を図っていくことを期待したい。

i2. 本研究の経緯と報告書の構成
2.1 既往の研究項目と報告書
本研究は，コンクリート構造物に適用する電気防食工法の維持管理における効率化・高度化を目指した維持管理手法の確立することを目的とするものであり，電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同
研究報告書 － 電気防食工法の維持管理の課題に関する研究成果 －（(国研)土木研究所，東北大学，日本エルガード協会，コンクリート構造物の電気化学的防食工法研究会，共同研究報告書，No.502，2018.7）として研究成果を報告している。この報告書は，図-1 の上部に示す第１編から第８編で構成されている。
第１編「序論」では，本研究の背景と目的を記述した。
第２編「電気防食工法の現状」では，現状の電気防食工法の技術について，工法概要およびその特徴として，構造部位や環境への適用性，耐用年数，施工実績，コストなどに着眼して整理した。
第３編「電気防食工法の維持管理の実態調査」では，道路管理者へのアンケート調査により，電気防食の維
持管理実態を把握し，電気防食専業者へのアンケート調査により，専業者が理想とする管理水準を把握した。
電気防食適用後の不具合状況を把握するための調査として，第４編「供用中の橋梁の調査」および第５編「撤去橋梁の調査」に記述した。第４編「供用中の橋梁の調査」では，供用中の道路橋梁を対象に現地にて構造物や電気防食システムの不具合に関する調査結果を記述した。第５編「撤去橋梁の調査」では，撤去された電気防食適用橋梁に対して各種試験あるいは数値解析による評価に基づき，電気防食工法の信頼性の確保するための具体的な対策を示した。
第６編「維持管理マニュアル（案）の策定」では，第２編から第５編で明らかとなった電気防食工法の維持管理の効率化・高度化を目指した維持管理マニュアル（案）の策定方針を記述した。
第７編「新工法の開発」では，第３編で判明した維持管理リスクを軽減する新工法の開発として，間欠通電技術などに関する概要，実験結果について記述した。
第８編「結論」では，本研究を取り纏めたものであり，これを踏まえた電気防食工法の維持管理手法の確立へ向けた提言を記述した。
2.2 本報告の研究項目
本研究では，上記の共同研究報告書 No.502 でとりまとめを行った一連の項目のうち，実橋を活用した試験調査，および室内における通電方式の試験については，継続して試験調査を行ってきた。本報告は，それらの成果をとりまとめた本共同研究の最終的な報告書である。
第９編「供用中/供用後の橋梁の調査」では，塩害劣化後に電気防食工法が適用され，その後架け替えによる撤去に到った弁天大橋について，構造物や電気防食の効果および電気防食システムの不具合に関する調査，解体調査による防食効果の検証についての一連の結果を記述した。
第１０編「撤去橋梁の調査」では，撤去された電気防食適用橋梁に対して，既存の陽極システムに加えて異なる陽極システムも用い，陽極の再配置を行って通電試験を実施し，陽極配置が防食効果に及ぼす影響を実験的に評価した。
第１１編「間欠通電方式の検証」では，間欠的な通電方式の防食性に関する実験の追跡調査結果について，
上記報告書 No.502 の第７編を含めた総括報告として整理した。

ii

共同研究報告書，No.502，2018.7
第１編 序論第２編 電気防食工法の現状

電気防食適用後の管理状況
第３編 電気防食工法の維持管理の実態調査

電気防食適用後の不具合状況
第４編

第５編

供用中の橋梁の調査

撤去橋梁の調査第７編 新工法の開発（新たな通電方式の検討）

第６編 維持管理マニュアル（案）の策定

第８編 結論（電気防食工法の維持管理手法の確立への提言）

第９編

第１０編

第１１編

供用中/供用後の橋梁の調査

撤去橋梁の調査

間欠通電方式の検証－ 電気防食を適用した弁天大橋における防食効果の検証 －－ 陽極の異なる腐食環境における配置がコンクリート内部の鋼材の分極量の分布に及ぼす影響の評価 －－ 異なる腐食環境における防食性の評価 －共同研究報告書，No.516，2020.3
図-1 共同研究報告書の全体構成

iii

iv

9 編 供用中/供用後の橋梁の調査－ 電気防食を適用した弁天大橋（B 橋）における防食効果の検証 －目 次
1. はじめに ·························································································
1.1 調査の経緯 ·············································································
1.2 調査内容 ················································································
2. 概略調査 ·························································································
2.1 弁天大橋（B 橋）の概要 ···························································
2.2 電気防食に関する事項（調査票より） ·········································
2.3 電気防食の維持管理に関する事項（調査票より） ··························
2.4 定期点検結果他に関する事項（調査票より） ································
2.5 外観目視調査結果 ····································································
2.6 書類調査 ················································································
2.7 詳細調査項目 ··········································································
3. 詳細調査 ·························································································
3.1 弁天大橋電気防食概要 ······························································
3.2 詳細調査内容 ··········································································
3.3 詳細調査結果 ··········································································
3.4 詳細調査結果のまとめ ······························································
4. 追加調査 ·························································································
4.1 概要 ·······················································································
4.2 追加調査項目 ··········································································
4.3 通電状態の確認 ·······································································
4.4 陽極被覆モルタル浮き部での防食効果の確認 ································
4.5 耐用年数を経過した防食板の調査 ···············································
4.6 モニタリング測定不具合の調査 ··················································
5. 解体調査 ·························································································
5.1 概要 ·······················································································
5.2 調査内容 ················································································
5.3 チタンメッシュ方式の調査結果 ··················································
5.4 チタングリッド方式の調査結果 ··················································
5.5 亜鉛シート方式の調査結果 ························································
6. 電気防食を適用した弁天大橋（B 橋）調査のまとめ ·······························
6.1 陽極の変状と防食効果について ··················································
6.2 電気防食の効果範囲 ·································································
9-i

9- 1
9- 1
9- 2
9- 3
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9- 4
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9- 5
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9- 22
9- 22
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9- 44
9- 54
9- 54
9- 54
9- 59
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9- 83
9- 97
9- 97
9- 97

6.3
6.4
6.5
6.6
6.7

陽極材の付着強度 ····································································
分配電流（外部電源方式） ························································
陽極耐久性試験 ·······································································
配線配管材 ·············································································
全体を通して ··········································································

9 - ii

9- 97
9- 97
9- 97
9- 98
9- 98

9 編 供用中/供用後の橋梁の調査－ 電気防食を適用した弁天大橋（B 橋）における防食効果の検証 －1. はじめに1.1 調査の経緯
電気防食工法は，コンクリート構造物の塩害対策工法として広く適用されているが，近年，電気防食適用中の橋梁で，鋼材腐食に起因するひび割れや剥離などの変状が生じている事例が報告されている。
そこで，電気防食工法を適用している直轄橋梁 58 橋に対して実施した調査票の回答から，6 橋について現地
で概略調査を行い，その結果から構造物の変状や電気防食システムの不具合，施工後の維持管理状況などを考慮して 3 橋を選定し詳細調査を実施した。調査対象橋梁一覧を表-1.1.1 に示す。
さらに，電気防食の適用から約 20 年が経過した弁天大橋（B 橋）において，変状が確認された陽極被覆モル
タル周囲での防食効果の確認，耐用年数を経過した流電陽極方式防食板の消耗量調査，計測不良が報告された照合電極の調査等を追加調査として行い，同様な事象が起きた場合に有用となる知見が得られた。
調査は，供用中には足場または高所作業車により近接し，その近傍での表面電位分布や分配電流などの測定により電気防食の効果を評価するとともに，直流電源装置や配管材など付帯設備の確認，また，通電方式や陽極設置方式に応じた調査を行った。さらに解体調査では，PC 桁を大ブロックに切断し試験ヤードに移設して，通電試験や，付着強度や陽極材採取，結線状況や内部鋼材腐食状況等の破壊調査を含めた様々な詳細調査を行い，
電気防食工法の適用性や耐久性の検証と，今後の維持管理に向けて具体的な方策となるような知見を得た。
表-1.1.1 実橋調査を行った電気防食適用橋梁一覧
対象

電気防食方式

概略調査

詳細調査

追加調査

解体調査

電気防食適用
括弧内は概略調査時の経過年数

Ａ橋（東北）

ﾁﾀﾝﾛｯﾄﾞ

○

○

―

―

適用 1999 年（15 年）

Ｘ橋（東北）

ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ

○

―

―

―

適用 1996 年（18 年）

○

―

―

―

○

○

○

○

適用 1996 年（18 年）

○

○

―

―

適用 2005 年（9 年）

○

―

―

―

Ｙ橋（北陸）

Ｂ橋（北陸）

Ｃ橋（九州）

ﾁﾀﾝﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ・ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ
ﾁﾀﾝﾛｯﾄﾞ・ﾁﾀﾝ溶射
ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ・ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ
流電陽極（亜鉛）
ﾁﾀﾝﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ縦置き
ﾁﾀﾝ溶射・ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ

Ｚ橋（沖縄）

ﾁﾀﾝﾛｯﾄﾞ・ﾁﾀﾝﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ・
ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ適用 2000 年（14 年)※新設時より適用

適用 2002 年（12 年）※新設時より適用○：調査実施

9-1

1.2 調査内容
本研究は，電気防食工法を適用したコンクリート構造物における施工後の変状や電気防食装置の維持管理について調査を行い，維持管理マニュアル作成のための資料を収集することを目的とするものである。
概略調査～維持管理マニュアルまでの基本的なフローを図-1.2.1 に示す。

概略調査実施（

6橋）

概略調査では，外観目視調査（写真撮影）を中心とし，構造物の変状を確認した。
また，変状が電気防食に関係しているか否かを評価・分類を行った。さらに直流電源装置内で通電状況を確認（測定）し，電気防食装置が稼働しているか否かを確認した。なお，詳細調査を行うにあたり周囲条件（足場等の必要性や橋梁へのアクセ
ス条件，資機材置場等）を確認した。また，現地調査と同時に電気防食施工時の書類等の収集も行い当時の施工条件や設計思想を確認した。

詳

細

調

査

項 目 の 抽 出

概略調査結果をもとに調査対象橋梁を決定した。詳細調査項目は，変状の種類や規模，過去の維持管理結果を参考に変状の原因を特定できる内容を検討し決定した。
一例としては，電気化学的測定や変状部の詳細確認等となる。

詳細調査実施各橋梁での概略調査結果より抽出された各事象について詳細調査を実施した。
詳（Ａ，Ｂ，Ｃ橋）

細調査では主に直流電源装置での防食効果の確認，変状部に近接しての目視や表面電位測定，各電気防食方式に応じた陽極設置状態や防食回路の確認，設計との相違のほか，配線配管材や直流電源装置の状態についても確認した。

追

加

調

査

項 目 の 抽 出

追加調査実施（弁天大橋(Ｂ橋)）

詳細調査より確認された各事象について，
電気防食後の変状に至った原因やメカニズムと対策方法を究明するための追加調査項目を抽出した。

各詳細調査結果より確認された事象のうち，さらに究明すべき課題を絞り込み，弁天大橋（B 橋）について追加調査を実施した。

維持管理マニュ

電気防食装置が適用されたすべての橋梁に対して，標準的な維持管理マニュアル

ア ル の 作 成を作成する。このマニュアル内に，各種変状に応じた詳細調査項目が反映抽出できる内容とした。

解体調査実施（弁天大橋(Ｂ橋)）

弁天大橋（B 橋）の架け替えに伴い，電気防食工法が適用された第 8 径間の桁を大ブロックに切断して移設し，通電試験や，付着強度や陽極材採取，結線状況や内部鋼材腐食状況等の破壊調査を含めた様々な詳細調査を実施した。
図-1.2.1 弁天大橋解体調査までの実橋調査の流れ
9-2

2. 概略調査
2.1 弁天大橋（B 橋）の概要
橋梁の概要を表-2.1.1 に示す。単純 PC プレテンション T 桁 17 連のうちの第 8 径間では，架橋後 12 年で塩害が生じ断面修復と表面保護工が実施されたものの，その後も再劣化が見られ塩害の進行抑制が困難と判断されたことから，電気防食を試行的に設置し，そのモニタリングも併せて実施されてきた。
表-2.1.1 弁天大橋の概要
名称

弁天大橋

所在地

北陸地方

路線名

国道８号

橋梁管理者

北陸地方整備局高田河川国道事務所

竣工

1974 年 4 月

構造形式

PC 桁橋 17 径間，橋長 340.02ｍ，全幅員 11.35ｍ
日交通量

11,160 台（大型車 3,307 台）

約 0ｍ

海岸からの距離（架橋時は一部海洋上で、H15 海岸整備により下記写真の地形となった）

凍結防止材の散布なし＜調査写真＞←上越側（第 1 径間）

富山側（第 17 径間）→

弁天大橋全景（第 8 径間に電気防食適用）

電気防食適用範囲（第 8 径間）
G1～G4：チタンメッシュ方式
G5～G7：チタングリッド方式
G8～G11：流電陽極方式←山側(G11)

海側(G1)→＜電気防食概要図＞
チタンメッシュチタングリッド

下フランジ
を防食

下フランジ
を防食

チタンメッシュ方式

チタングリッド方式

9-3

流電陽極板（亜鉛）

下フランジ
を防食

流電陽極方式

2.2 電気防食に関する事項（調査票より）
電気防食に関する事項を表-2.2.1 に示す。

表-2.2.1 電気防食に関する事項（弁天大橋）
電気防食適用前の補修あり（S57 年度～ 断修・塗装）※供用開始約 8 年後あり（年度不明）
劣化要因：塩害

電気防食適用前の劣化調査

ひび割れ：あり
剥離・剥落：あり
塩化物イオン量：データなし

電気防食施工年度

1996 年度 ※供用開始約 18 年後（調査時）
G1～G4：チタンメッシュ方式

電気防食方式G5～G7：チタングリッド方式
G8～G11：流電陽極方式（亜鉛シート方式）

電気防食適用径間

1 径間（P7-P8 径間）

電気防食面積66 ㎡（3 方式合計）

防食回路数（外部電源方式）

3 回路 (チタンメッシュ方式 1 回路，チタングリッド方式 2 回路)

全体工事費

試験施工のため不明

補修工種

塗膜除去＋電気防食

適用部位

主桁下フランジ部

電気防食設計・竣工図書あり（別紙）

2.3 電気防食の維持管理に関する事項（調査票より）
電気防食の維持管理に関する事項を表-2.3.1 に示す。

表-2.3.1 電気防食の維持管理に関する事項（弁天大橋）
点検の有無

あり

点検手法

現地点検

点検項目・頻度

1．パイロットランプ点灯確認

1 回/年程度

2．電源装置目視

1 回/年程度

3．配線・配管・プルボックスの目視

1 回/年程度

4．陽極材の設置状況目視

1 回/年程度

5．各回路の電流量

1 回/年程度

6．各回路の電圧量

1 回/年程度

7．鉄筋電位（On 電位，Instant Off 電位）

1 回/年程度

8．復極量

1 回/年程度

9．臨時点検必要時に判断

9-4

2.4 定期点検結果他に関する事項（調査票より）
電気防食の定期点検結果他に関する事項を表-2.4.1 に示す。

表-2.4.1 定期点検結果他（弁天大橋）
定期点検結果（2013 年 12 月）

対策区分：Ｂ 状況に応じて補修を行う必要がある
1．電気防食範囲内コンクリートあり

電気防食適用後の不具合

2．陽極材および陽極分配材

あり（アンケート結果および

3．直流電源装置

あり

4．配線配管

なし

5．その他

なし

概略調査結果より）

2.5 外観目視調査結果
2.5.1 電気防食対象範囲内コンクリート
陽極システムの形状から，コンクリート表面を観察できたのは G5～G7 に適用されているチタングリッド方式のみである。外観目視においてはひび割れ，剥離等の損傷劣化はみられなかった。
2.5.2 陽極材および陽極分配材の状況
チタンメッシュ方式 G1 桁底面に被覆モルタルの剥落が確認された。また，流電陽極方式範囲において，防食板端部パテ材剥落防止のため，養生ネットが設置されていた。

写真-2.5.1 チタンメッシュ方式陽極被覆モルタル剥落部（G1 桁底面）

写真-2.5.2 流電陽極方式部養生ネット設置状況（G8～G11 桁）
9-5

2.5.3 直流電源装置
高所作業車により近接して通電状況を確認した。チタンメッシュ回路 R3，チタングリッド回路 No.2 の R2照合電極の測定値が安定しておらず測定不能であった。

ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ

流電陽極

ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ

写真-2.5.3 直流電源装置および流電モニタリングボックス
2.5.4 配線配管材
今回の概略調査においては，特に異常は確認されなかった。
2.5.5 電気防食対象範囲外の変状
電気防食対象範囲外において，他径間での主桁部の剥落，同径間での横桁部の剥落を確認した。

写真-2.5.4 主桁の変状（他径間）

写真-2.5.5 横桁の変状（同径間）2.5.6 周囲環境条件
桁下面は地上から 5m 程度の高さにあり，直流電源装置も高い位置に設置されているため，詳細調査を行う場合は，高所作業車を使用しての調査となる。

写真-2.5.6 高所作業車による調査状況
9-6

2.6 書類調査
弁天大橋では電気防食の適用から約 17 年間，定期的に点検が行われている。各方式の主な変状として，チタンメッシュ方式での被覆モルタルひびわれ，浮き，チタングリッド方式での被覆モルタル劣化，ひびわれ，流電陽極方式においては防食板端部パテ材の剥離が確認されている。
防食効果の確認は，電気防食適用開始から定期的に復極量試験が行われており，概ね防食基準が得られていることを確認した。また，チタンメッシュ G3 桁において 2011 年 11 月時点で電位の測定不能が報告されている。今回，概略調査時の測定においても電位表示値が不安定のため測定ができなかった。照合電極の機能が損なわれている可能性が考えられるため，詳細調査により確認する必要がある。
2.7 詳細調査項目
概略調査結果をもとに設定した，弁天大橋での詳細調査に必要な項目を以下に示す。
表-2.7.1 弁天大橋詳細調査項目一覧
分類
電気防食範囲内
コンクリート

項目
詳細目視

内容

数量

劣化調査資料をもとに確認
詳細目視

陽極

被覆モルタル，パテ

チタンメッシュの剥落部

陽極分配材

材劣化部

チタングリッドのひびわれ部

劣化部

流電陽極のパテ変状
通電測定

通電電圧

（電圧・電流）

通電電流（電流密度）
オン電位
インスタントオフ電位

直流電源装置
鉄筋電位測定オフ電位

3 方式

ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ
12 箇所（照合電極）
チタングリッド G3 桁
照合電極
結線部の確認

プルボックス内の目視可能な範

結線部の状況確認

囲で

配線配管
分配電流の確認

1 箇所

クリップオン電流計による分配電流確認9-7

備考

3. 詳細調査
3.1. 弁天大橋電気防食概要
3.1.1 調査概要
対象施設：弁天大橋（PCT 桁橋・17 径間 11 主桁）
調 査 日：2015 年 11 月 16 日～2015 年 11 月 18 日
3.1.2 電気防食適用位置試験施工として第 8 径間に適用されている。
（G1 桁～G11 桁下フランジ）

図-3.1.1 弁天大橋電気防食適用位置
3.1.3 電気防食方式
3.1.3.1 チタンメッシュ方式（外部電源方式，面状設置方式）
チタンメッシュ陽極をコンクリート表面に設置し，これをモルタル（オーバーレイ材）で被覆する。

図-3.1.2 チタンメッシュ方式の概要
3.1.3.2 チタングリッド方式（外部電源方式，線状設置方式）
チタングリッド陽極を一定間隔で切削した溝に設置し，セメントモルタルにより充填する。
9-8

図-3.1.3 チタングリッド方式の概要
3.1.3.3 流電陽極方式（流電陽極方式，面状設置方式）
保護カバーで覆われた亜鉛シート，特殊バックフィルからなる亜鉛防食板をアンカーボルトでコンクリート
表面に設置する。

図-3.1.4 流電陽極方式の概要
3.1.4 回路構成とモニタリング位置
電気防食の効果を確認するためのモニタリング装置は，各方式において 4 箇所設置されている。

表-3.1.1 弁天大橋の電気防食回路構成方式

回路数

ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ数

チタンメッシュ1

4

チタングリッド

2

4

流電陽極

―

4

P7 側

P8 側

図-3.1.5 弁天大橋モニタリング位置図

9-9

3.2 詳細調査内容
3.2.1 調査内容
弁天大橋における詳細調査は，先に実施した概略調査結果に基づき，下記の項目について実施した。
表-3.2.1 弁天大橋詳細調査項目
調査区分

目視調査

測定調査

No

対象位置および項目内容

1

コンクリート面
陽極設置面

近接目視・たたき点検による変状の有無確認

2

直流電源装置外観，端子台等の状況を確認

3

配線配管

設置状況，配管材固定状況等を確認

4

プルボックス

設置状況，結線部の状況等を確認

5

通電状態の測定

通電電圧・通電電流の測定

6

防食効果の確認

オン電位，インスタントオフ電位，オフ電位の測定

7

被覆モルタル剥落部

表面電位による防食効果確認（チタンメッシュ方式：G1桁）

8

内部照合電極不能部

表面電位による防食効果確認（チタンメッシュ方式：G3桁）

9

分配電流測定チタンメッシュ回路での分配電流測定

9 - 103.3 詳細調査結果
3.3.1 陽極設置コンクリート面確認結果
チタンメッシュ方式において２箇所の剥落を確認した。G1 桁は概略調査時に確認していたが，G4 桁については新たなものであり，剥落部周辺において浮きも確認された。また，チタングリッド方式においては，G5
桁の一部に陽極被覆モルタルの浮きがみられた。流電陽極方式では間詰めモルタルの浮きや剥落が全体的にみられ，剥落による第三者被害防止のための養生ネットが設置されていた。また，防食板表面に波を打ったような変形が確認された。

写真-3.3.1 G1 桁被覆モルタル剥落部

写真-3.3.2 G4 桁被覆モルタル剥落部

写真-3.3.3 G5桁被覆モルタル浮き部

写真-3.3.4 G9桁パテ剥落部

写真-3.3.5 流電防食板波打ち状況

写真-3.3.6 たたき点検状況

9 - 11

3.3.2 直流電源装置・モニタリングボックス確認結果
本橋の下面は海水浴場の砂浜の一部であるため，直流電源装置，流電陽極方式のモニタリングボックスはP7橋脚の上部に設置されていた。箱体外観に劣化や損傷等は認められず，扉の開閉や鍵の開錠もスムーズに行えており，内部端子台の劣化等もなく状態は良好であった。

写真-3.3.7 直流電源装置・モニタリングボックス

写真-3.3.9 チタングリッド方式（直流電源装置）

写真-3.3.8 チタンメッシュ方式（直流電源装置）

写真-3.3.10 流電陽極方式（モニタリングボックス）9 - 12

3.3.3 配線配管材確認結果
チタンメッシュ方式は 1 回路であり，4 本の桁に配管材が分配されている。配管材は塩ビ製であり，配管は樹脂製サドルおよび樹脂製アンカーで固定されていた。樹脂製のため腐食もなく健全であった。
チタングリッド方式は，橋軸方向に回路が分割されており桁を横断するため，可とう性のある波付合成樹脂
製配管材が設置されており，固定材としてチタンメッシュ方式と同様，樹脂製サドルおよび樹脂製アンカーで固定されていた。配管材の劣化や損傷等もなく健全であった。
流電陽極方式においてもチタングリッド方式と同様，波付合成樹脂製可とう管が使用されていたが，各桁に分配するための橋脚に設置された配管材の固定にSUS製サドルおよびSUS製アンカーが使用されており，その部分で錆汁の汚れが確認された（電防対象外の橋脚部表面）。
全体の評価として配管材の脱落等は確認されておらず，固定状況は良好であった。

写真-3.3.11 チタンメッシュ方式（直線部配管状況）

写真-3.3.12 チタンメッシュ方式（樹脂製配管材固定具）

写真-3.3.13 チタングリッド方式（桁横断部配管状況）

写真-3.3.14 流電陽極方式（SUS製金具からの錆汁）

9 - 133.3.4 プルボックス確認結果
プルボックスは結線部の収納やケーブル分岐点となる場所である。チタンメッシュ方式においては，各ケー
ブル結線部が写真-3.3.15 に示すように，弾性シリコン材で絶縁処理が施されており腐食もなく健全であることが確認された。
チタングリッド方式では，写真-3.3.16 に示すように，プルボックス上部に切り込み孔があり，そこから樹脂
材がプルボックス内部に充填されており，プルボックスを開放することができなかった。
流電陽極方式では，写真-3.3.17 に示すよう，プルボックスの上蓋を固定するためのビス頭が一般的なドライバーで回すことができない特殊構造であったこと，また，養生ネットで固定されていたため，結線部の確認ができなかった。
なお，チタンメッシュ方式 P7 橋脚部に設置してあるプルボックスは，外側および内側ともに損傷等もなく健全であった。

写真-3.3.15 チタンメッシュ方式結線部

写真-3.3.16 チタングリッド方式（樹脂充填）

写真-3.3.17 流電陽極方式（特殊ビス仕様）

写真-3.3.18 橋脚部プルボックス

9 - 14

3.3.5 通電電圧・電流測定結果
チタンメッシュ方式の通電方式は定電流方式であるため，電流値に過年度との差はなく概ね一定であることが確認された。電圧値は測定時期が冬季のこともあり回路抵抗が増加しており，夏季（過年度 6 月における測定では 1.76V）と比較して大きい値であることが確認された。
チタングリッド方式の通電方式は，過年度報告書より定電位方式であることが確認されているが，過去の通電結果が入手できず，通電電圧および電流値の評価がし難いところではあるが，防食効果も確認されており適性な範囲での通電がされているものと思われる。
流電陽極方式においては，通電電流のみの測定となる。モニタリング 4 箇所における通電電流を測定した結果，R1=4.68mA，R2=4.44mA，R3=5.54mA，R4=6.16mA であり，ほぼ均等な発生電流であることが確認された。
また，オフ時の陽極電位は，それぞれ R1=－941mV，R2=－915mV，R3=－887mV，R4=－917mV であった。
亜鉛の固有電位は一般的に－1000mV 程度であるため，耐用年数を過ぎているが電位の大幅な電位の貴化はな
く，陽極として機能していることが確認された。
なお，外部電源方式の電源装置は市販のものが使用されていた。
表-3.3.1 通電測定結果
電気防食方式
チタンメッシュ方式

通電電流

通電電圧

防食面積

電流密度

(A)

(V)

(㎡)

(mA/㎡)

－

0.107

1.89

22.0

4.86

１

0.073

2.68

11.0

6.64

２

0.039

1.99

11.0

3.55

－

－

－

－

－

回路 No

チタングリッド方式
流電陽極方式

写真-3.3.19 外部電源方式測定状況

写真-3.3.20 流電陽極方式測定状況

9 - 15

3.3.6 防食効果測定結果
直流電源装置およびモニタリングボックスにて，埋設照合電極により防食効果の確認試験である復極量試験を行った。復極量試験の結果を表-3.3.2 に示す。なお，各方式において照合電極が異なるため，飽和硫酸銅基
準（CSE）に換算している。測定の結果，チタンメッシュ方式 R3 を除き，防食基準を満足しており，インス
タントオフ電位についても過防食電位－1000mV より貴であるため，適正な範囲での通電状態であることが確認された。
チタンメッシュ方式 R3（G3 桁）においては，電位値が不安定であり測定ができなかった。過年度の報告書からも 2011 年 11 月時点より測定不能との記録があるため，照合電極の機能が損なわれていることや，配線経路の接点不良が考えられるため，詳細調査を行い早急に復旧することが望ましい。
表-3.3.2 復極量測定結果（防食基準100mV以上）

単位：mV

チタンメッシュ方式

チタングリッド方式

流電陽極方式（飽和塩化銀）（鉛電極）（二酸化マンガン）
Ins.OFF

OFF

電位

電位

377

－519

－170

349

－345

319

－477

－213

264

－731

－522

209

－640

－186

454

－676

－479

197

－506

－237

269

Ins.OFF

OFF

電位

電位

236

－691

－314

－125

364

－664

-----

-----

-----

－595

－263

332

Ins.OFF

OFF

電位

電位

R1

－481

－245

R2

－489

R3
R4

復極量

復極量

復極量

飽和硫酸銅（CSE）基準に換算

9 - 16

3.3.7 陽極被覆モルタル剥落部における表面電位の確認
チタンメッシュ方式，G1 桁被覆モルタル剥落部において，外部照合電極により表面電位での復極量試験を行った。測定の結果，剥落部においても周囲と同等の電位変化を示しており，被覆モルタルの剥離による防食効
果への影響は特に確認されなかった。

写真-3.3.21 チタンメッシュG1桁剥落部測定状況

写真-3.3.22 チタンメッシュ健全部測定状況

分極量

24 時間後オフ電位

271

340

328

303 349

－373

－364

－355

－344
－329

346

367

369

389

－341

－340

－323

－324
－309

370

363

404

384 437

－332

－335

－332

424

－309
－323

（ｍV）

（vs．CSEｍV）

被覆モルタル剥落部

被覆モルタル剥落部（平均分極量；363mV）（平均オフ電位；－336mV）

図-3.3.1 外部照合電極による表面電位分布結果（チタンメッシュ方式G1桁）

9 - 17

3.3.8 照合電極測定不能桁における表面電位の確認
埋設照合電極による測定が不能であった，チタンメッシュ方式 G3 桁において，外部照合電極により表面電位での復極量試験を行った。測定の結果，平均 436mV の分極量が得られており，24 時間後のオフ電位も貴化していることから，測定不能である埋設照合電極の代替として，外部照合電極により防食効果があることを確
認できた。
分極量

24 時間後オフ電位

437

454

455

419 385

－280

－282

－287

－298
－299

484

429

423

465 452

－278

－279

－284

－297
－295

494

427

418

407 388

－278

－280

－286

（ｍV）

－298
－299

（vs．CSEｍV）（平均オフ電位；－288mV）（平均分極量；436mV）

図-3.3.2 外部照合電極による表面電位分布結果（チタンメッシュ方式G3桁）

9 - 18

3.3.9 分配電流測定
プルボックスの開放が可能なチタンメッシュ方式において，分配電流を測定した。図-3.3.3 に示すように，
直流電源装置から４本の桁それぞれに配線が分配されている。この分配電流を各プルボックスにおいて，クリップオン電流計を用いて測定を行った。クリップオン電流計は，電流による磁界を測ることによって，電気回路を開くことなく測定できる電流計である。測定値はいずれも 0.03A～0.04A であり，均等に分配されていることが確認された。

直流電源装置 I＝0.11A
G4 桁 I＝0.03A

G3 桁 I＝0.03A
G2 桁 I＝0.04A

G1 桁 I＝0.04A

プルボックス内で測定

図-3.3.3 分配電流計結果（チタンメッシュ方式）

写真-3.3.23 チタンメッシュ方式
配線分配状況（P7橋脚側面）

写真-3.3.24 電流測定状況

9 - 19

3.4 詳細調査結果のまとめ
弁天大橋における詳細調査結果を以下に考察する。
3.4.1 外部電源方式
チタンメッシュ方式 G1 において，10×10cm 程度の陽極被覆材の剥落が確認された。これまでにチタンメッシュ方式において確認されている剥落例とは異なっており，本件に類似した剥落の確認例はない。今後，類似の剥落例の確認に注意を払うことが必要である。このような剥落が生じる可能性としては，小石や突起物等の物理的な衝突やモルタル被覆施工時に生じる空気層や練混ぜ不足のモルタル塊の存在に起因することが考えられるが，現時点でこの原因を特定することはできない。
一般的に外部電源方式での陽極被覆材の劣化は，陽極周辺への電流集中や過防食による，塩素ガス発生に伴う被覆モルタルの変状，変色等が考えられるが，過去の通電データからは過防食による劣化とは考えにくい。
今後，同様の劣化事例を調査するとともに，陽極材周辺の反応や劣化のメカニズムを解明し，電気防食システムとしての耐用年数のあり方，維持管理の手法についても検討していく必要がある。
3.4.2 流電陽極方式
防食板パネルの表面において波を打った状態の変形が確認された。内部の陽極材が消耗したことにより剛性が不足し，FRP 保護板が追従し変形に至ったものと考えられる。また，変形は道路に面した側で大きく，この面では太陽光などが樹脂カバーの変形を助長していることも考えられる。
亜鉛シート方式の間詰めパテは，亜鉛シート間の導通リード線の保護やバックフィル材の保護を目的として施工されているため，細長比の大きい形状であることや下地処理が不十分になり易いことなどもあり，同様の変状も確認されていることから，現在ではエポキシパテが用いられている。また，亜鉛シートの樹脂板の変形
は，道路に面した側で大きく，この面では太陽光などが樹脂カバーの変形を助長していること考えられる。
本損傷との直接的な関係性はないが，本亜鉛シート（流電陽極）方式は施工後約 19 年が経過しており，本方式の耐用年数である 15 年を経過しても十分な防食効果が得られているが，今後，防食効果が低下する可能性が大きいため，寿命が近づいた場合は消耗量調査などにより確認することが重要と考えられる。
3.4.3 直流電源装置
直流電源装置，モニタリングボックスは腐食等もなく良好に維持されていた。塩害環境である海岸付近に設置する場合，前面扉や内部端子台が腐食することが多く，定期点検時に詳細部の確認を行い，必要に応じて部品交換等のメンテナンスを行うことが望ましい。
3.4.4 プルボックス
チタングリッド方式のプルボックスは，内部に樹脂材等が充填されており，結線部の確認ができなかった。
また，流電陽極方式のプルボックスは，一般工具での上蓋の撤去が不可であった。
プルボックス内には電線の結線部が収納されていることからも，維持管理上，容易に補修が行える構造にしておかなければならない。

9 - 203.4.5 配線配管
配管材は厳しい環境の中，経年劣化や破損も特にみられず概ね良好であった。一般的に使用されている合成樹脂材の配管材は耐候性が弱点であるため，本橋のように直射日光を避けた桁内への設置が望ましい。
また，流電陽極方式の配管材の一部に SUS 製固定材からの錆汁が確認された。防食対象外ではあるが，防錆対策および耐食性のある材料への検討が望まれる（現在はチタン製に変更）。
3.4.6 防食効果の確認
コンクリート内部に設置されたモニタリング装置での防食効果の確認は，定期点検が適切に行われており良好な防食状態が維持されていた。なお，チタンメッシュ方式 R3 照合電極による測定が不能であった。過去の点検報告からも測定不能と記載されており，防食システムとしての適切な維持管理を行う上でも，発見時での早急な対応が望まれる。
3.4.7 表面電位の測定
チタンメッシュ方式被覆モルタル剥落部において，表面電位による復極量試験の結果，健全部と同等の電位変化量が確認された。また，不良が疑われる照合電極埋設付近コンクリート表面での測定においても，防食基準を満たす電位変化があることが確認されている。
今回のように，変状部の周囲において表面電位の測定により鋼材電位の変化を確認することは，変状部への防食電流の流入および防食効果の確認が行え，有効な調査手法であることが確認できた。
3.4.8 分配電流の確認
防食電流の分配測定については，チタンメッシュ方式のみの測定であったが，桁４本にそれぞれ均等に分配されている結果が得られた。このようにプルボックスを開放して分配電流を確認することは，変状部への電流供給の確認において有効な調査手法であることが確認できた。

9 - 21

4. 追加調査
4.1 概要4.1.1 追加調査の概要
調査概要：詳細調査で確認された事象のうち，さらに究明すべき課題を絞りこみ調査を実施した。
調 査 日：2017 年 2 月 13 日～2017 年 3 月 15 日（本調査）2017 年 3 月 17 日（モルタル硬化後の確認）
4.1.2 追加調査位置
今回調査位置を図-4.1.1 に示す。
電気防食調査 A

・・・ 直流電源装置，モニタリング装置

電気防食調査 B・F ・・・ チタングリッド部（G5 桁）
電気防食調査 C・E ・・・ 亜鉛シート部（G9 桁）
電気防食調査 G

調査 D は実施段階で省略

・・・ チタンメッシュ部（G3 桁）

G8～G11
調査工 C,E
亜鉛ｼｰﾄ G9 桁

亜鉛ｼｰﾄ方式

調査工 A
直流電源装置・ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞﾎﾞｯｸｽ
調査工 B,F
ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ G5 桁

調査工 G
照合電極 G3 桁

G5～G7
ﾁﾀﾝｸﾞﾘｯﾄﾞ方式

G1～G4
ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ方式

図-4.1.1 調査実施位置図

9 - 22

4.2 追加調査項目
4.2.1 調査項目
追加調査項目を表-4.2.1に示す。調査は本調査（3日間），モルタル硬化後の確認（1日）に分けて実施した。

調査区分

1. 電気防食調査A(通電測定)

2. 電気防食調査B(チタングリッド表
面電位測定)

3.電気防食調査C(亜鉛シート調査)

表-4.2.1 調査項目
調査目的・内容
チタンメッシュ方式，チタングリッド方式および亜鉛シート方式の電流・電圧値ならびに照合電極の電位を測定。
① 調査開始時② 調査終了時③ 調査中，通電を再開した各段階
チタングリッド方式の被覆モルタルの浮き部について，外部照合電極（鉛照合電極）を用いて表面電位を測定。
① 現状（モルタルが浮いた状態）での測定
・オン電位
・インスタントオフ電位
・オフ電位（電源オフ後1時間*1経過後）② 陽極設置後モルタル復旧前での測定
・オン電位（電源オン後3時間*1経過後）・インスタントオフ電位（電源オン後3時間*1経過後）③ モルタル補修*2*3後（モルタル硬化後）の状態での測定
・オン電位（電源オン後24時間*1経過後）*1)電位測定の経過時間は目安である。実際の測定は電位変化が落ち着いたことを確認して行うこととする。
*2)通電を停止して，浮き部(□500mm×50mm程度で深さ30mm程度)のモルタル補修（電気防食用被覆モルタル）を行う。浮き部のモルタルを除去する際は，どの箇所から浮きが生じているかを確認できるよう
注意深く除去する。また，モルタルは2層仕上げとし，2層目は1層目が硬化した後に施工する。
*3)補修用モルタル材は，別途打合せ協議時に指定するものを使用する。
亜鉛シートの採取と既設と同程度の亜鉛シート設置を行う。
① 撤去箇所の選定（底面1枚，側面2枚）② 撤去部周辺の防護網を一時撤去③ 撤去部のパテを除去
・オン電位，オフ電位（電源オフ後1時間*1経過後）④ 亜鉛シート撤去⑤ 撤去箇所のコンクリート外観観察⑥ 代替の亜鉛シート設置，結線，パテ埋め

9 - 23

実施日

2/13
2/15
3/17

2/14
2/14
2/14

2/14
2/14
2/15

2/13
2/13
2/14
2/14
2/15
2/15

調査区分

3.電気防食調査C(亜鉛シート調査)

調査目的・内容⑦亜鉛シート設置後パテ復旧前での測定
・オフ電位
・オン電位（電源オン後1時間*1経過後）⑧ 防護網の復旧⑨ 撤去した亜鉛板は丁寧に梱包して発送し，電気防食調査Eを実施
する⑩ 調査Bで行うモルタル材齢28日以降の付着状況に併せて防食板
パテ付着状況等健全性の近接確認

実施日
2/15
2/15
2/15
2/15
3/17

*1)電位測定の経過時間は目安である。実際の測定は電位変化が落ち着いたことを確認して行うこととする。

4. 電気防食調査E(亜鉛シート消耗状況調査)

5. 電気防食調査F(チタングリッド表
面電位測定)

6. 電気防食調査G(照合電極調査)

撤去した亜鉛シートの消耗状況を調査する。
① 外観観察（腐食生成物除去の前後）② 重量測定③ 腐食生成物除去（酢酸アンモニウム水溶液浸漬）④ 乾燥後，重量測定⑤ 残寿命算出
チタングリッド方式の被覆モルタルの浮き部について，電気防食調査Bの完了後モルタル材齢28日以降に外部照合電極(鉛照合電極)を用いて表面電位(オン電位，インスタントオフ電位)を測定する。
①モルタル材齢28日以降の付着状況の近接目視確認②オン電位，インスタントオフ電位の測定不良となっているチタンメッシュ方式G3桁の埋設照合電極(電極番号:R3)の原因調査を行う。
① チタンメッシュ方式回路の電源オフ② 照合電極箇所のプルボックス解放，配線切断③ 照合電極本体ケーブルでの測定（照合電極の健全性確認）④ 本体不良であれば照合電極を取り出しての調査（別途）9 - 24

3/2
(報告書)

3/17

3/17

4.3 通電状態の確認
4.3.1 調査概要
弁天大橋の電気防食方式は，外部電源方式（定電流，定電位），流電陽極方式の 3 方式が適用されており。それぞれ方式において，測定時期（温暖時，寒冷時）の違いによる特性を確認した。
4.3.2 防食効果の確認
チタンメッシュ方式，チタングリッド方式および亜鉛シート方式の電流・電圧値ならびに照合電極の電位を測定した。復極量試験の電源停止後のオフ時間は一般的に24時間後とされているが，調査の中で陽極補修等の作業があり都合上48時間としている。
4.3.2.1 復極量試験の測定結果
測定結果を表-4.3.1 に示す。各方式すべての照合電極において復極量は防食基準である 100mV 以上の電位変化量を得られていることが確認された。また，インスタントオフ電位は水素脆化の懸念される－1000mV より貴であり，適正な範囲での通電が行われていることを確認した。

表-4.3.1 復極量試験測定結果
チタンメッシュ方式

チタングリッド方式

亜鉛シート方式

照合

Ins.

OFF

復極

照合

Ins.

OFF

復極

照合

Ins.

OFF

復極

電極

OFF

電位

量

電極

OFF

電位

量

電極

OFF

電位

量

R1

-605

-264

341

R1-1

-677

-290

387

R1

-549

-215

334

R2

-619

-158

461

R1-2

-684

-326

358

R2

-478

-207

271

R3

-590

-145

445

R2-1

-725

-497

228

R3

-648

-256

392

R4

-708

-234

474

R2-2

-770

-451

319

R4

-505

-254

251

※飽和硫酸銅（CSE.mV）基準に換算※チタンメッシュ R3 は材齢 28 日以降調査時の Eio 電位を記載（照合電極健全性確認後の分極した値）

Eoff

図-4.3.1 復極量試験概念図

9 - 25

4.3.3 チタンメッシュ方式（定電流方式）調査結果
4.3.3.1 過年度調査結果との比較
チタンメッシュ方式における測定結果の比較を表-4.3.2 に示す。チタンメッシュ方式は定電流方式であり通電電流は一定値を示していた。前回（温暖時）と比較して電圧の増加，インスタントオフ電位の卑化および復極量の増加していることが確認された。
表-4.3.2 通電結果の比較（概略調査，詳細調査，追加調査）
H27/06（概略調査）

H27/11（詳細調査）

H29/02（追加調査）

気温

21℃

17℃

4℃

電流

100mA

107mA

110mA

電圧

1.76V

1.89V

2.61V

測定時間

-----

23 時間測定48 時間測定

照合

Ins.OFF

OFF

電極

電位

電位

R1

-458

-259

R2

-427

R3
R4

Ins.OFF

OFF

電位

電位

236

-605

-264

341

-125

364

-619

-158

461

-----

-----

-----

-590

-145

445

-595

-263

332

-708

-234

474

Ins.OFF

OFF

電位

電位

199

-481

-245

-130

297

-489

-----

-----

-----

-487

-262

225

復極量

復極量

復極量

※飽和硫酸銅（CSE.mV）基準に換算※インスタントオフ測定時の気温は気象庁データ新潟県能生より※H27/06，H27/11 測定データは土研測定データより※H29/02 における R3 は材齢 28 日以降調査時の IO 電位を記載

4.3.3.2 過年度調査結果との比較（寒冷時の傾向について）
H29/03（再追加調査時）における通電電流，電圧の結果を表-4.3.3 右側に追記して示す。電圧は気温が低い
時期に増加していることが確認された。
表-4.3.3 通電電流，通電電圧の比較（概略調査，詳細調査，追加調査）
H27/06（概略調査）

H27/11（詳細調査）

H29/02（追加調査）

H29/03（再追加調査）

気温

21℃

17℃

4℃

8℃

電流

100mA

107mA

110mA

117mA

電圧

1.76V

1.89V

2.61V

2.46V

※測定時の気温は気象庁データ新潟県能生より※H27/06，H27/11 測定データは土研測定データより

9 - 26各測定での通電電圧を通電電流で除した回路抵抗を比較した結果，寒冷時の H29/02（追加調査時）および
H29/03（再追加調査時）において回路抵抗の増加が確認された。
回路抵抗1) 概略調査時 H27/06 （6 月測定 21℃） 1.76V÷0.100A＝17.6Ω
2) 詳細調査時 H27/11 （11 月測定 17℃） 1.89V÷0.107A＝17.7Ω
3) 追加調査時 H29/02 （2 月測定 4℃） 2.61V÷0.110A＝23.7Ω
4) 再追加調査 H29/03 （3 月測定 8℃） 2.46V÷0.117A＝21.0Ω

4.3.3.3 定電流方式通電の考察
1) 定電流のため，寒冷時に回路抵抗が増加したことによる電圧の増加，また，鋼材の分極抵抗が増大したことにより分極量が大きくなり，インスタントオフ電位の卑化や復極量の増加していることが確認された。
2) 既往の資料を図-4.3.2 に示す。寒冷時にはコンクリート抵抗および全抵抗の増加（①），また，鉄筋の分
極抵抗の増加（②）があるとの報告がされている。気温の低下や乾燥によるコンクリート抵抗の増加，また，アノード反応に必要な水分の不足による陽極分極抵抗の増加等から，回路全体の抵抗が増加したものと考えられる。
3) 定電流通電の場合，温暖時は復極量が不足する傾向にあり，寒冷時は回路抵抗の増加により復極量が大きくなるため，特に通電初年度に各季節での測定を実施した上で，年間を通じて防食効果を満足できる適正な通電量を設定しなければならない←①←②

図-4.3.2 温暖時と寒冷時の電気化学的特性 *1）*1)堺孝司，千葉丈夫；寒冷環境における鉄筋およびプレストレストコンクリート構造物の流電陽極方式による
電気防食特性：コンクリート工学論文集 第 7 巻第 2 号，pp.9-17, 1996 年 7 月

4.3.4 チタングリッド方式（定電位方式）調査結果
4.3.4.1 過年度調査結果との比較
チタングリッド方式における測定結果の比較を表-4.3.4 に示す。 チタングリッド方式は定電位方式であるた
9 - 27

め，鋼材電位は一定値を示していることが確認された。また，前回（温暖時）と比較して電圧は一定であるが，電流が大幅に低下していることが確認された。なお，H27/11 と H29/02 の復極量の比較は，測定時間に違いはあるが同様な値が得られており，測定時期（気温）の影響は少ないことが確認された。
表-4.3.4 通電結果の比較（概略調査，詳細調査，追加調査）
H27/06（概略調査）

H27/11（詳細調査）

H29/02（追加調査）

H29/03（再追加調査）

気温

21℃

17℃

4℃

8℃

電流

----mA／----mA

73mA／39mA

33mA／15mA

33mA／15mA

電圧----V／----V

2.68V／1.99V

2.42V／1.65V

2.69V／1.82V

測定時間

-----

23 時間測定48 時間測定

2 時間測定

照合

Ins.

復極

Ins.

電極

OFF

量

OFF

№ R1

-726

-308

418

-691

1

R2

-668

-333

335

№ R1

-754

-518

2

-----

-----

R2

OFF

復極

Ins.

量

OFF

-314

377

-677

-290

387

-664

-345

319

-684

-326

358

236

-731

-522

209

-725

-497

228

-----

-676

-479

197

-770

-451

319

OFF

OFF

復極
量
陽極被覆モルタル浮き部調査のため測定していない※飽和硫酸銅（CSE.mV）基準に換算※インスタントオフ測定時の気温は気象庁データ新潟県能生より※H27/06，H27/11 測定データは土研測定データより

4.3.4.2 定電位方式通電の考察
1) H29/02，H29/03（寒冷時）には通電電流の低下はあるものの，H27/11 と同程度の復極量が得られていることが確認された。
2) チタングリッド方式は定電位方式で通電されており，寒冷時は回路抵抗の増加により電流量が低下したものと考えられる。
3) 復極量については分極抵抗の増加により，寒冷時の低下した電流でも所定の電位変化量が得られたものと考えられる。

9 - 28

4.3.5 流電陽極方式（亜鉛シート方式）調査結果
4.3.5.1 過年度調査結果との比較
流電陽極方式における測定結果の比較を表-4.3.5 に示す。前回（温暖時）と比較して電流の大幅な低下が確認された。なお，電流が低下したもののすべての照合電極において 100mV 以上の復極量が得られていることが確認された（図-4.3.2 に寒冷時の電気化学的特性を示す）。
表-4.3.5 通電結果の比較（概略調査，詳細調査，追加調査）
H27/06（概略調査）

H27/11（詳細調査）

H29/02（追加調査）

H29/03（再追加調査）

気温

21℃

17℃

4℃

8℃

電流

----mA

4.68／4.44／5.54／6.16mA

2.35／2.64／3.00／2.30mA

2.26／2.66／2.54／2.95mA

測定時間

-----

23 時間測定48 時間測定

2 時間測定

照合

Eio

Eoff

R1

-505

-162

R2

-450

R3
R4

電極

復極

Eio

Eoff

343

-519

-170

-199

251

-477

-469

-209

260

-469

-200

269

復極

－

－

334

－

－

－

-207

271

－

－

－

-648

-256

392

－

－

－

-505

-254

251

－

－

－

Eoff

349

-549

-215

-213

264

-478

-640

-186

454

-506

-237

269

量

量

復極

－

Eio

量

※飽和硫酸銅（CSE.mV）基準に換算※インスタントオフ測定時の気温は気象庁データ新潟県能生より※H27/06，H27/11 測定データは土研測定データより※電流値は R1／R2／R3／R4 順番で記載

4.3.5.2 流電陽極方式の考察
1) H29/02，H29/03（寒冷時）には通電電流の低下はあるものの，H27/06，H27/11 と同程度の復極量が得られていることが確認された。
2) 亜鉛シート方式は陽極鋼材間の電位差を利用して電流を供給する方式である。表-4.3.6 に陽極鋼材間の電位差測定結果を示す。僅かな差はあるが気温の違いによる影響は小さい。定電圧方式と同様に電圧を一定と考えると，回路抵抗の増加により所定の電位変化量を得るための電流が低下したものと考えられる。
表-4.3.6 陽極（アノード）と鋼材（カソード）電位差（起電力）
測定日／気温H27/11／17℃

H29/02／4℃

電位

陽極

鉄筋

電位差

陽極

鉄筋

電位差

平均(CSE)

-829

-209

620

-866

-233

633

※気温は気象庁データ新潟県能生より引用(単位；mV)

9 - 293) アノード電位の平均値は－866mV（CSE）であり，亜鉛の初期電位－1,080mV（CSE）に対し 214mV の貴化が確認された。図-4.3.3 に桟橋での流電陽極方式の電位測定事例を示す。経年とともに陽極が消耗し電位が貴化している傾向が示されており，本施設においても同様の傾向が確認された。
陽極電位の貴化により鉄筋との電位差となる起電力が小さくなる。起電力の低下は陽極発生電流の低下ともなるため，定期点検において陽極電位の測定や消耗量調査を行うことが重要であると考えられる。

図-4.3.3 流電陽極電位の経年変化 *1）*1)桟橋の現地調査について：港湾空港技術研究所 相談事例

9 - 304.4 陽極被覆モルタル浮き部での防食効果の確認
4.4.1 調査概要
チタングリッド方式において確認された被覆モルタル浮き部周囲において，表面電位による防食効果への影
響を確認するため，高所作業車により近接してたたき点検を行い浮き部の範囲を特定した。コンクリートカッターで浮き部の溝外周を 5mm 程度の深さで切断し，陽極の損傷のないように周囲のモルタルを撤去した。
モルタル撤去後を写真-4.4.2 に示す。チタングリッド陽極は 2 枚重ねで設置されおり，コンクリート側の陽極メッシュ内にモルタル充填不足と思われる範囲が確認された。
チタングリッド陽極の復旧は，陽極同士をスポット溶接によりつなぎ合わせ，樹脂ピンで陽極を固定後，実績のあるモルタル材を 1 層 10mm 程度で充填した。材齢 28 日後以降の調査においてモルタル材に浮き等はな
く健全であることを確認した。
各調査段階での表面電位測定結果を「表-4.4.1 各状態における表面電位測定結果」に示す。

写真-4.4.1 被覆モルタル浮き部

写真-4.4.2 P1 陽極材確認（二枚重ね）

写真-4.4.3 表面電位測定状況

写真-4.4.4 モルタル被覆完了

9 - 31

4.4.2 調査結果
4.4.2.1 測定結果一覧
モルタルの浮き部を中心に 100×100mm メッシュにてマーキングを行い，外部照合電極（鉛照合電極）を用
いて表面電位を測定した。測定の時系列と陽極の状態一覧表を表-4.4.1 に示す。

表-4.4.1 各状態における表面電位測定結果
測定

測定

番号

日時

電位
陽極状態

測定項目（状態）

変化量
（平均）

鉄筋

①

2/14

モルタルが浮いている状態

9:10（既設モルタル除去前）

当初のオン電位

モルタル充填不良

インスタント－オフ電位
陽極二枚重ね

鉄筋

②

2/14

モルタルが浮いている状態

10:15（既設モルタル除去前）

測定①からモルタル充填不良

オフ 1 時間後
のオフ電位

復極量
147mV

陽極二枚重ね鉄筋

モルタルの剥落の状態
③

2/14
13:57

（新規陽極ピン固定）（モルタル充填前）

通電 1 時間後

分極量のインスタント

225mV

オフ電位

モルタル未充填

鉄筋

④

測定②から

測定②から

2/15

モルタル充填初期の状態

通電 24 時間後

分極量

14:57

（モルタル充填 24 時間後）のインスタント

419mV

モルタル充填24時間後

オフ電位

状態
鉄筋

⑤

3/17

モルタルが安定した状態

インスタント

14:20（モルタル材齢 28 日以降）

オフ電位

－

モルタル材齢28日以降

状態
鉄筋

⑥

3/17

モルタルが安定した状態

15:20（モルタル材齢 28 日以降）

測定⑤から通電 1 時間後のオン電位

モルタル材齢28日以降

9 - 32

復極量
175mV

4.4.2.2 各段階における測定結果詳細（1）調査① モルタル浮き状態での復極量確認（オフ 1 時間後）
電源オン状態で陽極周囲のオン／インスタントオフ電位を測定後，電源を遮断して 1 時間後のオフ電位を測定して復極量を求めた。いずれの測定点においても 100mV 以上（平均 147mV）の電位変化量が確認されており，モルタルが浮いた状態でもある程度は防食電流が流れており分極していたものと考えられる。
海側

モルタル浮き時の復極量 （mV）
5

4

3

2

1

144

134

140

167

171

135

134

144

157

145

10

9

8

7

6

5

4

P8側

2

3

1

P7側

チタングリッド

測定時の状態
10

鉄筋

9

7

8

6

山側

モルタル充填不良

400 -500

300 -400

100 -200

0 -100200 -300（mV）

陽極二枚重ね図-4.4.1 オフ1時間後の復極量（分布図）（2）調査② 陽極固定のみでの分極量確認（通電 1 時間後）モルタルが剥落した状態を再現するため陽極を樹脂ピンで溝内に固定後，電源投入 1 時間後のオン／インス
タントオフ電位を測定しオフ電位からの分極量を確認した。なお，陽極を樹脂ピンで固定しており実際の剥落より付着が高い状態であり予備的な条件である。
いずれの測定点においてもモルタル浮き状態より分極量の増加が確認された（平均 78mV の増加）。ピン固定により陽極と溝内コンクリートの付着面積が増えたためと考えられる。
陽極復旧・モルタル充填前の分極量 （mV）
5

4

3

2

1

192

205

221

249

230

244

221

235

252

244

10

9

8

7

6

海側
5

3

4

P8側

2

1

P7側

チタングリッド

測定時の状態
10

鉄筋

8
山側

7

400 -500

300 -400

200 -300

100 -200

0 -1009

モルタル未充填

図-4.4.2 通電1時間後の分極量（分布図）

9 - 336（mV）

（3）調査③ モルタル充填後の分極量確認（通電 1 時間後）
陽極周囲を電気防食用モルタルで充填を行い，24 時間後における電源投入 1 時間後のオン／インスタントオ
フ電位を測定し，オフ電位からの分極量を確認した。
モルタル充填後の分極量は，ピン固定のみの状態より分極が進んだ（平均 194mV の増加）
。陽極周囲に水分を多く含んだモルタルが充填されたため，陽極からの防食電流が既設部より流れやすくなり分極が進んだものと考えられる。
海側

陽極復旧・モルタル充填後の分極量 （mV）
5

5

4

3

2

1

426

433

400

433

439

348

454

430

452

374

10

9

8

7

6

4

P8側

2

3

1

P7側

チタングリッド

測定時の状態
10

鉄筋

8
山側

7

400 -500

300 -400

200 -300

100 -200

0 -10096（mV）

モルタル充填24時間後

図-4.4.3 通電1時間後の分極量（分布図）（4）調査④ インスタントオフ電位の差
モルタル浮き状態でのインスタントオフ電位，充填硬化後のインスタントオフ電位との差を求めた。浮き状態と比較して大幅な分極量の増加がみられた（平均 272mV の増加）。
海側

陽極浮き・モルタル充填後のインスタントオフ電位の差

（mV）

5

4

3

2

1

282

299

260

266

268

213

320

286

295

229

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

チタングリッド

P8側

10

9

モルタル充填不良

8

P7側

7

6

山側

陽極二枚重ね400 -500

300 -400

100 -200

0 -100モルタル充填24時間後

図-4.4.4 インスタントオフの電位差（分布図）

9 - 34200 -300（mV）

（5）調査⑥ モルタル材齢 28 日後以降の復極量確認（通電停止 1 時間後）
モルタル材齢 28 日後以降の安定した状態での通電停止 1 時間による復極量を確認した。浮きの状態（①）に比べ 28mV の増加が確認されており，モルタルが充填され電流分布が向上したものと考えられる。
なお，モルタル充填後の材齢 1 日（④）と比較して電位変化量が低下したことは，水和反応が終わりモルタ
ルの抵抗が増加したためと思われる。
海側

モルタル材齢28日以降の復極量 （mV）
5

5

4

3

2

1

172

188

158

171

161

181

193

168

193

168

10

9

8

7

6

4

P8側

3

2

1

P7側

チタングリッド

測定時の状態
10

鉄筋

9

8

7

6

山側

400 -500

300 -400

100 -200

0 -100200 -300（mV）

モルタル材齢28日以降

図-4.4.5 浮き部モルタル材齢 28 日後の通電停止 1 時間後の復極量（分布図）

4.4.3 調査結果の考察
線状方式において被覆モルタルの浮きが確認された周囲において，表面電位の測定により防食効果への影響を確認することができた。調査結果からの考察を以下に示す。

1)当初のモルタルが浮いた状態からモルタルを除去し，モルタル材の剥落を想定して陽極をピンのみで固定した場合で平均 78mV の増加が確認された。周囲のモルタルの付着面積が増したことで，チタングリッド陽極からの電流が増加したものと考えられる。
今回は浮きの範囲が 40cm 程度であり防食効果への影響は小さいものの，浮きにより電流の供給が損われていたものと考えられる。
2)モルタル充填 24 時間後の分極量は平均 419mV であり，材齢 28 日後の 175mV に比べ非常に大きな分極量となった。若材齢時にはモルタル水分量も多く抵抗が低くなるため電流が流れやすくなり，分極量が増大したものと考えられる。モルタルの充填直後および水濡れ時等には正しい評価が得られない場合もあるため，注意しなければならない。
3)モルタルの浮きはコンクリートと陽極界面に隙間が生じている可能性が高く，これを放置した場合，陽極反応によるガスが滞留して範囲が拡大することが懸念されるため，定期点検時に陽極被覆モルタルの目視確認と同時にたたき点検を行うことが望ましい。

9 - 35

4.5 耐用年数を経過した防食板の調査
4.5.1 調査概要
耐用年数が経過して使用されている流電陽極（防食板とする）について，表面電位による防食効果の確認を実施した。また，陽極の消耗量を確認するため，3 枚の防食板（桁底面 1 枚，桁側面両側各 1 枚）を採取し，別途，試験機関にて消耗量調査を行った。
防食板の撤去は周囲のモルタルを除去後，アンカーボルトキャップおよび固定ナット等を取り外し，防食板
内部の形状が崩れないよう慎重に撤去した。コンクリート面に付着したバックフィル（電解質）の清掃後，コンクリート面の確認を行った。固定アンカーボルト表面からと思われる錆の付着がみられたが，内部鉄筋の腐食によるひび割れや浮き等は確認されておらず，電気防食の効果が得られていたものと考えられる。
その後，用意した代替防食板を設置し，隣接する既設防食板とリード線を結線して陽極を一体化して通電を開始した。防食板の周囲はエポキシパテ材にて端部処理を行い，防護網を復旧した。
各調査段階において，表面電位による防食効果の確認を行った。

写真-4.5.1 既設防食板（亜鉛シート）

写真-4.5.2 亜鉛防食板撤去完了

写真-4.5.3 コンクリート表面確認

写真-4.5.4 代替防食板設置完了

9 - 36

4.5.2 調査結果
4.5.2.1 表面電位調査
調査対象となる防食板の周囲を 100mm 間隔でマーキングを行い，外部照合電極（鉛照合電極）を用いて表面電位を測定した。測定時系列を表-4.5.1 に，表面電位測定状況を写真-4.5.5，写真-4.5.6 に示す。
なお，測定値はオン電位であり，防食板間の狭い場所での測定でもあるため，測定値に防食評価を求めるものではなく，あくまで部位別における比較や電位変化の増減等を確認するものとする。
表-4.5.1 亜鉛シートの表面電位測定時系列
番号

測定日時

①

2/14 15:11②

2/14 16:13③

2/15 11:12④

2/15 13:45

陽極状態

測定項目

既設防食板

備考

オン電位

〃

オフ電位

①通電停止 1 時間後

代替板設置・パテ復旧前

オフ電位①通電停止 20 時間後

代替板設置・パテ復旧前

オン電位③通電 2 時間後

写真-4.5.5 既設防食板周囲オン電位測定

写真-4.5.6 代替防食板周囲オン電位測定

防食板周囲の表面電位は以下に示す位置で行った。

図-4.5.1 山側側面防食板測定位置(20点)

図-4.5.2 海側側面防食板測定位置(20点)

図-4.5.3 底面防食板測定位置(6点)9 - 37

4.5.2.2 表面電位測定結果（1）調査② 既設防食板設置状態での復極量確認（通電停止 1 時間後）
電源オン状態で防食板周囲のオン電位を測定後，通電を停止して 1 時間後のオフ電位での復極量を求めた。
オン電位との比較ではあるが，海側平均 138mV，桁底面平均 317mV，山側平均 227mV の復極量となり，いずれの測定点においても 100mV 以上の電位変化量が得られていることが確認された。

海側

海側側面

桁底面

山側側面

516

98

112

90

83

203

144

103

513

110

110

201

122

107

354

281

398

329

383
379

100

97

149

129

107

33

110

110

95

113

110

151

184

188

194

186

192

226

319

261

266

278

276

272

254

294

391

338

343

361

367

351

288

151

467

415

421

445

457

430

357

386

168

281

381

263

281

440

293

242

147

323

94

346

104

117

423

156

126

409

山側

0

：防食板範囲（mV）

図-4.5.4 オフ1時間後復極量
海側

海側側面パネル

500-600
400-500

底面パネル

P8側

P7側

300-400
200-300
100-200

山側側面パネル

0-100
1

2

3

4

5

6

7

8

9

山側

図-4.5.5 オフ1時間後復極量（分布図）

9 - 38（mV）（mV）（単位；mV）

（2）調査③ 既設防食板設置状態での復極量確認（通電停止20時間後）
測定時間を延長し，通電停止 20 時間後のオフ電位での復極量を求めた。測定結果を表-4.5.2 に示す。オフ時
間を延長したことで 100mV 以上の復極量の増加が確認された。また，電位分布は 1 時間後の測定分布と同様に山側の復極量が大きい傾向を示した。
表-4.5.2 既設防食板での復極量オフ時間の比較
オフ経過時間

海側側面

桁底面

山側側面

停止 1 時間後

138 mV

317 mV

227 mV

停止 20 時間後

247 mV464 mV333 mV差（増分）109 mV147 mV

106 mV

海側

海側側面

桁底面

山側側面

589

240

220

193

176

256

244

191

179

662

258

239

218

205

229

242

234

179

341

276

257

242

233

202

240

277

286

516

426

331

318

317

298

314

364

402

535

464

405

395

401

393

389

401

453

544

517

479

471

484

489

463

432

332

459

581

553

547

568

584

537

474

500

273

391

464

381

395

552

460

356

272

427

201

374

215

222

519

383

238

481

：防食板範囲（mV）

山側

図-4.5.6 オフ 20 時間後復極量

海側

海側側面パネル

500-600
400-500
300-400

底面パネル

P7側

P8側

200-300
100-200
山側側面パネル

1

2

3

4

5

6

0-100
7

8

9

山側

図-4.5.7 オフ20時間後復極量（分布図）

9 - 39（mV）（mV）（単位 mV）

（3）調査④ 代替防食板設置状態での分極量確認（通電2時間後）
既設防食板撤去前のオン電位と代替防食板設置時のオン電位の比較を表-4.5.3 に示す。代替防食板の設置により，鋼材電位が卑化（分極）していることが確認された。
この理由として，既設防食板の陽極消耗により防食電流が不足していたこと，バックフィル（陽極とコンクリートの間に介在する電解質）の劣化等によりコンクリート面との密着性が低下しており亜鉛からの防食電流が十分に供給されていなかったこと，また，代替防食板のバックフィル材は水分が多く柔軟性がありコンクリートとの密着性が向上したため多くの電流が供給されたことなどが考えられる。
表-4.5.3 既設防食板と代替防食板でのオン電位の比較
海側側面

桁底面

山側側面

平均

既設防食板

--573 mV

-835 mV-698 mV-702 mV

代替防食板-941 mV-881 mV-769 mV-864 mV差（増分）368 mV

46 mV

71 mV

162mV

（mV vs CSE）

9 - 404.5.2.3 陽極消耗量調査
採取した防食板（桁底面部 1 枚＋側面部 2 枚＝計 3 枚）の陽極消耗量調査を行った。表-4.5.4 に消耗量分析
結果および消耗状況写真を示す。底面防食板の消耗率が大きいことが確認された。
表-4.5.4 消耗率分析結果のまとめ

9 - 41

不純物を取り除いた後の各防食板の消耗形態を図-4.5.8 に示す。
底面部は 95.2%の消耗率が確認されており，消耗形態においても亜鉛が分離していることからも実質的には寿命を迎えていたものと考えられる。

図-4.5.8 酸処理後の陽極状況（亜鉛）9 - 42

4.5.3 調査結果の考察
耐用年数を過ぎた防食板周囲での表面電位を測定することで，防食効果を定量的に確認することができた。
また，消耗量調査により部位別の消耗程度を把握することができた。調査結果からの考察を以下に示す。

1)表面電位測定結果より
オン電位を比較した場合，桁底面は最も卑な電位であることが確認されたが，これは側面側陽極からの電流流入の影響が大きいものと考えられる。また，通電遮断オフ 20 時間後のオフ電位の比較では，各部位において-350mV 程度の同様な値であり復極量も満足されているため，各鋼材に均一な防食効果が得られていたものと考えられる。
流電陽極の場合，陽極を面状に設置するため隣接する陽極からも防食電流が流れ込み，各部位における明確な評価をすることはできない。目安ではあるが，オフ電位によりある程度の鋼材の状態は確認できるものと考える。
表-4.5.5 既設防食板での表面電位測定結果
海側側面

桁底面

山側側面

平均

備考

オン電位

--573 mV

-835 mV-698 mV-702 mV―

オフ電位--326 mV

-371 mV-364 mV-354 mV

ｵﾌ 20 時間後

復極量

247 mV464mV333 mV348 mV―mV vs CSE
2)防食効果確認試験について
復極量試験の測定時間を1時間から20時間に延長した結果，
山側側面106mV，
底面147mV，
海側側面109mVとそれぞれ復極量の増加が確認された。なお，桁底面の防食板は消耗量調査において激しい消耗が確認されているものの，側面からの防食電流の供給により防食効果が得られたものと推察され，耐用年数が近づいた
場合は，各部位においての消耗量を把握して評価することが必要であると考えられる。
また，流電陽極方式での復極量試験の注意として，防食板によりコンクリート表面の大部分が覆われるため，復極反応に必要な酸素の拡散速度が小さくなる傾向にある。一般的に復極量の測定時間は 24 時間とされているが，陽極の配置形状や乾湿環境の違いなどにより復極の遅れがあることを考慮して測定時間を見極める必要がある。
3)耐用年数を経過した防食板について新規に代替防食板を設置したことにより電位変化量が増加したことで，少なからず既設防食板の防食効果は失われていたものと考えられる。実際，既設防食板は変形やたわみが多数確認されており，撤去の際においてもバックフィルが乾燥しており，形状が保持されていないことが確認された。このため，陽極の消耗に加えてバックフィルの密着性が損なわれたことにより，防食効果が少なからず損なわれていたものと考えら
れ，特に耐用年数が近づいた防食板は定期的に消耗量調査等により確認する必要があると考えられる。
なお，陽極消耗量は鋼材量の多い桁底面での消耗率が大きいことが確認され，消耗量の調査対象は鋼材量の多い部位において評価することも重要である。

9 - 43

4.6 モニタリング測定不具合の調査
4.6.1 調査概要
過年度報告書より測定不能との報告があるチタンメッシュ方式 G3 桁の照合電極について，不具合の原因を確認するための調査を行った。なお，先に実施した概略調査および詳細調査でも測定不可であった。
表-4.6.1 概略調査時，詳細調査時測定結果（R3測定不能）
H27/06（概略調査）
照合

H27/11（詳細調査）

Ins.OFFOFF

復極量

Ins.OFF

OFF

復極量

R1

-458

-259

199

-481

-245

236

R2

-427

-130

297

-489

-125

364

R3

-----

-----

-----

-----

-----

-----

R4

-487

-262

225

-595

-263

332

電極

（mV）

4.6.2 調査内容
4.6.2.1 各段階における詳細調査内容
調査は，高所作業車により直流電源装置端子台および G3 桁照合電極埋設部に近接して行った。
（1）測定端子台での測定（通常の測定方法）
直流電源装置測定端子台の測定において，電位差計の表示値が安定せず測定不可であった。

表示値不安定図-4.6.1 測定端子台での測定（通常の測定方法）

9 - 44

写真-4.6.1 電位値不安定の状況（17.1mV → 195.7mV）（2）照合電極本体ケーブルでの測定
プルボックス内照合電極リード線の結線部を解き，埋設照合電極本体リード線と測定端子（対極）を接続し測定したところ，電位差計の表示値が安定した。

表示値安定

照合電極本体ケーブルと接続

図-4.6.2 照合電極本体ケーブルでの測定

写真-4.6.2 電位値確認状況

写真-4.6.3 電位値安定確認（145.5mV）

9 - 45

（3）照合電極と結線されていたリード線の確認
プルボックスと直流電源装置間のリード線に問題があると判断し，リード線端部と測定端子間の導通調査を行った結果，電位値が不安定であった。ハーモニカ端子部を調査したところ，照合電極リード線を固定しているビスに緩みがあることが確認された。

表示値不安定端子台固定ビスの緩み

図-4.6.3 照合電極と結線されていたリード線の確認

写真-4.6.4 ハーモニカ端子リード線固定部

9 - 46

（4）復旧後の確認（通常の測定方法）
ハーモニカ端子の固定ビスを締め直し，プルボックス内結線部の復旧を行った結果，安定した電位表示値が得られたため，照合電極の本体は健全であることが確認された。

表示値安定

結線部復旧

ビス締め直し図-4.6.4 復旧後の確認（通常の測定方法）

4.6.3 調査結果の考察
今回のような照合電極の電位表示値が不安定であることが確認された場合，照合電極本体の不良と断定する前に，ケーブル類および結線部等の電流経路の確認により復旧する場合もある。
調査手順（参考）①電位差計のケーブルが測定端子に確実に接続されていることを確認→確実に接続されていない場合，電位値が不安定となる②リード線の結線部，端子接続箇所等の固定状況，結線部被覆の状態を確認→結線部や接続部に欠陥がある場合，電位値が不安定となる③照合電極本体リード線との結線部を解体し，延長リード線の導通を確認→リード線に損傷等や接点不良がある場合，ノイズ等により電位値が不安定となる④照合電極本体のケーブルと排流端子ケーブルを直接接続して確認→ここで電位値が不安定であれば照合電極の不良を視野に入れた調査を計画する※今回の調査では，③④の調査により照合電極が健全であることを確認した上で，②の調査により端子接続不良箇所を発見した。

9 - 47

測定データ

①電気防食調査 A（通電データ測定）②電気防食調査 B，F（チタングリッド表面電位測定）③電気防食調査 C（亜鉛シート周囲表面電位測定）

9 - 489 - 49

9 - 50

表面電位計測結果※CSE変換
単位：mV

表面電位（浮き部）
番号

計測日時

①

2/14

②

③

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

平均

Eon

-607

-584

-571

-579

-572

-583

-575

-573

-585

-575

-580

Eio

-572

-565

-540

-536

-541

-543

-558

-548

-539

-535

-548

2/14 10:15

Eof

-401

-398

-400

-402

-397

-398

-401

-404

-405

-400

-401

②－①

復極量

171

167

140

134

144

145

157

144

134

135

147

Eon

-714

-706

-656

-639

-624

-694

-702

-671

-657

-629

-669

Eio

-631

-647

-621

-607

-589

-642

-653

-639

-626

-601

-626

分極量

230

249

221

205

192

244

252

235

221

201

225

Eon

-961

-933

-854

-920

-920

-819

-953

-914

-943

-784

-900

Eio

-840

-831

-800

-835

-823

-772

-853

-834

-859

-748

-820

②－④

分極量

439

433

400

433

426

374

452

430

454

348

419

①－④

分極差

268

266

260

299

282

229

295

286

320

213

272

+76

+59

+82

+81

+71

+48

+99

+95

9:10

2/14 13:57②－③④

2/15 14:57※ 換算電位：計測値-800mV

表面電位（浮き部モルタル補修材齢28日以降）
番号

計測日時

⑤

2/14

⑥

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

平均

Eon

-621

-729

-649

-765

-772

-601

-824

-734

-821

-738

-725

Eio

-597

-663

-623

-693

-689

-585

-725

-676

-719

-666

-664

2/14 10:15

Eof

-436

-492

-465

-505

-517

-417

-532

-508

-526

-485

-488

⑥－⑤

復極量

161

171

158

188

172

168

193

168

193

181

175

9:10

※ 換算電位：計測値-800mV

9 - 51

9 - 52

9 - 53

5. 解体調査
5.1 概要5.1.1 解体調査の概要
調査概要：弁天大橋の架け替えに伴い，電気防食工法が適用された第 8 径間の桁を大ブロックに切断して試験ヤードに移設し，通電試験や，付着強度や陽極材採取，結線状況や内部鋼材腐食状況等の破壊調査を含めた様々な詳細調査を実施した。これまでの調査で確認された事象とあわせて，電気防食工法の適用や耐久性の検証を行った。
調 査 日：2019 年(平成 31 年) 2 月 6 日（プルボックス開放試験）
2019 年(令和元年) 5 月 14 日～5 月 16 日（撤去桁調査）
2019 年(令和元年) 5 月～9 月（採取材の室内試験）
5.1.2 調査体制
弁天大橋は他径間の塩害進行が著しく、近い将来において耐荷性能低下を抑制できないとされ，2007 年(平成 19 年)に架替えが必要と判断されている。このため 2017 年(H29.3 工事着工)から函渠化や架替え事業が開始
され，電気防食を設置した第 8 径間が撤去されることになった。
北陸地方整備局の橋梁塩害対策検討委員会では塩害対策の効果検証を総合的に実施してきており，弁天大橋の架替えにあたり撤去桁でしか実施できない諸調査を行って電気防食の効果検証を図ることとなった。この解体調査では，土木研究所の共同研究において継続的に評価検証を行ってきていることもあり，陽極をはじめとした電気防食システムの検証に関する調査を，委員会の構成員として分担して実施することとなった。
5.2 調査内容
5.2.1 電位防食の概要
電気防食方式や工法による効果と維持管理上の課題等の検証として，外部電源方式よりチタンメッシュ方式とチタングリッド方式，流電陽極方式より亜鉛シート方式が選定され，上部工を 3 分割して下フランジを防食対象（ウェブ、上フランジ、床版は電気防食対象外）として各方式が設置されている。
またチタングリッド方式では，電気防食の稼働状況を遠隔にて監視，制御できるように遠隔監視制御装置を併設しており，2018 年(平成 30 年 6 月)まで通電とともに遠隔モニタリングも稼働していた。
山側

海側

11353
5677

5677

539

9000
均しｺﾝｸﾘｰﾄ

1500
CL

ｱｽﾌｧﾙﾄ舗装 t=50mm

2.0%

2.0%

1150

2.0%

314

G11

G10

G9

G8

G7

G6

G5

G4

G3

G2

10@1040=10400

589
流電陽極方式

チタングリッド方式

図-5.2.1 電気防食配置図

9 - 54G1

364
チタンメッシュ方式

10

172
.4

150

15

陽極被覆

チタングリッド陽極

15

300

300

（亜鉛シート方式）（チタングリッド方式）

チタンメッシュ陽極

15 150

150

150

端部処理
(コーキング材)

10

電気防食板

10

25

172
.4

プルボックス

15300（チタンメッシュ方式）

図-5.2.2 電気防食方式概要
1

21

22

P8

P9

P7

山側
G11
20

G10

20

G9
G8
G7
G6
19

G5

18
G4
18
G3
18
G2

18

G1
海側

P7

G1

G2

G3

G4

G5

10
8
18 7

G6

P8

G7

G8

11

19

G9

20
12

6

14
15
9 2

13

4

P7

図-5.2.3 電気防食配線系統

G11

17

16
20

5 3

9 - 55G10

表-5.2.1 電気防食配線内容
No.

系統

種別

1

電柱（第６径間山側）⇒P7（固定金具）

電力線（第 8 径間電気防食の電力供給）

2P7（固定金具）⇒電気メーター

電力線（第 8 径間電気防食の電力供給）

3

電気メーター

電気メーター

4

電気メーター⇒分電盤

電力線（第 8 径間電気防食の電力供給）

5

分電盤

分電盤

6

分電盤⇒プルボックス

電力線（第 8 径間電気防食の電力供給）

7

プルボックス

プルボックス8

プルボックス⇒チタンメッシュ方式電源装置

電力線（第 8 径間電気防食の電力供給）

9

プルボックス⇒チタングリッド方式電源装置

電力線（第 8 径間電気防食の電力供給）

10

チタンメッシュ方式電源装置

電気防食電源装置

チタングリッド方式電源装置

電気防食電源装置

遠隔監視制御装置

遠隔監視制御装置

12

亜鉛シート方式計測装置

電気防食電源装置

13P7（固定金具）⇒遠隔監視制御装置

通信線

14

チタンメッシュ方式電源装置⇒遠隔監視制御装置

通信線

15

亜鉛シート方式計測装置⇒遠隔監視制御装置

通信線

16

遠隔監視制御装置⇒山側地覆下面

電力線（第 12 径間電気防食の電力供給）

17

遠隔監視制御装置⇒情報通信管

通信線（NTT 専用回線）

11

18
19
20
21

チタンメッシュ方式電源装置⇒プルボックス（その後の配線含む）チタングリッド方式電源装置⇒プルボックス（その後の配線含む）亜鉛シート方式計測装置⇒プルボックス（その後の配線含む）
山側地覆下面（第 8 径間）⇒山側地覆下面（第 10径間）

電力線（電気防食の電力供給）及び照合電極線
電力線（電気防食の電力供給）及び照合電極線
照合電極線
電力線（第 12 径間電気防食の電力供給）

22

情報通信管⇒P10 計測装置

通信線

23

P10 計測装置

計測装置

24P10 計測装置⇒G3

照合電極線

25

P10 計測装置⇒G4

照合電極線

26

P10 計測装置⇒地面

アース

9 - 56

5.2.2 撤去桁の調査場所
橋梁撤去工事において主桁１本を 3 分割にしたブロックを，調査ヤードとなる糸魚川除雪ステーション内に搬入して実施した。今回調査位置を図-5.2.4 に示す。

BL-⑪(G8-①) BL-⑫(G8-②)BL-⑭(G11-②)

3000
BL-⑦(G5-③) BL-⑧(G6-①)BL-⑨(G6-②)
BL-⑩(G6-③) BL-⑬(G10-②)

A型バリケード
33500

乗用車

2tトラック

A型バリケード

乗用車

5000
12000

BL-④(G2-③) BL-⑤(G4-①)BL-⑥(G4-②)

7000

BL-①(G1-①) BL-②(G1-②)BL-③(G2-②)

10000

1500 1500 1500

ガラ置場
3500

コンテナハウス(4.7m×2.4m)

車載トイレ

2tトラック31500

図-5.2.4 調査桁配置図

写真-5.2.1 調査桁配置状況

写真-5.2.2 調査桁配置状況

5.2.3 調査項目および調査位置
調査項目一覧を表-5.2.2 に，変状展開図と対応させた調査位置を図-5.2.5 に示す。
表-5.2.2 調査項目一覧
電気防食工法

チタンメッシュ

調査項目

調査方法

浮き部の防食効果試験

仮通電復極試験

付着強度試験

建研式

陽極耐久性試験

試料採取＋ラボ試験

方式

分配電流測定チタングリッド
方式

亜鉛シート
方式

各桁への分配電流測定と表面電位測定

調査数量
浮き部，健全部；各 1 か所
浮き部，健全部；各 3 試料
桁中央と端部の底面・側面
計 4 箇所
1 回路分

陽極耐久性試験

試料採取＋ラボ試験

4 箇所

プルボックス開放試験

ボックスの切断・目視

3 個以上

表面電位測定埋設照合電極部以外

2 箇所

陽極耐用年数確認

試料採取＋ラボ試験

5 枚×2 箇所＋1 枚

間詰パテ付着強度試験

建研式

3 箇所

プルボックス開放試験

ボックスの開放・目視

4 個程度※ プルボックス開放試験は，土木研究所内で実施。結線部の確認を行った。
9 - 57

図-5.2.5 弁天大橋撤去桁のブロック割と解体調査項目一覧

9 - 58

5.3 チタンメッシュ方式の調査結果
5.3.1 調査前の外観調査に先立ち，撤去桁に設置されているチタンメッシュ陽極の外観状況を以下に示す。

写真-5.3.1.1 調査前ブロック①(1)写真-5.3.1.2 調査前ブロック①(2)

写真-5.3.1.3 調査前ブロック⑤(1)写真-5.3.1.4 調査前ブロック⑤(2)写真-5.3.1.5 調査前ブロック⑥(1)写真-5.3.1.6 調査前ブロック⑥(2)9 - 59

5.3.2 浮き部の防食効果確認試験
撤去運搬された弁天大橋の最も海側にある新潟側の撤去ブロック①には，
φ10cm 以下の陽極被覆モルタルの剥がれが確認されている。また，海側から 4 番目の新潟側の撤去ブロック⑤には陽極モルタルの浮きが確認されている。この陽極モルタル剥がれ部および浮き部，ならびに同一ブロック内健全部の数か所にφ30mm，深さ 30mm 程度のコア削孔を行い，これらに外部測定用の照合電極を設置して，通電試験を行い，その分極性状を測定した。削孔位置を図-5.3.2.1 および図-5.3.2.2 に示す（削孔位置は，図中の●位置）。
ブロック① G1－1
↑ 海

富山 ←

→ 新潟

4 100
1 830

1 830

①－6

1－5

1－2

①－1

①－4

①－2

1－4
①－5

1－1

①－3

1－3

①－8

2 100

①－7

照合電極設置位置200

付着試験位置

図-5.3.2.1 ブロック①の通電試験照合電極位置および付着強度試験位置
ブロック➄ G4－1
富山 ←
1 000

↑ 海

→ 新潟

1 950

1 830

2-4

2－5

2－2
➄－2

➄－1

➄－3

2－1

200×500 浮き

➄－4
➄－5

1 900

➄－6

➄－7

2－3

照合電極設置位置

100 150150

付着試験位置

図-5.3.2.2 ブロック⑤の通電試験照合電極位置および付着強度試験位置

9 - 60また，これらの測定を行う際，コンクリート中鋼材の電気的導通が必要となる。撤去桁は分割撤去されているため，PC 鋼線も鉄筋も切断されていた。したがって，鋼材間の導通確認を実施し，電気的導通が得られていない鋼材は，リード線で接続して電気的に一体化した。さらに鋼材間の導通を確保するとともに，ブロック端部の陽極をはつり出し，これを通電点とした。加えて，各ブロックの陽極表面積を実測測定して，これを防食面積として，実橋で通電されていた 4.5ｍA/㎡を最大通電量とした通電試験を実施した。

写真-5.3.2.1 導通確保

写真-5.3.2.2 表面電位測定状況

写真-5.3.2.3 表面電位測定状況

電位の計測は，図-5.3.2.1 および図-5.3.2.2 に示す測定点（1-1～1-5 および 2-1～2-5）の位置で実施した。測定項目は，通電電圧，通電電流，電流密度（計算），自然電位（Ec），オン電位（Eon），インスタントオフ電位（Eins）を計測した。計測された結果から分極量を算出した。測定結果を表-5.3.2.1 および表-5.3.2.2 に示す。
なお，本試験における通電時間は，各電流密度で 30 分の通電を維持した後の測定結果である。また，比較参考資料として，前述の概略調査，詳細調査，追加調査において電位測定を行った結果を表-5.3.2.3 に示す。

9 - 61

表-5.3.2.1 ブロック①の通電試験結果（vs CSE，単位 mV，防食対象面積：6.03 ㎡）
測定位置 No.

1-1

1-2

1-3

測定位置

底面（剥がれ部）

フランジ海側側面

フランジ山側側面

電流密度

電流量

電圧

mA/m2

mA

V

mV

mV

mV

mV

mV

mV

0

0

0.307

-316

0

-234

0

-270

0

1.00

6.03

0.885

-468

-458

142

-441

-416

182

-473

-417

147

2.00

12.1

1.157

-569

-526

210

-556

-508

274

-613

-509

239

4.50

27.1

1.468

-705

-677

361

-707

-613

379

-836

-620

350

Eon

Eins

分極

Eon

Eins

分極

測定位置 No.

1-4

1-5

測定位置

底面（健全部）

フランジ海側側面

電流密度

電流量

電圧

mA/m2

mA

V

mV

mV

mV

mV

0

0

0.307

-246

0

-365

0

1.00

6.03

0.885

-443

-413

142

-574

-568

203

2.00

12.1

1.157

-533

-526

210

-693

-648

283

4.50

27.1

1.468

-672

-677

361

-848

-744

379

Eon

Eins

分極

Eon

Eins

Eon

Eins

分極

分極

表-5.3.2.2 ブロック⑤の通電試験結果（vs CSE，単位 mV，防食対象面積：5.96 ㎡）
測定位置 No.

5-1

5-2

5-3

測定位置

底面（浮き部）

フランジ海側側面

フランジ山側側面

電流密度

電流量

電圧

mA/m2

mA

V

mV

0

0

0.342

-322

1.00

5.96

0.978

-544

-523

201

-519

-485

207

-429

-400

145

2.00

11.9

1.231

-700

-662

340

-652

-592

314

-552

-502

247

4.50

26.8

1.606

-965

-742

420

-891

-768

490

-723

-655

400

Eon

Eins

分極

Eon

mV

Eins
mV

0

分極
mV

-278

5-4

5-5

測定位置

フランジ海側側面

フランジ海側側面

電流密度

電流量

電圧

mA/m2

mA

V

mV

0

0

0.342

-299

1.00

5.96

0.978

-476

-444

145

-475

-450

160

2.00

11.9

1.231

-592

-576

277

-592

-550

260

4.50

26.8

1.606

-758

-646

347

-766

-741

451

Eon

Eins

Eon

mV

Eins
mV

0

9 - 62

分極
mV

-290

Eins
mV

0

測定位置 No.

分極

Eon

0

分極
mV

-255

0

表-5.3.2.3 既往調査における防食効果の確認試験結果（概略調査，詳細調査，追加調査）
H27/06（概略調査）

H27/11（詳細調査）

H29/02（追加調査）

気温

21℃

17℃

4℃

電流

100mA

107mA

110mA

電圧

1.76V

1.89V

2.61V

測定時間

-----

23 時間測定48 時間測定

照合

Ins.OFF

OFF

電極

電位

電位

R1

-458

-259

R2

-427

R3
R4

Ins.OFF

OFF

電位

電位

236

-605

-264

341

-125

364

-619

-158

461

-----

-----

-----

-590

-145

445

-595

-263

332

-708

-234

474

Ins.OFF

OFF

電位

電位

199

-481

-245

-130

297

-489

-----

-----

-----

-487

-262

225

復極量

復極量

復極量

※飽和硫酸銅（CSE）基準に換算 電位の単位は mV※インスタントオフ測定時の気温は気象庁データ新潟県能生より※H27/06，H27/11 測定データは土研測定データより※H29/02 における R3 は材齢 28 日以降調査時の IO 電位を記載

5.3.3 付着強度試験
チタンメッシュ方式の陽極被覆モルタルの浮き部・剥落部近傍および健全部の付着強度試験を行った。試験は図-5.3.2.1 および図-5.3.2.2 に示す位置でブロック①で 8 か所，ブロック⑤で 7 か所実施した。

写真-5.3.3.1 付着試験用治具接着状況

写真-5.3.3.2 建研式試験状況

写真-5.3.3.3 ブロック① ①-1

写真-5.3.3.4 ブロック① ①-2
9 - 63

写真-5.3.3.5 ブロック① ①-3

写真-5.3.3.6 ブロック① ①-4

写真-5.3.3.7 ブロック① ①-5

写真-5.3.3.8 ブロック① ①-6

写真-5.3.3.9 ブロック① ①-7

写真-5.3.3.10 ブロック① ①-8

写真-5.3.3.11 ブロック⑤ ⑤-1

写真-5.3.3.12 ブロック⑤ ⑤-2

9 - 64

写真-5.3.3.13 ブロック⑤ ⑤-3

写真-5.3.3.14 ブロック⑤ ⑤-4

写真-5.3.3.15 ブロック⑤ ⑤-5

写真-5.3.3.16 ブロック⑤ ⑤-6

写真-5.3.3.17 ブロック⑤ ⑤-7（単位 試験荷重；kN，付着強度；N/mm2）

表-5.3.3.1 付着強度試験結果一覧
ブロック

試験 No.

1

試験位置

①

3

4

剥がれ部近傍底面

試験荷重

1.92

付着強度

1.20

破断位置

表層

陽極位置

躯体側

試験位置

⑤

2

試験不可
カッター
切断不良

浮き部

5
底面

6

7

8

海側面

山側ハンチ面

1.70

3.46

2.73

1.66

6.07

3.40

1.06

2.16

1.71

1.04

3.79

2.13

表層

基層

基層

表層

被覆層

被覆層

躯体側

躯体側

躯体側

躯体側

破断側

破断側

底面

山側側面（ひび割れ部）

試験荷重

0

0.28

0.51

2.73

0.59

1.34

0

付着強度

0.00

0.18

0.32

1.71

0.37

0.84

0.00

破断位置

表層

表層

表層

基層

基層

基層

表層

陽極位置

躯体側

躯体側

躯体側

躯体側

躯体側

躯体側

躯体側

9 - 65

5.3.4 陽極耐久性試験
陽極の耐久性は，撤去桁から陽極材をはつり出し，これを採取して陽極耐久性試験を実施することで確認する。陽極材の採取は，図-5.3.4.1 および図-5.3.4.2 に示すブロック⑤（桁端部）およびブロック⑥（中央部）から防食対象の下フランジ全面を各々40cm 幅で採取した。採取状況を写真-5.3.4.1 に，採取した陽極を写真-5.3.4.2 および写真-5.3.4.3 に示す。
ブロック➄ G4－1
富山 ←

↑ 海

→ 新潟
400

1 200

陽極撤去箇所図-5.3.4.1 ブロック⑤陽極採取位置

ブロック⑥ G4－2
富山 ←
500

↑ 海

→ 新潟

400

陽極撤去箇所図-5.3.4.2 ブロック⑥陽極採取位置
9 - 66

写真-5.3.4.1 陽極採取状況

写真-5.3.4.2 採取陽極（ブロック⑤）

写真-5.3.4.3 採取陽極（ブロック⑥）

ブロック⑤およびブロック⑥から採取した陽極材を用いて促進法による陽極耐久性試験 ※）を実施した。促進法による陽極耐久性試験条件および試験結果，浴電圧の経時変化および試験状況をそれぞれ表-5.3.4.1，図-5.3.4.3，写真-5.3.4.4 に示す。試験結果から，測定開始後 26.5 時間後の浴電圧の急激な上昇が認められず，電気防食工法を適用し 20 年経過した本構造物から採取した陽極材は，いずれも今後 40 年以上の耐久性を有する
ことが確認された。
※）：日本エルガード協会「陽極材料の促進耐久性試験方法」
陽極材料の 40 年間積算電流量を 26.5 時間で促進通電することで耐久性を評価する。

9 - 67

表-5.3.4.1 促進法による陽極耐久性試験結果一覧
試験 No.
採取位置

1

2

3

ブロック⑤

ブロック⑤

ブロック⑥

（海側下ﾌﾗﾝｼﾞ～ﾊﾝﾁ部）

（底面部）

（底面部）

LWD 76mm×SWD 135mm
採取試料形状（1LWD×4SWD）
チタンメッシュ陽極の呼び

対極形状等

チタン板：幅 76mm×長さ 135mm溶液

希硫酸（15%濃度）

試験時間26.5 時間

印加電流／電流密度

3.3A／1453A/m2

測定開始時の浴電圧

3.2915V

3.4225V

3.246V

26.5 時間後の浴電圧

3.3185V

3.4885V

3.238V

浴電圧上昇量0.027V

0.066V-0.008V

合否基準

浴電圧の急激な上昇

判定

合格

合格

合格

6
ブロック⑤下フランジ～ハンチ部

5.5

ブロック⑤底面部

5

ブロック⑥底面部

（ ）

浴 4.5
電
圧 4
V 3.5
3
2.5
2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

経過時間（h）

図-5.3.4.3 浴電圧の経時変化

写真-5.3.4.4 試験状況

9 - 68

5.3.5 チタンメッシュ方式の調査結果のまとめ
5.3.5.1 浮き部の防食効果確認試験(1) 自然電位はブロック①で-234～-365mV となり，不確定～90％以上の確率で腐食ありの領域であった。
ブロック⑤では-255～-322mV（vs CSE）であり，不確定の領域であった。
(2) 撤去前の通電電流密度である 4.5mA／㎡で通電した結果，分極量はブロック①で 350～379mV，ブロック⑤で 347～490mV が得られており，良好な防食状態であった。
(3) ブロック①とブロック⑤の分極量を比較すると，ブロック⑤のほうが大きな分極量となった。これは，コンクリート中鋼材の腐食程度やコンクリート抵抗等によるものと考えられる。
定電流制御で通電しているため，電流密度は同じであるが，通電電圧はブロック⑤のほうが大きい。通電電圧を決定する要素
は，コンクリート抵抗と鋼材の分極抵抗である。自然電位はブロック⑤のほうが若干貴な範囲にあり分極抵抗が高かった可能性がある。表-5.2.2.3 に示す R1 はブロック①の桁に設置された埋設照合電極で計測した復極量であり，R4 はブロック⑤の桁に設置された埋設照合電極で計測した復極量である。過年度の結果においてもブロック①よりブロック⑤の位置のほうが復極量は大きい結果であった。
(4) 陽極被覆材の浮きや剥がれが生じていた位置の分極量をみると，浮き部および剥がれ部の双方ともに各ブロックの平均的な分極量が得られていた。すなわち，本橋梁においては，陽極被覆材の浮きや剥がれは防食効果に影響していないと言える。これは，以下に示す付着強度試験結果において，すべての試
験対象の陽極が躯体と一体化しているためと判断できる。
5.3.5.2 付着強度試験(1) 付着強度は 0～3.79N／mm2と大きな差があった。破断位置や陽極の位置も異なっていた。試験結果についてそれぞれの特徴を以下の(2)，(3)に示すが，陽極は躯体側に密着しており，防食電流の供給に問題なかったことが把握できた。
(2) 付着強度 0N／mm2の部位は，陽極被覆材の浮きが確認された箇所で，被覆材の表層で破断しており，
陽極は躯体側に埋設されていた。
(3) 陽極被覆材の剥がれ部近傍においても破断位置は表層であり，陽極に直接的な影響はなかった。
5.3.5.3 陽極耐久性試験(1) 採取した陽極の加速試験を行った結果，すべての試料で試験時間 26.5 時間の通電を行っても急激な電圧上昇は生じなかった。
(2) チタンメッシュ方式を適用し，20 年経過した本構造物から採取した陽極材は，いずれも今後 40 年以上の耐久性を有することが確認できた。
(3) 数値上の算定ではあるが，本施工に用いている陽極は，陽極表面積（=コンクリート表面積；面状陽極）当り 23mA／㎡の通電で 40 年の陽極耐用年数が確保できる陽極である。本施工における通電電流量は，4.5mA／㎡での通電が行われていたことを考慮すると，陽極自体は 200 年の通電が可能と算定できる。

9 - 69

5.4 チタングリッド方式の調査結果
5.4.1 調査前の外観調査に先立ち，撤去桁に設置されているチタングリッド陽極の外観状況を以下に示す。

写真-5.4.1.1 調査前ブロック⑦

写真-5.4.1.2 調査前ブロック⑧

写真-5.4.1.3 調査前ブロック⑨

写真-5.4.1.4 調査前ブロック⑩

5.4.2 分配電流，鋼材電位，陽極電位測定
弁天大橋では，G6 の桁から G5 および G7 桁に電流が流れるように回路が形成されていたが，現地のプルボ
ックス内は樹脂で覆われており，各桁に流れる電流の分配が測定できていない。
ここでは，現地での同一回路であったブロック 7（G5 桁）とブロック 10（G6 桁）を対象として，電流分配，鋼材電位，陽極電位の測定を行った。ブロック 7 とブロック 10 の回路形成を図-5.4.2.1 に示す。
また，これらの測定を行う際，コンクリート中鋼材の電気的導通が必要となる。撤去桁は分割撤去されているため，PC 鋼線も鉄筋も切断されていた。したがって，鋼材間の導通を確認し，電気的導通が得られていない
鋼材は，リード線およびクリップを用いて電気的に一体化した。さらに鋼材間の導通を確保するとともに，ブロック端部の陽極をはつり出し，ディストリビュータと陽極の導通を確認した後に，ディストリビュータを通電点とした。加えて，防食対象範囲の下フランジの周長を測定して，これを防食面積（12.0m2）として，可搬式の照合電極を用いて 100mV 以上の分極量が得られるように，0.5，1.0，2.0mA/m2通電を行った。
総電流の計測はポテンショガルバノスタットで，ブロック 7 に流れる電流量は無抵抗電流計にて測定した。
鋼材電位の計測は，図-5.4.2.1 に示すように下フランジのハンチ，側面，底面の 6 ヶ所を 5 つの断面で，陽極電位の測定は，陽極が配置されている下フランジハンチ，側面の各 2 ヶ所と底面 1 ヶ所の 5 ヶ所を 5 つの断面で計測した。測定項目は，通電電圧，通電電流，電流密度（計算），自然電位（Ec），オン電位（Eon），インス
タントオフ電位（Eins）とした。計測された結果から分極量（ΔE）を算出した。電流分配の測定結果を表-5.4.2.1
9 - 70に，鋼材電位および分極量の測定結果を表-5.4.2.2，図-5.4.2.2，図-5.4.2.3，図-5.4.2.4，図-5.4.2.5 に，陽極電位および分極量の測定結果を表-5.4.2.3，図-5.4.2.6，図-5.4.2.7 にそれぞれ示す。

回路 2

回路 1

ブロック⑩（G6 桁）
直流
電源
装置

ブロック⑦（G5 桁）

ポ テ ン シ ョ ガ ル バ ノ ス タ ッ ト (電 源 装 置 )(-)(+)
中間横桁
１

新潟側
(a)
(a)

(b)

２

ブ ロ ッ ク ⑩ （ G6桁 ）
３

４

５

富山側

ブ ロ ッ ク ⑦ （ G5桁 ）
３

４

５

富山側

通電点

(b)
(c)

(c)

(d) 鋼 材(d)(f) (e)

(e)
(f)
無抵抗
新潟側

１

２電 流 計

(a)
(a)

(b)

(f) (e)

(b)
(c)

(c)

(d) 鋼 材

(d)
(e)

通電点

(f)

約 1m間 隔 の ス タ ー ラ ッ プ 位 置 に て 測 定

図-5.4.2.1 電流分配，鋼材電位，陽極電位の測定位置

9 - 71

ポテンショ
ガルバノスタット

ブロック⑦

無抵抗
電流計
ブロック⑩

写真-5.4.2.1 導通確認と確保

写真-5.4.2.2 電流分配測定状況

写真-5.4.2.3 表面電位測定状況

写真-5.4.2.4 表面電位測定状況表-5.4.2.1 電流分配の測定結果
電流密度

通電電圧

電流量(mA)(mA/m2)

(V)

総電流

ブロック⑩

ブロック⑦

ブロック⑩

ブロック⑦

0.5

0.742

6

3.18

2.82

53

47

1.0

1.004

12

6.46

5.54

53.8

46.2

2.0

1.219

24

13.45

10.55

56

44

9 - 72

電流分配率(％)

表-5.4.2.2 鋼材電位の測定結果（2mA/m2通電時）
単位：mV vs. 飽和硫酸銅電極(CSE)の換算値
測定点(a)ハンチ

(b)側面

(c)底面

(d)底面

(e)側面

(f)ハンチ

ブロック⑦

ブロック⑩
Ec

E on

E on

Ec

ΔE

E i ns

ΔE

-362

-625

-603

241

-424

-567

-539

115

測点2

-392

-643

-595

203

-357

-562

-505

148

測点3

-406

-626

-583

177

-312

-541

-481

169

測点4

-348

-559

-513

165

-323

-526

-468

145

測点5

-410

-570

-531

121

-362

-537

-500

138

測点1

-343

-557

-554

211

-407

-586

-544

137

測点2

-371

-588

-541

170

-374

-540

-488

114

測点3

-386

-589

-533

147

-319

-543

-479

160

測点4

-338

-534

-478

140

-337

-547

-489

152

測点5

-428

-561

-532

104

-364

-599

-531

167

測点1

-328

-546

-541

213

-393

-574

-544

151

測点2

-364

-520

-516

152

-405

-576

-536

131

測点3

-432

-628

-596

164

-335

-560

-524

189

測点4

-309

-544

-497

188

-329

-578

-537

208

測点5

-425

-603

-532

107

-303

-602

-501

198

測点1

-311

-532

-528

217

-412

-585

-580

168

測点2

-362

-558

-549

187

-362

-544

-540

178

測点3

-384

-572

-533

149

-335

-542

-501

166

測点4

-294

-511

-464

170

-321

-543

-509

188

測点5

-415

-575

-518

103

-308

-594

-510

202

測点1

-357

-571

-550

193

-434

-642

-598

164

測点2

-388

-513

-507

119

-374

-616

-547

173

測点3

-400

-563

-516

116

-395

-626

-543

148

測点4

-323

-554

-502

179

-314

-584

-480

166

測点5

-402

-612

-523

121

-412

-618

-574

162

測点1

-336

-617

-605

269

-385

-656

-573

188

測点2

-374

-596

-557

183

-396

-674

-594

198

測点3

-393

-608

-573

180

-341

-621

-530

189

測点4

-346

-561

-518

172

-320

-596

-517

197

測点5

-483

-635

-599

116

-402

-593

-535

133

300

300

ブロック⑩

ブロック⑦

250

250

200

200

分極量(mV)

分極量(mV)E i ns

測点1

150

100

150

100

50

(a)ハンチ

(b)側面

(c)底面

(d)底面

(e)側面

(f)ハンチ500(a)ハンチ

(b)側面

(c)底面

(d)底面

(e)側面

(f)ハンチ

0
測点1

測点2

測点3

測点4

測点5

測点1

図-5.4.2.2 鋼材の分極量の測定結果（ブロック 10）
9 - 73

測点2

測点3

測点4

測点5

図-5.4.2.3 鋼材の分極量の測定結果（ブロック 7）

図-5.4.2.4 鋼材の分極量の測定結果（ブロック 10）

図-5.4.2.5 鋼材の分極量の測定結果（ブロック 7）

9 - 74

表-5.4.2.3 陽極電位の測定結果（2mA/m2通電時）
単位：mV vs. 飽和硫酸銅電極(CSE)の換算値
測定点(a)ハンチ(b)側面(c)-(d)間底面(e)側面(f)ハンチ

ブロック⑦

ブロック⑩
Ec

E on

E i nsΔE

E on

E i ns

ΔE

139

556

475

336

67

560

521

454

測点2

106

559

510

404

162

578

575

413

測点3

107

562

557

450

153

608

603

450

測点4

146

674

672

526

168

655

592

424

測点5

73

596

550

477

115

612

608

493

測点1

141

574

497

356

82

553

515

433

測点2

135

603

578

443

145

610

609

464

測点3

79

641

637

558

167

604

603

436

測点4

186

659

657

471

153

612

609

456

測点5

47

596

594

547

113

565

563

450

測点1

125

528

474

349

59

537

480

421

測点2

95

533

495

400

98

526

524

426

測点3

81

527

493

412

143

602

545

402

測点4

173

588

578

405

138

519

515

377

測点5

18

569

567

549

106

534

532

426

測点1

121

569

480

359

48

517

481

433

測点2

94

593

500

406

115

528

525

410

測点3

78

572

511

433

108

530

524

416

測点4

183

602

591

408

150

593

586

436

測点5

75

553

546

471

93

528

505

412

測点1

144

545

463

319

117

538

536

419

測点2

132

533

477

345

111

497

493

382

測点3

126

584

575

449

158

555

552

394

測点4

171

608

548

377

162

574

570

408

測点5

61

565

555

494

91

579

578

487

700

700

ブロック⑩

600

ブロック⑦

600
500

分極量(mV)500

分極量(mV)

Ec

測点1

400
300
200
100

(a)ハンチ(c)-(d)間底面(f)ハンチ

(b)側面
(e)側面

測点2

測点4

400
300
200
100

(a)ハンチ(b)側面(c)-(d)間底面(e)側面(f)ハンチ

0

0
測点1

測点3

測点1

測点5

図-5.4.2.6 陽極の分極量の測定結果（ブロック 10）

9 - 75

測点2

測点3

測点4

測点5

図-5.4.2.7 陽極の分極量の測定結果（ブロック 7）

5.4.3 陽極付着強度試験
チタングリッド陽極の界面の付着性状と界面の状況およびコンクリートや陽極被覆材の母材の付着強度を確認することを目的として，付着強度試験を行った。試験は，図-5.4.3.1 に示すように，ブロック 9 で 17 か所，ブロック 10 で 3 か所の合計 19 か所実施した。ここで，9-1，9-8，9-17 は陽極の界面の付着強度を測定するため，40×溝幅の 30mm で陽極の溝切削深さの切り込みを入れた方法とした。9-2～9-7 および 10-1～10-3 は，建研式試験の冶具の寸法の通り，40×40mm とし，陽極の溝切削深さの切り込みを入れた方法とした。以上に示
す 2 つの方法は，陽極界面の付着強度の確認を目的としたが，実際には陽極がコンクリートの内部に埋め込まれており，コンクリートおよびモルタルそのものの付着を有しているため，9-9～9-12 はコンクリートおよびモルタルそのものの付着強度を測定することを目的に，溝の切り込み深さを陽極の埋設深さより手前の 15mm として，付着強度を測定した。

ブロック⑧（新潟側）

新 潟 側 (端 部 )富山側(変色部 )

A-1,2

A-3,4

ブロック⑨（スパン中央部）

新潟側

富山側

9-1
9-2
9-3
9-4

(変色部 )

A-5,6

9-8
9-7
9-6
9-5
A-9,10

A-7,8
9-9
9-10
9-11
9-12

9-14
9-15
9-16
9-17

9-13

ブロック⑩（富山側）

新潟側

富 山 側 (端 部 )

10-1
10-2
10-3
A-11,12：陽極促進試験実施箇所

4040：陽極採取箇所40：付着強度試験 実施箇所

付着面

付着面

付着面

切り 込み 面15

切り 込み 面
5

切り 込み 面2020

養生 テー プ

陽極

陽極
30

9-1, 9-8, 9-17

陽極
5

30

5

9-2～9-7, 9-13～9-16, 10-1～10-3

5

30

5

9-9～9-12

図-5.4.3.1 ブロック⑧，⑨，⑩の付着強度試験およびチタングリッド陽極の採取位置

9 - 76

写真-5.4.3.1 付着試験用治具接着状況

写真-5.4.3.2 建研式試験状況

写真-5.4.3.3 ブロック⑨底面（9-1～9-4）

写真-5.4.3.4 ブロック⑨底面（9-5～9-8）

写真-5.4.3.5 ブロック⑨側面（9-9～9-12）

写真-5.4.3.6 ブロック⑨側面（9-13）

写真-5.4.3.7 ブロック⑨側面（9-14～9-17）

写真-5.4.3.8 ブロック⑩底面（10-1～10-3）

9 - 77

表-5.4.3.1 付着強度試験結果一覧
ブロック

試験No.

9-1

9-2

9-3

9-4

9-5

9-6

9-7

9-8

試験荷重(N)

500

2451

1152

1402

1169

1387

796

355

付着強度(N/mm )

0.42

1.53

0.72

0.88

0.73

0.87

0.50

0.30

破断位置※1

界面

界面

界面

界面

界面

界面

界面

界面

備考

幅30mm

2

⑨(底面)

ブロック

⑨(側面)

ブロック

⑩(底面)

幅30mm

試験No.

9-9

9-10

9-11

9-12

9-13

9-14

9-15

9-16

9-17

試験荷重(kN)

3030

6409

3712

6320

1638

1615

950

1298

742

付着強度(N/mm2)

2.53

4.01

2.32

3.95

1.02

1.01

0.59

0.81

0.62

破断位置

母材

母材

母材

母材

界面

界面

界面

界面

界面

備考

幅30mm

試験No.

10-1

10-2

試験荷重(kN)

1039

334

※1 破断位置について
・界面 → 陽極の界面部分での破断
1029 ・母材 → 陽極被覆材，コンクリート部での破断付着強度(N/mm2)

0.65

0.21

0.64 ・9-1,9-8,9-17の平均

※1

幅30mm
10-3

0.45

N/mm

2

破断位置

・9-2～7,9-13～16,10-1～3の平均

0.87

N/mm2

備考

・9-9～12の平均

3.2

N/mm

※1

2

5.4.4 陽極耐久性試験
陽極の耐久性は，撤去桁から陽極材をはつり出し，これを採取して陽極耐久性試験を実施することで確認する。
陽極の採取は，
図-5.4.3.1 に示すブロック⑧，⑨，⑩から採取した。
採取した陽極を写真-5.4.4.1～写真-5.4.4.6にそれぞれ示す。試験は，NACE(National Association of Corrosion Engineers)の規格である Standard TM0294-2016,
Item No.21225:「Testing of Embeddable Anodes for Use in Cathodic Protection of Atmospherically Exposed
Steel-Reinforced Concrete」に準拠して実施した。本試験は，積算電流密度（＝通電電流密度×通電期間）を
38500A・hr/m2と同一とし，短期間に過大な電流を流すことにより陽極材の耐久性を短期間で評価する試験方法
であり，使用環境下での最大電流密度である陽極材面積あたり 110mA/m2で 40 年間通電した値を 8.9A/m2で 180
日間通電し，浴電圧および陽極電位が初期の値よりも 4.0V 以上高くならなければ良いとするものである。今回は，更なる試験の短縮化を図るため，53.4A/m2で 30 日間の通電にて評価する。また今回は，30g/L の NaCl 溶
液，40g/L の NaOH 溶液にて試験を行い，試験期間中は浴電圧を測定し，急激な上昇が生じないことを確認する。
NACE 試験に用いた試験片を写真-5.4.4.7 に，試験の状況を写真-5.4.4.8 にそれぞれ示す。
30g/L の NaCl 溶液での試験の結果を図-5.4.4.1 に，40g/L の NaOH 溶液での試験の結果を図-5.4.4.2 にそれぞれ示す。
積算電流密度が 38500A・hr/m2までの段階において，NaCl 溶液および NaOH 溶液ともに浴電圧の著しい上昇は認められていない。

9 - 78

写真-5.4.4.1 ブロック⑧

写真-5.4.4.2 ブロック⑨（富山側）

写真-5.4.4.3 ブロック⑨（新潟側）

写真-5.4.4.4 ブロック⑩（陽極①）

写真-5.4.4.5 ブロック⑩（陽極②）

写真-5.4.4.6 ブロック⑩（陽極③）

写真-5.4.4.7 採取した陽極からの試験片（A-1～A-12）

9 - 79

写真-5.4.4.8 NACE に準拠した試験の状況

NaCl溶液NaOH溶液

6
5

A-3
A-9

A-5
A-11

4
3
2
積算電流密度
38500A・hr/m2

1
0

0

10000

20000

30000

A-2
A-8

5

浴電圧（V）

浴電圧（V）

6

A-1
A-7

A-4
A-10

4
3
2
積算電流密度
38500A・hr/m2

1
0

40000

積算電流密度（A・hr/m 2 ）

図-5.4.4.1 浴電圧の経時変化（NaCl 溶液）

A-6
A-12

0

10000

20000

30000

40000

積算電流密度（A・hr/m 2 ）

図-5.4.4.2 浴電圧の経時変化（NaOH 溶液）

9 - 805.4.5 プルボックス開放試験
桁撤去に先立ち回収されたプルボックスを開放し，結線部の状態を調査した。本方式では，プルボックスの内部が樹脂で充填されていたため，ボックスを解体した後に，結線部の外観を確認した。プルボックスおよび
プルボックスを解体後の結線の状況を写真-5.4.5.1～写真-5.4.5.4 にそれぞれ示す。

写真-5.4.5.1 解体前のプルボックスの状況

写真-5.4.5.3 ディストリビュータと電線の結線

9 - 81

写真-5.4.5.2 プルボックスの解体状況

写真-5.4.5.4 排流端子と電線の結線

5.4.6 チタングリッド方式の調査結果のまとめ
5.4.6.1 分配電流，鋼材電位，陽極電位測定(1) ブロック⑦（G5 桁）とブロック⑩（G6 桁）を接続し，0.5，1.0，2.0mA/m2の通電時におけるブロッ
ク⑩の電流分配率は 53～56％であり，ほぼ均等に電流が流れていた。
(2) 鋼材の自然電位は，ブロック⑦（G5 桁）で-294～-483mV（平均値-363mV），ブロック⑩（G6 桁）で-303～-434mV（平均値-372mV）となり，不確定～90％以上の確率で腐食ありの領域であった。
(3) ブロック⑦（G5 桁）とブロック⑩（G6 桁）を接続し 2.0mA/m2の通電を行った結果，鋼材の分極量
はブロック⑦で 114～208mV（平均値 169mV），ブロック⑩で 103～269mV（平均値 163mV）であり，数値のばらつきは見られるものの，良好な防食状態であった。
(4) ブロック⑦（G5 桁）とブロック⑩（G6 桁）を接続し 2.0mA/m2の通電を行った結果，陽極の分極量
はブロック⑦で 377～493mV（平均値 429mV），ブロック⑩で 319～558mV（平均値 430mV）であり，陽極の大きな電位上昇は認められなかった。
5.4.6.2 付着強度試験(1) 陽極界面の付着強度は，40×溝幅の 30mm で実施した場合の平均値は 0.45N/mm2，40×40mm で実施した場合の平均値は 0.87N/mm2であった。一方，切り込み深さを陽極の埋め込み深さより手前とした
場合のコンクリートおよび陽極被覆材の付着強度の平均値は 3.2N/mm2であった。陽極埋設箇所は，溝の両側面および底面の 3 面にて付着されていること，母材の付着強度は陽極界面に対して高いため，通電に伴う陽極被覆材の剥落等の心配はないものと考えられる。
(2) 今回付着試験を実施した箇所の陽極被覆材は，陽極の網目にも充填されていた。
5.4.6.3 陽極耐久性試験(1) チタングリッド方式を適用し，20 年経過した本構造物から採取した陽極材は，いずれも NACE の促進試験を満足し，今後 40 年以上の耐久性を有することが確認できた。
5.4.6.4 プルボックス開放試験(1) ディストリビュータおよび排流端子の結線部に腐食等は認められず，健全であった。

9 - 82

5.5 亜鉛シート方式の調査結果
5.5.1 調査前の外観調査に先立ち，撤去桁に設置されている亜鉛シートの外観状況を以下に示す。

写真-5.5.1.1 調査前ブロック⑪(1)写真-5.5.1.2 調査前ブロック⑪(2)

写真-5.5.1.3 調査前ブロック⑫(1)写真-5.5.1.4 調査前ブロック⑫(2)5.5.2 表面電位測定
表面電位測定を行う際，コンクリート中鋼材の電気的導通が必要となる。
撤去桁は分割撤去されているため，
PC 鋼線も鉄筋も切断されていた。したがって，鋼材間の導通確認を実施し，電気的導通が得られていない鋼材
は，リード線で接続して電気的に一体化した。

写真-5.5.2.1 導通確認状況

写真-5.5.2.2 導通確保

9 - 83

亜鉛シート方式では，陽極相互間は間詰パテにより覆われている。表面電位を計測する場合，躯体コンクリート面に照合電極を押し当てる必要があるため，表面電位を計測する範囲の間詰パテを撤去し，測定点とした。

図-5.5.2.1 ブロック⑪の調査位置図

図-5.5.2.2 ブロック⑫の調査位置図

写真-5.5.2.3 間詰パテ撤去後ブロック⑪

写真-5.5.2.4 間詰パテ撤去後ブロック⑫

9 - 84図-5.5.2.3 測定点図ブロック⑪

図-5.5.2.4 測定点図ブロック⑫

表面電位の計測は，図-5.5.2.3 および図-5.5.2.4 に示す測定点（1～11，101～111，A～D）の位置で実施した。
測定項目は，陽極発生電流，自然電位（Ec），オン電位（Eon），インスタントオフ電位（Eins）を計測した。計測された結果から分極量（⊿E）を算出した。測定結果を表-5.5.2.1，図-5.5.2.5～図-5.5.2.12 に示す。なお，通電時間が約 4 時間で実施した。

写真-5.5.2.5 表面電位測定状況

写真-5.5.2.6 表面電位測定状況

9 - 85表-5.5.2.1 表面電位測定結果

9 - 86

vs CSEvs CSE

単位：mV

単位：mV

図-5.5.2.5 自然電位ブロック⑪

図-5.5.2.6 自然電位ブロック⑫
vs CSEvs CSE

単位：mV

単位：mV

図-5.5.2.7 インスタントオフ電位ブロック⑪

図-5.5.2.8 インスタントオフ電位ブロック⑫

単位：mV
単位：mV

図-5.5.2.9 分極量ブロック⑪

図-5.5.2.10 分極量ブロック⑫

9 - 87

図-5.5.2.11 分極量ブロック⑪

図-5.5.2.12 分極量ブロック⑫

9 - 88

5.5.3 陽極耐用年数確認
亜鉛シート方式の設計上の耐用年数は 15 年（当時）である。本電気防食装置は 1996 年 2 月に設置され，約23 年が経過している。また，一部 2010 年 11 月に設置した陽極がある。2010 年 11 月に設置した陽極は，当初設置した陽極の設計耐用年数が近くなった時点で，今回の調査同様に一部陽極を採取して期待耐用年数を確認した際，取り替えた陽極である。今回は，図-5.5.3.1 および図-5.5.3.2 に示す位置の陽極（5 枚×2 箇所）を採
取，実験室にて秤量し陽極耐用年数を確認した。なお，参考として 2010 年 11 月に再設置された陽極について
も底面 1 枚を採取し，耐用年数を確認した。

図-5.5.3.1 陽極採取位置ブロック⑪

図-5.5.3.2 陽極採取位置ブロック⑫

写真-5.5.3.1 陽極撤去後ブロック⑪

写真-5.5.3.2 陽極撤去後ブロック⑫

写真-5.5.3.3 陽極撤去後 11-1

写真-5.5.3.4 陽極表面処理後 11-1
9 - 89

写真-5.5.3.5 陽極撤去後 11-2

写真-5.5.3.6 陽極表面処理後 11-2

写真-5.5.3.7 陽極撤去後 11-3

写真-5.5.3.8 陽極表面処理後 11-3

写真-5.5.3.9 陽極撤去後 11-4

写真-5.5.3.10 陽極表面処理後 11-4

写真-5.5.3.11 陽極撤去後 11-5

写真-5.5.3.12 陽極表面処理後 11-5

9 - 90写真-5.5.3.13 陽極撤去後 12-1

写真-5.5.3.14 陽極表面処理後 12-1

写真-5.5.3.15 陽極撤去後 12-2

写真-5.5.3.16 陽極表面処理後 12-2

写真-5.5.3.17 陽極撤去後 12-3

写真-5.5.3.18 陽極表面処理後 12-3

写真-5.5.3.19 陽極撤去後 12-4

写真-5.5.3.20 陽極表面処理後 12-4

9 - 91

写真-5.5.3.21 陽極撤去後 12-5

写真-5.5.3.22 陽極表面処理後 12-5

写真-5.5.3.23 陽極撤去後 H22-11

写真-5.5.3.24 陽極表面処理後 H22-11

表-5.5.3.1 陽極耐用年数のまとめ

注） 経過年数 t（年）：11-1～12-5 ＝22.8 年
H22-11

消耗率 C（％）＝14.8 年

＝Wc／Wf

推定残寿命 Tr（年） ＝Wr／（Wc／t）
推定総寿命 T （年）＝t＋Tr

9 - 92

5.5.4 間詰パテ付着強度試験
亜鉛シート方式では，近年陽極相互間の間詰部の埋戻しにエポキシ樹脂（パテ）を使用している。そこで，間詰に使用されているパテの躯体コンクリートへの付着強度を調べた。調査は，2010 年に一部陽極を取り換えた範囲でパテ材が使用されているため，ブロック⑭の該当部位にて実施した。

図-5.5.4.1 ブロック⑭の調査位置図

写真-5.5.4.1 建研式試験箇所ブロック⑭

写真-5.5.4.2 建研式試験箇所詳細

写真-5.5.4.3 建研式試験状況

写真-5.5.4.4 建研式試験後

9 - 93

表-5.5.4.1 付着強度試験結果一覧
ブロック

測点

1

所

破断状況

海側

母材

寸法(mm)

面積(mm^2)

引張荷重(N/mm^2)

(kN)

40
40

パテ間

1600

2.14

1.34

1600

1.91

1.19

1500

2.16

1.44

40
⑭

2

3

母材中

40
35

母材
山側

40

パテ間

使用機材：SANKO TECHNO製 テクノテスター(R-1000D)

40

5.5.5 プルボックス開放試験
桁撤去に先立ち回収されたプルボックスを開放し，結線部の状況を調査した。調査は，北陸技術事務所に保管されていたプルボックス内から結線部の電線を採取し，土木研究所内に持ち込み結線部の養生を撤去した後，外観を確認した。

写真-5.5.5.1 採取電線

写真-5.5.5.2 養生撤去後

写真-5.5.5.3 結線部 G10-3 回路

写真-5.5.5.4 結線部詳細 G10-3 回路

9 - 94

写真-5.5.5.5 結線部 G11-3 回路

写真-5.5.5.6 結線部詳細 G11-3 回路

写真-5.5.5.7 結線部 G10-4 回路

写真-5.5.5.8 結線部詳細 G10-4 回路

写真-5.5.5.9 結線部 G11-4 回路

写真-5.5.5.10 結線部詳細 G11-4 回路

9 - 95

5.5.6 亜鉛シート方式の調査結果のまとめ
5.5.6.1 表面電位測定(1) 通電前の鋼材の自然電位は，ブロック⑪および⑫において不確定～90％以上の確率で腐食ありの領域であった。若干ブロック⑪のほうがブロック⑫より貴電位を示していたが大きな差ではない。また，いずれのブロックともに海側側面・山側側面に比べて底面のほうが貴電位であった。
(2) 通電後はいずれのブロックも大きく分極しており，陽極が機能していることを確認した。
(3) 陽極発生電流密度はブロック⑪で 5.31mA／㎡，ブロック⑫で 5.53mA／㎡であった。
(4) すべての測定点で 100mV 以上の分極量が得られた。
(5) 本電気防食装置は施工後約 23 年が経過しているが防食状態を維持していた。
5.5.6.2 陽極耐用年数確認(1) 推定陽極残寿命は，ブロック⑪で 10.1～40.6 年，ブロック⑫で 2.1～35.5 年であった。
(2) 推定陽極残寿命は，桁底面と山側側面が短寿命となる傾向を示した。ブロック⑪で短寿命だったのは山側側面の 10.1 年，ブロック⑫では底面の 2.1 年であった。なお，本電気防食装置は設置後約 23 年が経過しており，当初設計における期待耐用年数 15 年は十分に上回っていた。
5.5.6.3 間詰パテ付着強度試験(1) 間詰パテの付着強度はいずれも 1.0N／mm2以上の引張強度を示しており，良好であった。
(2) 本電気防食装置の当初はモルタル被覆であったが，現在の仕様ではパテ材の仕様となっているため現在では剥落防止ネット等の設置は不要である。
5.5.6.4 プルボックス開放試験(1) 結線部に腐食等は認められず，健全であった。
(2) ケーブルタグの破損や消失も認められず，プルボックス内は健全であった。

9 - 96

6. 電気防食を適用した弁天大橋（B 橋）調査のまとめ
6.1 陽極の変状と防食効果について
6.1.1 外部電源方式
弁天大橋では外部電源方式の代表例としてチタンメッシュ方式とチタングリッド方式が適用されていた。
いずれの電気防食方式も陽極は被覆モルタルで覆う電気防食方式である。弁天大橋では，この2方式の被覆モル
タルの一部浮きや剥落が確認されている。現地調査ならびに解体調査時に通電試験を行った結果，小規模の劣化・損傷では防食効果に大きな影響がないことがわかった。ただし，被覆モルタルの劣化・損傷を修復した場
合，防食電流は増大して供給できることが判明している。したがって，ある程度の被覆モルタルの劣化・損傷は許容できるが定期点検時に被覆モルタルの浮きや剥離・剥落が確認された場合は，速やかに補修することが望ましいと言える。
6.1.2 流電陽極方式
流電陽極方式では，一部紫外線劣化による防食板のたわみが確認されている。しかしながら，流電陽極方式の当初設計耐用年数は15年であり，調査時にはその耐用年数は経過していた。また，防食効果に問題はなかったことから，供用期間内で問題なく電気防食機能は発揮されていたと推測できる。
6.2 電気防食の効果範囲
本電気防食装置は，下フランジを防食対象として適用されていた。撤去前および撤去後に通電試験を行い，コンクリート表面電位を計測した結果，良好な防食状態が得られていることが判明した。また，解体調査時，ウェブ部のスターラップ筋の腐食状況を確認した結果，下フランジ部から10cm程度まで健全であった。一般的に電気防食の陽極相互間は最大30cm程度とされている。陽極端部から10cm程度まで防食効果があったことは，陽極間の相乗効果を考慮すると妥当な効果範囲であったと言える。
6.3 陽極材の付着強度
6.3.1 陽極被覆材の付着強度
2方式の外部電源方式では，いずれも陽極被覆材を使用する。陽極被覆材と躯体コンクリートとの付着強度を調べた結果，浮きが生じていない範囲においては十分な強度があり，剥落等の心配はない。したがって，前述のとおり，点検において陽極被覆モルタルの健全性を確認しておけば問題ないと言える。
6.3.2 陽極間の間詰材の付着強度
流電陽極方式では，陽極相互間の間詰材が使用されている。当初はモルタル仕様であり，浮きが確認されていたことから剥落防止ネットを併用していた。一部，過年度陽極耐用年数調査のため陽極を撤去・再設置した範囲については，現行仕様のパテ材に変更されていた。パテ材は浮きもなく，1.0N／mm2以上の付着強度が確認された。本調査では，パテ材仕様となっている範囲では剥落防止ネットの併用は不要と考えられるが，施工環境に起因する品質の不均一性等も考えられるため，剥落防止ネットの設置については構造物の立地条件等を考慮して決定することが望ましい。
6.4 分配電流（外部電源方式）
チタンメッシュ方式とチタングリッド方式の各桁への分配電流を測定した結果，概ね均等な電流分布であることが判明した。施工当初のデータがないため，経年の比較はできないが，電気防食施工後20年程度が経過した時点で均一な電流分布であったことがわかった。今後，施工時にも初期値として分配電流を計測し，記録しておくことが望ましい。
6.5 陽極耐久性試験
6.5.1 外部電源方式
チタンメッシュ方式とチタングリッド方式において，既設陽極を用いて耐久性試験を行った結果，20年以上供用しても今後さらに40年以上の耐久性を有することがわかった。すなわち，陽極被覆モルタルの軽微な劣化をメンテナンスすることにより，陽極を長期間使用できることがわかった。
9 - 97

6.5.2 流電陽極方式
亜鉛シート方式において，既設陽極を一部撤去・秤量し，陽極残存寿命を計算した結果，2～40年のばらつきが確認された。これは，陽極設置面におけるコンクリート中鋼材の表面積と鋼材の分極抵抗によって左右される。本施設へは亜鉛シート方式適用後20年以上が経過しているにも関わらず，陽極残存寿命は2年以上残っていた。当初，亜鉛シート方式の設計陽極寿命は15年程度とされていたが，20年以上の耐久性を有することがわかった。
6.6 配線配管材
6.6.1 配管材料
本電気防食装置には複数の仕様の配管材が使用されていた。いずれの材料も大きな損傷はないが，他の橋梁において曲げ部の配管材の割れ等が確認されている。また，紫外線劣化の可能性も含めて配管材の仕様を決定することが望ましい。
また，配管固定材料については，電気防食装置は塩害地域に適用されることから耐食性を有する材料または非金属材料による固定が望ましい。
6.6.2 配線材料
今回の各種調査において，配線材料の劣化・損傷は認められなかった。配線材料はすべて配管材に収納されていたことから直接的な劣化・損傷がなかったものと思われる。配線材料は通電において，主要材料となるため，配管材に収納または埋設等により直接露出することがないように施工すればよいと考えられる。
6.6.3 配管固定材料
配管固定材料には樹脂製のサドルが使用されていた。サドルの固定は，プラスチック製の釘やSUS製ビスが使用されていた。SUS製のビスからは錆汁が発生していた。電気防食を適用する環境は塩害環境であり，露出
金属も塩害の影響により腐食することが懸念される。電気防食の耐用年数は長く，配線配管材料も20年程度の耐用年数を求められることから，配管固定材料も耐食性材料を使用することが必要である。
6.6.4 プルボックス
今回の調査において，プルボックスの損傷・破損は認められなかった。プルボックス内では，配線の結線部があることから定期的に点検を実施する項目となっている。今回の調査において，プルボックス内に樹脂充填がされているものや特殊ねじによって容易にボックスの開放ができなかったものがある。後日，撤去桁からプ
ルボックスを回収し，破壊調査により結線部を確認できたが，今後は定期点検時にプルボックスの開放・結線部の確認ができる構造にしておくことが必要である。
6.7 全体を通して弁天大橋では，2種類の外部電源方式と1種類の流電陽極方式が適用され，20年以上が経過した。調査の結果から，一旦塩害を受けた構造物であっても，電気防食を適用することにより，その後の塩害によるコンクリー
ト中鋼材腐食は防止できることがわかった。しかしながら，電気防食の維持管理も必要であり，直流電源装置
や陽極，配線配管等の適切な維持管理を行うことにより，電気防食システムの健全性が保たれることになる。
また，外部電源方式および流電陽極方式による防食効果の差はなく，適切に通電できれば電気防食の効果が得られるため，電気防食の維持管理は必須となる。

9 - 98

10 編 撤去橋梁の調査－ 陽極の異なる腐食環境における配置がコンクリート内部の鋼材の分極量の分布に及ぼす影響の評価 －目 次
1. はじめに ......................................................................................................... 101.1 本編に示す調査の背景と目的 ............................................................... 101.2 撤去桁の概要 ........................................................................................ 102. 実験概要 ......................................................................................................... 102.1 調査対象の部位 ..................................................................................... 102.2 通電方法 ................................................................................................ 102.3 その他の測定項目 ................................................................................. 103. 実験結果 ......................................................................................................... 103.1 電気抵抗率 ............................................................................................ 103.2 陽極－鋼材間の交流抵抗 ...................................................................... 103.3 陽極への電流分配 ................................................................................. 103.4 G5-3 の下フランジ部の自然電位の分布と鋼材の腐食状況 .................. 103.5 分極量比の分布 ..................................................................................... 104. まとめ ............................................................................................................. 10-

10 - i

1
1
2
6
6
7
9
10
10
10
11
12
12
16

10 編 撤去橋梁の調査－ 陽極の異なる腐食環境における配置がコンクリート内部の鋼材の分極量の分布に及ぼす影響の評価 －1. はじめに
1.1 本編に示す調査の背景と目的
電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書 － 電気防食工法の維持管理の課題に関する研究成果 －（(国研)土木研究所，東北大学，日本エルガード協会，コンクリート構造物の電気化学的防食工法研究会，共同研究報告書，No. 502，2018.7）の 5 編（撤去橋梁の調査）には，電気防食工法を適用した橋梁（秋田県国道 7 号線に架設されていた荒磯橋）からその撤去時に採取した PC 桁（以下，撤去桁）について調査した結果が報告されている。荒磯橋は電気防食工法を適用していたにもかかわらず，防食対象部位の一部においてコンクリート中の鋼材腐食に伴う変状が再び顕在化した橋梁である。
調査対象の撤去桁への通電試験および数値解析による分極量や防食電流の分布の分析の結果，変状はコンク
リート内部の鋼材腐食に起因するものと考えられた。そして，その変状発生のメカニズムのひとつとして，下フランジ底面近傍に位置する鋼材への防食電流供給量が少なくなる陽極配置であることが指摘された。調査対
象の撤去桁の既設の陽極システムは外部電源を用いた点状陽極方式の一つであるチタンロッド陽極方式である。
図-1.1.1 の配置図、その断面拡大図である図-1.1.2 および図-1.1.3 に示すように，陽極は下フランジのハンチ上部から棒状の陽極（チタンロッド陽極棒）を差し込むように配置されており，陽極近傍の鉄筋やシースには防食電流が流入するものの，下フランジ底面部近傍の鋼材には防食電流が届きにくいと考えられた。
そこで新たに線状陽極の一つであるチタンリボンメッシュ陽極を下フランジに仮設して通電試験を実施し，コンクリート内部の鋼材の分極量の分布を測定し，陽極配置が防食効果に及ぼす影響を実験的に評価した。

図-1.1.1 調査対象の撤去桁の陽極の配置図
10 - 1

D－D 断面図

E－E 断面図F－F 断面図

図-1.1.2 陽極の配置図（図-1.1.1 の断面図の拡大図）

図-1.1.3 陽極の設置詳細図（F－F 断面）

1.2 撤去桁の概要
この節では調査対象とした撤去桁の諸元について，電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書 － 電気防食工法の維持管理の課題に関する研究成果 －（(国研)土木研究所，東北大学，日本エルガード協会，コンクリート構造物の電気化学的防食工法研究会，共同研究報告書，No. 502，2018.7）の 5 編（撤去橋梁の調査）2.1（書類調査）から抜粋して示す。
1.2.1 橋梁諸元
荒磯橋は，秋田県由利本荘市岩城内の一般国道 7 号線上に架橋されていた橋長 45.8 m・幅員 13.8 m の 2 径間
単純 PC ポストテンション T 桁橋である。荒川橋は汀線からの距離・約 300 m の位置に架橋されており，冬期間の季節風により輸送される海水飛沫（飛来塩分）に曝されていた。塩害による鋼材腐食が進行し，ひび割れや浮などの変状が生じ，劣化の進行が懸念されたため，平成 11 年（1999 年）より上部工に電気防食工法が適用された。
図-1.2.1 に荒磯橋の構造一般図を示す。荒磯橋の竣工年度は昭和 40 年度（1965 年度）である。その後，各種の調査や補修・補強がなされ，平成 26 年（2014 年）1 月に供用を終了し，撤去された。撤去された桁の一部
は土木研究所（茨城県つくば市）の敷地内に移設され，平成 27 年（2015 年）2 月より，本検討に関する調査が開始された。

10 - 2

図-1.2.1 荒磯橋構造一般図

1.2.2 荒磯橋の塩害外力の評価
荒磯橋の桁のウエブ部分から採取されたコア試料の塩化物イオン濃度分布に「土木学会規準：実構造物におけるコンクリート中の全塩化物イオン分布の測定方法（案）（JSCE-G 573-2003）の附属書 2（参考）コンクリ
ート中の全塩化物イオン濃度分布に基づいた見掛けの拡散係数の算出方法」を適用して評価した表面塩化物イ
オン濃度と見かけの塩化物イオン拡散係数を表-1.2.1 に示す。なお，参考として，荒磯橋と同様にチタンロッド方式により電気防食による補修がなされた海士剥橋の調査結果も併せて示す。さらに，表-1.2.2 には，土木研究所方式塩分捕集器で評価した飛来塩分量の評価結果を示す。
表-1.2.1 より，コア試料の分析の結果をみると，荒磯橋の表面塩化物イオン濃度は 10.0～15.4 kg/m3となっており，海士剥橋と比較しても塩害外力（飛来塩分量）が多いことが推察される。また，表-1.2.2 の結果を見ても，荒磯橋は海士剥橋よりも飛来塩分量が多い傾向にあることがわかる。これらより，荒磯橋の立地環境は，秋田県沿岸部でも厳しい部類に入る橋梁であると推察される。

10 - 3

表-1.2.1 コア試料による塩害外力の評価結果
部位

表面塩化物イオン濃度（kg/m3）

見かけの塩化物イオン
拡散係数（cm2/年）

G3 桁-海側

12.5

0.35

竣工：S40 年度

G4 桁-海側

10.0

0.22

調査：H10 年度

G3 桁-山側

15.4

0.30

調査時の供用期間：32 年

G4 桁-山側

13.1

0.34

G2 桁-海側

5.5

1.05

竣工：S51 年度

G3 桁-海側8.3

0.22

調査：H10 年度

G2 桁-山側

4.6

1.68

調査時の供用期間：21 年

G3 桁-山側

3.0

0.66

橋梁（諸元）
荒磯橋

海士剥橋

表-1.2.2 土研式塩分捕集器による日平均飛来塩分量（mdd）測定結果
荒磯橋設置・採取日海士剥橋
日平均飛来
塩分量（mdd）

設置・採取日日平均飛来
塩分量（mdd）

平成 15 年 12 月 04 日

設置

平成 15 年 12 月 03 日

設置

平成 16 年 01 月 07 日

1.710

平成 16 年 01 月 06 日

1.363

平成 16 年 02 月 03 日

3.723（最大値）

平成 16 年 02 月 02 日

2.795（最大値）

平成 16 年 03 月 02 日

3.611

平成 16 年 03 月 01 日

2.727

平成 16 年 04 月 06 日

1.254

平成 16 年 04 月 05 日

1.304

平成 16 年 05 月 01 日

0.182

平成 16 年 04 月 30 日

0.118

平成 16 年 05 月 30 日

0.084

平成 16 年 05 月 30 日

0.033

平成 16 年 07 月 04 日

0.044（最小値）

平成 16 年 07 月 03 日

0.025（最小値）

平成 16 年 08 月 01 日

0.078

平成 16 年 07 月 31 日

0.031

平成 16 年 08 月 30 日

1.085

平成 16 年 08 月 29 日

0.795

平成 16 年 09 月 30 日

0.421

平成 16 年 09 月 30 日

0.343

平成 16 年 10 月 31 日

0.131

平成 16 年 10 月 30 日

0.078

平成 16 年 11 月 30 日

3.186

平成 16 年 11 月 30 日

1.988

平均値

1.292

平均値

0.967

1.2.3 荒磯橋の延命化計画と補修・補強履歴および追跡調査
本検討の調査の範囲では，入手できた維持管理記録は平成 10 年度（1998 年度）以降のものである。ここでは，入手できた範囲の維持管理記録にて荒磯橋の延命化計画と補修・補強履歴および電気防食施工後の追跡調査の結果を整理する。主要な補修・補強履歴と変状の目視確認の履歴は表-1.2.3 の通りである。
電気防食工法が適用される直前の荒磯橋の調査報告書では，塩害の兆候は明白であること，第 2 スパンでは塩害特有の幅の広い橋軸方向ひび割れが随所に見られること，
特に G5 と G6 桁においては部分的にコンクリー
トのはく離・はく落も見られること，近接点検調査およびはつり調査により PC 鋼線の腐食・破断が確認されたことが報告されている。なお，G5 桁は今回の調査で対象の 1 つとなった桁である。写真-1.2.1 は，はく離・
はく落の変状が確認された G5 桁および G6 桁のはつり調査部の PC 鋼線の状況である。
10 - 4

表-1.2.3 荒磯橋の補修・補強と変状の目視確認の履歴
年度

補修・補強履歴1965 年（S40）竣工

1979 年（S54）

落橋防止装置1982 年（S57）

高欄・防護柵1985 年（S60）

伸縮装置取替え1988 年（S63）橋梁拡幅

変状の目視確認の履歴1997 年（H9）断面修復（はつり調査の埋戻しであるが，比較的規模が大きい。



既設部のスパン 2 の G4，G5 桁に橋軸方向のひび割れを確認。G5 桁の一部にはく離を確認。
近接点検調査およびはつり調査により，PC
鋼線の腐食・破断が確認される。

脱塩工（下部工）
断面修復
1999 年（H11） 電気防食工（既設部上部工）
伸縮装置取替え・外ケーブル
舗装・排水施設・表面塗装（拡幅部）
2001 年（H13）2002 年（H14）2003 年（H15） はつり調査部について断面修復。



ごく一部で仕上げ材のはく離などの軽微な変状が確認されるが，防食状態は良好。



ごく一部で仕上げ材のはく離などの軽微な変状が確認されるが，防食状態は良好。



鋼材腐食に起因するひび割れ・浮きが確認される。
埋めこみ照合電極による復極量は 100 mV以上であり，防食規準を満足していた。
詳細調査の結果，浮部周囲の復極量は 100
mV より小さかった。



2004 年（H16）

橋面防水工




2010 年（H22）

10 - 5

防食対象の下フランジに設置された埋め込
み型照合電極により測定した復極量は，下フランジ下面において 100 mV 未満になるものがあった。
安定した電位を示さない照合電極が一部で確認された。
H21 年度の橋梁定期点検結果と今年度の現地踏査結果を比較しており，損傷が著しく進行していること，特に，補修した断面修復材が浮いて，その後剥落して剥離・鉄筋露出に至っていることを指摘している。

(a) G5 桁(b)G6 桁写真-1.2.1 荒磯橋第 2 スパンはつり部の PC 鋼線の状態

2. 実験概要
2.1 調査対象の部位
調査対象の部位は図-2.1.1 に示す G5-3 と G3-3 の部位である。調査に際しては，さらに橋軸方向に 90 cm の部位（図-2.1.1 の「通電対象範囲」として示した部位）に対して通電試験を実施した。
至 酒田
←

至 秋田
→

海側

G3-3
通電対象範囲

G5-2

G5-3

山側

図-2.1.1 調査対象部位

10 - 6

G5-4

2.2 通電方法
2.2.1 前処理
図-2.2.1 に示すように，通電対象範囲以外のチタンロッド陽極棒に防食電流が流れないようにするために，
チタンロッド陽極棒を電気的に接続するチタン・ワイヤーを切断した。通電対象範囲の前処理は次のとおりである。

通電対象範囲チタン・ワイヤー

チタン・ワイヤー

チタン・ワイヤーの切断部

チタン・ワイヤーの切断部

図-2.2.1 チタン・ワイヤーの切断処理（G5-3）(1) G5-3
通電対象範囲は，電気防食施工時に実施された断面修復工法の断面修復材が存在していた箇所である。この
断面修復材の一部は鋼材腐食によって浮きや剥落が見られた。そのため，通電対象範囲の下フランジ部底面の断面修復材を全てはつりとり，あらたに断面修復を実施した。断面修復材に用いた材料は P&S モルタル SP（住友大阪セメント(株)社製）である。断面修復は 2017 年 4 月 26 日に実施した。
さらに，既設のチタンロッド陽極棒による通電試験（後述）の後，チタンロッド陽極棒をバックフィル材とともに撤去し，残った空孔を無機系超速硬セメント補修材（セメフォースアンカー，住友大阪セメント(株)社製）で埋め戻した。この作業は 2017 年 5 月 24 日に実施した。
カソードとなる鉄筋，シースおよび PC 鋼材の電気的導通は，撤去桁の切断面に露出した鋼材をワニ口クリ
ップ付きリード線で結線することで確保した。
(2) G3-3
G3-3 の通電対象範囲は健全で浮きが存在しないため，はつりや断面修復は実施せずに，そのままの状態で通電試験に供した。カソードとなる鉄筋，シースおよび PC 鋼材の電気的導通は，撤去桁の切断面に露出した鋼材をワニ口クリップ付きリード線で結線することで確保した。
2.2.2 陽極の配置および通電量と通電時期
図-2.2.2 に陽極の配置を示す。なお，図-2.2.2 の右側の図は線状陽極（チタンリボンメッシュ＃110 陽極）の配置図であり，既設のチタンロッド陽極棒については図示していない。チタンロッド陽極棒の配置は，図-1.1.1の D-D 断面と E-E 断面の中間部に相当する。図-2.2.2 に示すように，①はチタンロッド陽極棒のみを使用して10 - 7

通電を実施した。②と③についてはチタンロッド陽極棒とチタンリボンメッシュ陽極を併用した。さらに，④～⑦についてはチタンリボンメッシュ陽極のみを使用した。なお，チタンリボンメッシュ陽極のみの通電（④～⑦）の実施に際しては，G5-3 のケースではチタンロッド陽極棒を撤去し，残された空孔は無機系材料で充填している。一方，G3-3 のケースではチタンロッド陽極棒は撤去せずに通電を実施した。
チタンリボンメッシュ陽極はコンクリート表面との間に導電性のハイドロゲルシートを介在させて設置し，さらにその上からハイドロゲルシートを接着した。図-2.2.3 にチタンリボンメッシュ陽極の設置例を示す。
通電の実施時期および通電量は次のとおりである。
2017 年 4 月 26 日

G5-3

断面修復を実施。

2017 年 5 月 24 日

G5-3①：1.0，1.7，2.0 mA②：4.7 mA③：4.7，6.0 mA

2017 年 5 月 25 日

G5-3④：2.0 mA⑤：2.0 mA⑥：2.0，4.7 mA

2018 年 10 月 9 日

G5-3⑥：0.5，2.0，4.7，7.05 mA⑦：1.0 mA

2018 年 10 月 10 日

G3-3①：4.7 mA⑥：2.0，4.7，7.05 mA

なお，通電対象範囲（下フランジ部）の面積は次式に示すとおりである。そのため，1.0 mA の通電量である
場合，陽極から供給される防食電流密度（コンクリート表面積当り）は，0.88 mA/m2となる。
通電対象範囲（下フランジ部）の面積＝（ハンチの長さ＠2＋側面の長さ@2＋底面の長さ）×橋軸方向の長さ＝（23 cm @ 2 ＋ 18 cm @ 2 ＋ 45 cm）× 90 cm＝ 11430 cm2＝ 1.143 m2
陽極

①

チタ
ンロ
ッド
陽極
棒
○

②

No.

チタンリボンメッシュ陽極の位置と番号

チタンリボンメッシュ陽極
海側
ハンチ

海側
側面

下フランジ
海側

中央

山側

山側
側面

山側
ハンチ

A

B

C

D

E

F

G

―

―

―

―

―

―

―

○

―

―

―

○

―

―

―

③

○

―

―

○

○

○

―

―

④

―

○

○

―

○

―

○

○

⑤

―

○

○

○

―

○

○

○

⑥

―

○

○

○

○

○

○

○

⑦

―

―

○

○

○

○

○

―

図-2.2.2 陽極の配置
10 - 8図-2.2.3 チタンリボンメッシュ陽極のハイドロゲルを用いた設置の例
2.2.2 照合電極の設置
図-2.2.4 に照合電極の設置位置を示す。照合電極には貼付け型照合電極（Ag/AgCl 電極）を用いた。なお，
下フランジにおいては，従来設置していた位置にチタンリボンメッシュ陽極が設置されるため，チタンリボン
メッシュ陽極のすぐ傍にずらして貼付け型照合電極（Ag/AgCl 電極）を貼付した。

秋田側の電位測定点
酒田側の電位測定点
通電対象範囲
1
2

1

2

34

13 12 11 10

3
4
5
6
7
8
9
10
11

5
6
7
8
9

12
13

：電位測定点※下図は左上図（図-2.1.1 の再掲）の G5-3 と G3-3 の部分．

図-2.2.4 貼付け型照合電極の設置位置（電位の測定位置）
2.3 その他の測定項目
2.3.1 電気抵抗率
Resipod（Proceq 社製）を用いて，電気抵抗率を測定した。撤去桁に対しての測定に際しては，電極間隔を a= 3 cm とし，セル定数を Wenner 法の k = 1/(2πa)として電気抵抗率を算定した。ここで，セル定数，電気抵抗 R
および電気抵抗率 ρ の関係は，ρ = R/k である。また，チタンロッド陽極棒を撤去した後の空孔の埋め戻し材として使用した無機系材料については，4×4×16 cm の角柱供試体を作製し，JSCE-G 581 に規定される四電極法
10 - 9

B 法によってその電気抵抗率を測定した。
2.3.2 陽極－鋼材間の交流抵抗測定対象のチタンリボンメッシュ陽極を他陽極と絶縁状態にして，陽極と鋼材間の交流抵抗を測定した。
2.3.3 電流分配
測定対象のチタンリボンメッシュ陽極に対して直列に接続したシャント抵抗にかかる電圧を測定し，陽極に流入する防食電流の比率を算定した。
2.3.4 自然電位
G5-3 の通電対象範囲のうち，下フランジの底面部の自然電位の分布を鉛照合電極を用いて測定した。

3 実験結果3.1 電気抵抗率
電気抵抗率の測定結果を以下にまとめて示す。特に断りがなければ，測定方法は Wenner 法である。
2017 年 5 月 24 日
G5-3 桁下フランジ下面

14.9 kΩ cm （測定箇所は本調査で再修復した断面修復部）

ウエブ 海側42.4 kΩ cm （測定箇所は母材コンクリート）

ウエブ 山側48.7 kΩ cm （測定箇所は母材コンクリート）
2.4 kΩ cm （JSCE-G 581 に規定される四電極法 B 法）

セメフォースアンカー（材齢 1 日）
2018 年 10 月 9 日
G5-3 桁下フランジ下面

72.0 kΩ cm （測定箇所は本調査で再修復した断面修復部）

ウエブ

46.8 kΩ cm （測定箇所は母材コンクリート）2018 年 10 月 10 日
G3-3 桁下フランジ下面

20.4 kΩ cm （測定箇所は既設の断面修復部）

ウエブ 海側28.9 kΩ cm （測定箇所は母材コンクリート）

3.2 陽極－鋼材間の交流抵抗表-3.2.1 に陽極と鋼材間の交流抵抗の測定結果を示す。G5-3 では下フランジのハンチ部に設置した陽極を除いて，全体的に陽極－鋼材間の交流抵抗が大きい。一方，G3-3 では，陽極ごとに違いは明確ではなく，ほぼ同
等の陽極－鋼材間の交流抵抗であった。
表-3.2.1 陽極－鋼材間の交流抵抗（単位：Ω）
海側←
測定日

→山側

測定部位
A

B

C

D

E

F

G

2018/10/9

G5-3 秋田側

580

4500

3200

2200

2900

2800

600

2018/10/10

G3-3 秋田側

500

380

390

470

580

710

560

10 - 10

3.3 陽極への電流分配
図-3.3.1 から図-3.3.4 に設置したチタンリボンメッシュ陽極に流入・流出する電流の分配比を示す。図中のチタンリボンメッシュ陽極の番号（A～G）は図-2.2.2 と同じである。また，凡例中の丸数字は図-2.2.2 に示したチタンリボンメッシュ陽極の設置位置を，数字は通電量を示している。例えば，「③-1.0」は図-2.2.2 の③のチタンリボンメッシュ陽極の配置で 1.0 mA の通電量で通電試験をした結果を示している。
図-3.3.1 から図-3.3.4 より，チタンリボンメッシュ陽極の配置によって，チタンリボンメッシュ陽極に流入・流出する電流の分配が異なることがわかる。図-3.3.1 より，1.0～2.0 mA の通電量（0.88～1.76 mA/m2のコンク
リート面積当たりの防食電流密度）において，G5-3 の下フランジ底面のチタンリボンメッシュ陽極に関しては，中央部に位置するチタンリボンメッシュ陽極に電流が分配される傾向であることがわかる。ただし，最も陽極量が多く，下フランジのハンチ部にもチタンリボンメッシュ陽極を配置した陽極配置⑥であると，下フランジのハンチ部に設置したチタンリボンメッシュ陽極に最も多くの電流が分配した。また，図-3.3.2 に G5-3 で陽極
配置⑥で異なる通電量で防食電流を流した結果を示す。図-3.3.2 より，本調査で流した電流量の範囲においては，通電量が電流分配比に及ぼす影響はほぼなかった。また，設置した全てのチタンリボンメッシュ陽極を接続して通電した陽極配置⑥場合，下フランジのハンチ部に設置した陽極（陽極番号 A および G）に多くの防食
電流が分配した。これは表-3.2.1 に示した陽極－鋼材間の交流抵抗の大小関係と矛盾しない傾向であった。
図-3.3.3 に G3-3 に陽極配置⑥で通電した結果を示す。この図と図-3.3.2 の G5-3 の結果を比較すると，G3-3では電流分配比はほぼ一様であることがわかる。これは表-3.2.1 に示した陽極－鋼材間の交流抵抗と矛盾しない結果であった。さらに，図-3.3.4 に G5-3 に陽極配置⑥で通電量 4.7 mA で通電したときの電流分配比が通電時期に受ける影響を示す。前述したように，G5-3 は断面修復をやり直したことで，断面修復材の電気抵抗率が測定日により異なる（2017 年 5 月：14.9 kΩ cm，2018 年 10 月：72.0 kΩ cm）。しかし，チタンリボンメッシュ
陽極の電流分配比には大きな差異は生じなかった。今回の調査では，断面修復材の電気抵抗率や鋼材の分極抵抗の変化よりも，陽極と鋼材の配置の方が陽極－鋼材間の交流抵抗の支配的要因であったと考えられる。

G5-3 ③-1.0
G5-3 ⑥-2.0
G5-3 ⑦-1.0

0.40
0.20

0.60
電流分配比

電流分配比

0.60

0.40

G5-3 ⑥-2.0
G5-3 ⑥-4.7
G5-3 ⑥-7.1

0.20

0.00

0.00
A

B

C

D
陽極

E

F

G

A

図-3.3.1 電流分配比（2018 年 10 月，G5-3）

0.40

B

C

D
陽極

E

F

G

図-3.3.2 電流分配比（2018 年 10 月，G5-3）

G3-3 ⑥-2.0

G3-3 ⑥-4.7

G3-3 ⑥-7.1

G3-3 ⑥-7.1

0.60
G5-3 ⑥-5月

電流分配比

0.60
電流分配比

G5-3 ⑥-0.5
G5-3 ⑥-4.7
G5-3 ⑥-4.7

0.20

G5-3 ⑥-10月

0.40

通電量：4.7 mA
0.20
0.00

0.00
A

B

C

D
陽極

E

F

A

G

図-3.3.3 電流分配比（2018 年 10 月，G3-3）

B

C

D
陽極

E

F

G

図-3.3.4 電流分配比（G5-3，測定日の違いの影響）

10 - 11

3.4 G5-3 の下フランジ部の自然電位の分布と鋼材の腐食状況
図-3.4.1 に，2018 年 10 月 9 日に測定した G5-3 の下フランジ下部の自然電位の分布を示す。なお，同図の写
真は，2017 年 4 月 26 日に実施した再断面修復時のはつり状況である。図-3.4.1 の自然電位の分布およびはつり状況の写真より，
断面修復部では海側の鋼材の腐食が山側と比較して進行している傾向が確認できる。
特に，
秋田側・海側においては，シース内部の PC 鋼線も激しく腐食している状況であった。一方，山側の酒田側で自然電位が卑側の電位になっているのは，再断面修復時のはつりが不十分で，断面修復後にマクロセル腐食が生じていた可能性がある。

海側

秋田側←

山側

→酒田側

図中の●と●は通電試験での貼付型 Ag/AgCl 照合電極の設置位置であり，それぞれ図-2.2.4 に示した秋田側と酒田側の測点である。

図-3.4.1 G5-3 の下フランジ部の自然電位（mV vs CSE）の分布（2018 年 10 月 9 日測定）
3.5 分極量比の分布
図-3.5.1～図-3.5.5 に種々の陽極配置で通電したときの分極量比の分布を示す。ここで，分極量比は 13 測点で測定されたうちの最大の分極量に対する各測点で測定された分極量の比である。分極量比で示したのは，異なる通電量でも防食電流の分配を比較できるようにするためである。また，電位の測定位置は秋田側と酒田側があり，その位置は図-3.4.1 と図-2.2.4 に示すとおりである。
図-3.5.1 に，G5-3 に陽極配置①②③で通電した結果を示す。図-3.5.1 より，下フランジ底面にチタンリボン
メッシュ陽極の設置数量が増加するに伴い，分極量比はウエブや下フランジ側面では低くなり，下フランジ底面部では増加する傾向がみられた。
図-3.5.2 に，G5-3 に陽極配置①④⑤⑥で通電した結果を示す。図-3.5.2 より，チタンロッド陽極棒のみのケース（陽極配置①）と比較して，チタンリボンメッシュ陽極を用いて通電すると，下フランジ底面部の分極量比が大きくなり，
その傾向は下フランジ底面のチタンリボンメッシュ陽極の設置数量が多いほど顕著であった。
10 - 12(a) 秋田側(b) 酒田側

図-3.5.1 分極量比の分布（2017 年 5 月 24 日，G5-3，電極配置①②③）(a) 秋田側(b) 酒田側

図-3.5.2 分極量比の分布（2017 年 5 月 24 日，G5-3，電極配置①④⑤⑥）
10 - 13(a) 秋田側(b) 酒田側

図-3.5.3 分極量比の分布（2017 年 5 月 24 日，G5-3，電極配置⑥）ただし，この傾向は秋田側では明確ではなかった。この理由としては鋼材の腐食状況の違いと電流密度が考えられる。図-3.4.1 に示したように，下フランジ底面の鋼材腐食は秋田側の海側で顕著である。また，今回の通電試験では，コンクリート面積当たりの電流密度は最大でも 6.3 mA/m2であり，腐食状況が厳しい部材に対する防食電流密度としては低めの条件で通電している。このように，この位置の鋼材はカソード分極がしにくい
条件が重なったものとなる。ここで，図-3.5.3 と図-3.5.4 に G5-3 で 2017 年 5 月（断面修復実施から 29 日後）と 2018 年 10 月（断面修復実施から 531 日後）の分極量比の分布をそれぞれ示す。図-3.5.3 と図-3.5.4 を秋田
側の陽極配置⑥で比較すると，下フランジ底面部の海側で分極量比が時間の経過とともに大きくなっていることがわかる。これは，断面修復によって塩化物イオンが除去されたことと，断面修復に使用した無機系材料に
よって鋼材周囲の pH が増加し，鋼材周囲の腐食環境が改善したためと考えられる。
また，図-3.5.4 より，電極配置ごとの分極量比の分布をみると，下フランジ側面の分極量比は電極配置⑥の方が電極配置③（このときの電極配置③はチタンロッド陽極棒を撤去した後の配置であり，チタンリボンメッ
シュ陽極のみが設置されている）および電極配置⑦よりも大きくなっていた。これは，電極配置⑥では下フランジのハンチ部にもチタンリボンメッシュ陽極を設置しているためである。
図-3.5.5 に，G3-3 の通電結果を示す。この時の陽極配置⑥では，チタンロッド陽極棒は撤去せずに通電している。図-3.5.5 と図-3.5.4 を電極配置⑥で比較してみると，G3-3 では下フランジ底面よりも下フランジ側面の方が分極量比は大きくなっていることがわかる。これは，G3-3 ではチタンロッド陽極棒を撤去せずに通電を実施したため，コンクリートよりも導電性が極めて高いチタンロッド陽極棒がディストリビュータのような役割を果たし，電流分布に影響を及ぼしたものと考えられる。

10 - 14

注：この図の陽極配置③は，チタンロッド陽極棒を設置していないときの結果である。

図-3.5.4 分極量比の分布（2018 年 10 月 9 日，G5-3，電極配置③⑥⑦）(a) 秋田側(b) 酒田側

図-3.5.5 分極量比の分布（2018 年 10 月 9 日，G3-3，電極配置①⑥）10 - 15

また，図-3.5.5 では，電極配置①で通電する直前にコンクリート表面に散水したときの結果も示している。
凡例の①-4.7-dry は暴露されたままの状態で測定した結果であり，①-4.7-wet が散水した後に通電したときの結果である。この結果より，チタンロッド陽極棒のみで通電を実施したケースでは，散水して湿潤状態にした方が下フランジ底面部の分極量比が大きくなる傾向が確認された。これは，コンクリートが高含水状態になるほど，コンクリートの電気抵抗率が低下し，防食電流分布が広くなることによる。

4. まとめ
この編では，電気防食工法を適用した PC 橋梁の撤去時に採取した撤去桁について調査した。この橋梁は電気防食工法を適用していたにもかかわらず，防食対象部位の一部においてコンクリート中の鋼材腐食に伴う変状が再び顕在化した橋梁である。前報での検討の結果，変状発生のメカニズムのひとつとして，下フランジ底面近傍に位置する鋼材への防食電流供給量が少なくなる陽極配置であることが指摘された。そこで新たに線状
陽極の一つであるチタンリボンメッシュ陽極を下フランジに仮設して通電試験を実施し，コンクリート内部の鋼材の分極量の分布を測定し，陽極配置が防食効果に及ぼす影響を実験的に評価した。
その結果，陽極の配置によって鋼材の分極量の分布が明らかに異なることが実験的に明らかになった。
特に，
下フランジ底面側の鋼材を防食するためには，陽極材を下フランジ底面に設置することが有効であることが示された。また，既設のチタンロッド陽極のみを使用して通電した場合に，コンクリート表面への散水の有無が分極量の分布に及ぼす影響を評価した。その結果，散水して湿潤状態にした方が下フランジ底面部の分極量比が大きくなる傾向が確認された。これは，コンクリートが高含水状態になるほど，コンクリートの電気抵抗率が低下し，防食電流分布が広くなることによると考えられた。
以上より，防食電流を適切に防食対象鋼材へ分配するには，陽極の設置位置を適切に選定することと，コンクリートの含水状態を把握することが重要であることが示された。

10 - 16

11 編

間欠通電方式の検証－ 異なる腐食環境における防食性の評価 －目

次

1. はじめに................................................................................................................................. 11- 1

2. 実験概要................................................................................................................................. 11- 3

2.1 供試体概要...................................................................................................................... 11- 3

2.2 通電方法および測定項目
3. 実験結果................................................................................................ 11- 7............................................................................................................................... 11- 11

3.1

各暴露環境における防食効果の検証

3.2

試験室温 20℃，相対湿度 60%の試験結果（間欠通電）............................................................................ 11- 11............................................ 11- 11(1) 無通電供試体の自然電位(2) 防食電流密度(3) 復極量(4) 通電停止後のオフ電位の変化(5) 外観観察(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度(7) 分極曲線3.3

試験室温 20℃，相対湿度 90%の試験結果（間欠通電）............................................ 11- 19(1) 無通電供試体の自然電位(2) 防食電流密度(3) 復極量(4) 通電停止後のオフ電位の変化(5) 外観観察(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度(7) 分極曲線3.4

試験室温度 40℃，相対湿度 90％の試験結果（間欠通電）(1) 無通電供試体の自然電位(2) 防食電流密度(3) 復極量(4) 通電停止後のオフ電位の変化(5) 外観観察(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度(7) 分極曲線
11 - i........................................ 11- 41

3.5

試験室温度 40℃，相対湿度 90％の試験結果（常時通電）........................................ 11- 62(1) 無通電供試体の自然電位(2) 防食電流密度(3) 復極量(4) 通電停止後のオフ電位の変化(5) 外観観察(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度(7) 分極曲線
3.6

屋外暴露の試験結果（間欠通電）............................................................................... 11- 78(1) 無通電供試体の自然電位(2) 防食電流密度(3) 復極量(4) 通電停止後のオフ電位の変化(5) 外観観察(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度(7) 分極曲線
3.7

屋外暴露の試験結果（常時通電）............................................................................... 11- 91(1) 無通電供試体の自然電位(2) 防食電流密度(3) 復極量(4) 通電停止後のオフ電位の変化(5) 外観観察(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度(7) 分極曲線
4. 実験結果の考察.................................................................................................................... 11- 98

4.1

各試験条件における鋼材の腐食状況

4.2

防食期間中の通電停止期間における復極状況

4.3

間欠通電における防食効果

4.4

まとめ

............................................................................ 11- 98............................................................. 11-100.......................................................................................... 11-103........................................................................................................................... 11-106

5. 間欠通電（断続通電）の適用にあたって............................................................................ 11-107

11 - ii

11 編

間欠通電方式の検証－ 異なる腐食環境における防食性の評価 －1. はじめに

従来，鋼材コンクリート構造物における塩害劣化は，沿岸領域にある構造物での飛来塩や，海砂の除去不足による内在塩など，コンクリート中に塩化物イオンが存在する構造物で顕著である。周囲を海で囲まれている我が国では，海岸線に位置するコンクリート道路橋が多数存在し，塩害劣化に悩まされている。さらに，1991 年に施行されたスパイクタイヤ禁止条例以降，山間部などの寒冷環境に位置する道路橋では，道路表面の凍結や積雪を防止し車両が安全に走行するために，凍結防止剤の散布が増加している。凍結防止剤には，NaCl，CaCl 2 ，MgCl 2 などがあり，いずれも塩化物イオンを含む化合物である。つまり，これら凍結防止剤は，雪溶け水や雨水に流れ出てコンクリート中に浸透し，コンクリート中の鋼材が腐食する原因となる。したがって，コンクリート道路橋における塩害劣化は，沿岸環境のみで生じる劣化現象ばかりではなく，積雪寒冷地においては人為的に生じる劣化現象として認識されはじめている。
電気防食工法は，塩害劣化を受けたコンクリート道路橋の補修対策として期待され，適用実績も増加している。電気防食工法には，防食電流の供給方法の違いにより，外部電源方式および流電陽極方式がある。流電陽極方式とは，コンクリート内部鋼材と比較してイオン化傾向が高い金属をコンクリート表面に設置し，内部鋼材と接続し，防食電流を供給する方法である。一方，外部電源方式とは，直流電源装置の＋側，－側にそれぞれ電気防食用陽極と内部鋼材を接続し，防食電流を供給する方法である。現在は，内部鋼材の腐食状態に適した防食電流を自由にコントロール可能な外部電源方式が主流である。
しかしながら，外部電源方式は，防食電流を供給する直流電源装置を稼働させるための 1 次側電力
を周囲の商用電線路から引き込む必要がある。一次側電力の供給では，構造物周囲に電線路がない場
合には適用することができない。また，近年注目されている太陽光など自然エネルギーを利用し 1 次
側電力を補うことは可能であり，適用事例も報告されている。電気防食工法では，防食期間中，常時防食電流を供給する必要があるため，夜間の電力供給を目的としたバッテリーを備えなければならな
ず，必要なバッテリー容量は防食対象面積が広くなるにしたがって大きくなる。ところが，バッテリーは高価であるとともに，比較的短期間での更新が必要になることが多い。そのため，初期および維持管理ともに電気防食の適用コストが増加することにもなり得る。
また，本共同研究で実施した管理者へのアンケート結果から，電気防食工法の維持管理がより簡便になることが必要であることが確認された。その一つは，直流電源装置を管理する上で 1 次側電力の供給を第 3 者（電力会社）に頼らないことである。現位置での自然電力を活用すれば，電源の確保が容易になるばかりでなく，電気防食の稼働停止も抑制できる。例えば，電力線への落雷等により 1 次
11 - 1

側電力の供給停止（停電など）や電圧異常が生じると各種保護装置が働き，電源装置によっては復帰措置を行うまで一定期間にわたり防食電流が停止してしまうなどの管理リスクがある。
そこで，これら課題を解決するため，本検討では，1 次側電力として自然エネルギーである太陽電池（ソーラーパネル）を使用し，従来必要であったバッテリーを用いない電気防食工法の開発に着目することとした。つまり，本検討の電気防食工法は，日中のみに太陽光発電で発生した電力で防食電流を供給し，夜間は防食電流を供給しない断続通電による電気防食工法である。防食電流は常時供給されないものの，システムの信頼性や経済性が大幅に向上し，防食効果が確保できる適用条件が見いだ
せれば有効な対策の選択肢の一つとなる。
本工法では，1 日の中で防食電流を供給可能な期間が日照時間に左右されるため，雨天等が続くように日照時間が全くない期間も生じる可能性は高い。また，我が国は南北に長く，各地域の気温差も大きいこと，塩化物イオンの供給状況にも差が生じるため，コンクリート内部鋼材の腐食環境は，各地域で異なる。したがって，本工法が全ての腐食環境で適用可能であるとは限らない。そこで本検討では，日中に防食電流を供給する防食時間の長さ，内部鋼材の腐食環境として暴露環境温度，内部塩化物イオン量およびシフト量に着目して基礎検討を実施した。
なお，本報告では，断続通電でなく間欠通電と表現している。これは，基礎的な情報を得ることを目的に実験的には定期的に防食電流の ON，OFF を行って評価したためである。実構造物に適用する場
合は，不定期に電源が ON，OFF され，防食電流の供給時間も不規則であることに注意することが必要である。
本研究の試験では，室内恒温恒湿室および茨城県つくば市の土木研究所屋外暴露試験場に供試体を暴露した。室内試験においては，通電開始から約 9 カ月後に約半数を解体調査し，残りを引き続き継続し約 3 年後に解体調査した。屋外暴露供試体に関しては，コンクリート中鋼材の腐食状態を各暴露
環境で促進させるため，約 1 年後に試験を開始し約 2 年間の屋外暴露の後に解体調査を行った。
本報告は，電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書 － 電気防食工法の維持管理の課題に関する研究成果 －（(国研)土木研究所，東北大学，日本エルガード協会，コンク
リート構造物の電気化学的防食工法研究会，共同研究報告書，No. 502，2018.7），7 編 新工法の開発（間欠通電方式の検証）で述べた中間報告の内容を包括した，本研究の総括報告である。

11 - 2

2. 実験概要
2.1 供試体概要
実験に用いた供試体は，図-2.1.1 に示すモルタル供試体であり，供試体寸法は 100×100×150 mmである。供試体中には，両端部を熱収縮チューブで被覆したφ6 mm の磨き丸鋼を 1 本埋設し，鋼材の直上にはチタンリボンメッシュ陽極を設置した。なお，丸鋼の設置では，実験期間中に暴露環境温度と湿度の影響を受け易くするため，鋼材かぶりの 2 ヶ所が 20 mm となるように配置している。また，
チタンリボンメッシュ陽極は，磨き丸鋼と同様に一部をモルタル供試体から露出させ，外部電源と接続できるようにした。各供試体は，養生終了後，鋼材およびチタンリボンメッシュ陽極が露出している面（2 面）に対して，陽極を除く全ての部分をエポキシ樹脂で被覆し，湿度等の影響を受けないようにした。

チタンリボンメッシュ

単位：mm

エポキシ塗装100
φ6 磨き丸鋼

3020

熱収縮チューブ

20
5

5
100

150

30

20

図-2.1.1 供試体概要図
モルタル配合は，W/C＝40%の PC 配合（表-2.1.1 参照）をベースにモルタル配合を算出した。表2.1.2 には，モルタル配合を示す。なお，セメントは早強セメントを用いた。また，塩化物イオン量
は，PC 配合のコンクリートに対して 2.4 kg/m3および 12.0 kg/m3となるように算出し，NaCl として外割りでそれぞれ 3.8 kg/m³および 19.2 kg/m³となるようモルタル混合時に添加した。
表-2.1.1 モルタル配合のベース PC 配合（絶対容積）
W/C

W

s/a

空気量

絶対容積(㍑/m3)(%)(kg/m3)

(%)

(%)

W

C

S

G

40.0

165

43.0

4.5

165

132

283

375

※セメント：早強セメント（密度 3.13，単位量 413kg/m3）

11 - 3

表-2.1.2 モルタル配合
絶対容積(kg/m3)
W/C

W

空気量

(%)

(kg/m3)

(%)

40.0

165

7.2

塩化物イオン量（外添加）
W

264

C

コンクリート m3中に対する量S

660

2.4 供試体の場合

12.0 供試体の場合

3.8

19.2

1178

※塩化物イオンは，コンクリートに対して 2.4 および 12.0 kg/m3となるように算出
表-2.1.3 には，要因と水準を示す。塩化物イオン量は，腐食発生限界に近い領域の塩化物イオン量として 3.8 kg/m3，塩害が進行した厳しい腐食環境を模擬して 19.2 kg/m3とした。供試体暴露環境は，乾燥環境 20℃－60%RH，湿潤環境 20℃－90%RH，高温多湿環境 40℃－90%RH の室内，および温湿度変化を繰り返し受ける一般屋外環境として茨城県つくば市にある土木研究所暴露場に屋外暴露した。
間欠通電における通電時間は，4，8 時間/日の 2 種類とし，いずれも午前 8 時に直流電源装置の電源が ON となるように市販のタイマーを用いて制御した。通電では，目標の電位シフト量が 50 mV および 100 mV となるように定電流制御により，防食電流密度を調整した。なお，通電調整は，概ね 3 ヶ月に 1 回の頻度で実施した。供試体の作製では，暴露スペースの関係で全ての要因と水準を組合せた供試体を作製することは困難であったため，表-2.1.4 に示す割り振りで供試体を作製し，同時期に暴露した。なお，屋外暴露供試体は，その暴露環境において約 1 年間静置し，コンクリート内部鋼材の腐食を促進させた。また，20℃－90%RH に暴露した供試体の内，通電開始から 632 日後に塩化物イオン
量 19.6 kg/m3，3.8 kg/m3のものからそれぞれ 16 体ずつを 40℃－90%RH に暴露環境を変更し常時通電にて通電を開始した。表-2.1.5 に 40℃－90%RH にて常時通電した供試体の移設前後の通電条件を示す。
なお，常時通電とは，一般的に外部電源方式電気防食における通電方法であり，防食期間中継続して防食対象鋼材に防食電流を供給する通電を示す。
表—2.1.3 要因と水準
要因

水準

塩化物イオン量3.8, 19.2 kg/m3

20℃，60％RH（乾燥）暴露環境

20℃，90％RH 以上（湿潤），40℃，90％RH 以上（高温多湿）
屋外暴露（つくば[土研]）通電時間

4，8，24 時間/日 ※目標電位シフト量

100 mV，50 mV※24 時間/日は，常時通電

11 - 4

表-2.1.4 各暴露環境における供試体の割振り
室温
（℃）
20

湿度
（%RH）
60

塩化物
イオン量
（kg/m3
19.2

目標

通電時間
（時間/

シフト量
（mV）

供試体 No.

100

65,67, 68,69,70,71

50

57,61,73,74,75,76

8
無通電
4

19.2

20

8

59,60,62,63,64,72,195
100

85,87,88,89

50

78,91,92,95,96

100

98,99,100,102

50

103,104,105,106,107,200

無通電

90
4
3.8

8

80,81,82,83,84
100

9,10,11,14

50

15,16,17,18,20

100

21,22,24,26

50

27,28,29,31,32

無通電
4
19.2

40

8

4,6,7,8100

109,111,116,118

50

119,121,120,122

100

123,124,125,12650

127,128,129,130

無通電

90
4
3.8

8

112,113,114,115,198
100

39,40,41,42

50

43,44,45,46

100

36,38,48,50

50

51,52,53,54

無通電

35,37,47,49,56

8
つくば

屋外暴露

19.2

155,156,157,153,154,162
100

4
24

145,151,152,133,141,148
無通電

19.2
40

24

136,137,147,158,159,160,1
200

94,196100

90,108

50

86,97

無通電

90
3.8

139,144,161,142,146,149

24
無通電

11 - 5

101,197
200

23,30

100

13,19

50

5,25
12,55

表-2.1.5 40℃－90%R.H.供試体の移設前後の通電条件
塩化物
供試体番号

イオン量

移設前の通電条件

移設後の通電条件（kg/m³）94

4h-50mV

196

無通電

90

4h-100mV

108

8h-50mV

24h-200mV

24h-100mV
19.2

20℃－90%R.H.

40℃－90%R.H.

86

4h-100mV

978h-100mV

101

8h-100mV

197

無通電

23

8h-100mV30

8h-50mV13

4h-100mV

194h-50mV

24h-50mV

無通電

24h-200mV

24h-100mV
3.8

20℃－90%R.H.

5

無通電

25

8h-100mV

12

4h-100mV55

無通電

40℃－90%R.H
24h-50mV

11 - 6無通電

2.2 通電方法および測定項目
各供試体の通電では，各暴露環境において通電電流量および通電時間が同一である供試体を直列に複数個接続した。図-2.2.1 には，例として 3 体の供試体を接続した場合の接続状況を示した。また，湿潤環境では，同一回路あるいは，他回路の供試体から防食電流が侵入する可能性があるため，各供試
体をプラスチック容器に入れて，防食電流の迷走が生じないように絶縁した。

－

+

電源 A1

図-2.2.1 通電時の接続状況（3 体の供試体を同一電流量で供給する場合の例）
本試験では，各暴露環境に供試体を静置し，屋外暴露環境の供試体以外は約 4 ヶ月後に，屋外暴露
供試体は約 1 年後に通電を開始した。通電開始直前には，初期の分極性状を把握し，初期の防食電流密度を決定するために，すべての供試体でカソード分極による分極曲線を測定した。初期の防食電流
密度は，得られたカソード分極曲線から目標シフト量となるように求めている。なお，本報告書における防食電流密度は，通電電流密度を鋼材表面積で除することで算出した。通電を開始した後は，約 3ヶ月ごとに内部鋼材のオン電位(E on )，インスタントオフ電位(E ins )，通電停止 4 時間後および通電停止
24 時間後のオフ電位（E 4off, E 24off ）を測定し，24 時間後復極量を参考にして，防食電流密度を調整した。図-2.2.2 にそれぞれの概念図を示す。各測定時期に得られた復極量を平均したものを平均復極量

ΔE ave （mV）とし，24 時間後復極量と 4 時間後復極量の差をΔE 24off-4off （mV）として(1)，(2)式に従ってそれぞれ算出した。また，一部供試体では，シート型の SSE 電極を供試体側面に貼り付け，データ
ロガーを用いて内部鋼材のオン電位および通電停止中のオフ電位を連続的に測定した。
ΔEave=

ΔE1+ ΔE2 + ・・・ + ΔEnn(1)式

ΔE n ：n 回目の測定時における復極量（mV）
n：測定回数（回）ΔE24off-4off = ΔE24off － ΔE4off(2)式

ΔE 24off ：24 時間後復極量（mV）
ΔE 4off ：4 時間後復極量（mV）
11 - 7

（＋）

OFF 電位＝自然電位 Eoff
24 時間後 OFF 電位 E24off

自然電位 Eoff
インスタントオフ電位

24 および 4 時間後復極量の差

Eins

ΔE24off-4off
分極量 ΔE

4 時間後復極量

24 時間後復極量ΔE24off

ΔE4off（－）

4 時間後 OFF 電位 E4off
オン電位 Eon
通電停止期間

通電期間 t1
時間（h）

図-2.2.2 通電期間と通電停止期間中の鋼材電位の変動

さらに，通電開始直前および通電経過 9 ヶ月後に各通電条件から 2 体の供試体を解体し，内部鋼材の腐食状況の目視確認および腐食減量を測定している。鋼材は露出部の腐食の影響を排除する目的
で，両端から 35 mm を切断・除去した。供試体解体時には，鋼材腐食に対する評価として目視評価を行い，供試体ごとに 0～4 点の評点を付与した。表-2.2.1 に評価基準および評価した鉄筋の例を示す。
2016 年 11 月・2017 年 8 月の解体では 9 名，2019 年 10 月の解体では 12 名でそれぞれ評価を行った。
評価は各人が判定したものの平均値とした。
供試体解体後，内部鋼材は，腐食減量を測定するために，クエン酸二アンモニウム 10%水溶液に浸漬し，腐食生成物を除去後，重量を測定した。図-2.2.3 に例として 20℃－90%RH 供試体の鋼材の質量変化の概念図を示す。本実験では，通電開始後の腐食減量について評価を行うため，初期腐食減量を差し引いた腐食減量率 w を(3)式より算出した。なお，暴露環境が 40℃－90%RH かつ常時通電の供試体における初期の単位長さあたりの鋼材質量については，移設および暴露した時点での単位長さ当たりの鋼材の質量の平均値 W a （g / mm）を(4)式より時間平均で予測し，腐食減量率 w′を(5)式より算出した。また，(6)式より，平均腐食電流密度 i（μA/cm2）を求めた。

11 - 8

表-2.2.1 目視評価基準

評点

基準

写真(例)

0

腐食なし

1

半分未満で発錆2

半分以上で発錆3

半分未満で減肉有4

半分以上で減肉有養単位長さ当たりの鋼材の質量

通電期間

生
W0
W1

20℃－90%RH 供試体
40℃－90%RH 移設供試体

W2
Wa
W3
Wb

T2

(g/mm)

T1
2016/11 解体

2017/08 解体

2018/08 移設

時間 (h)

2019/10 解体

図-2.2.3 鋼材質量変化の概念図

w (%) =

Wn－W1
W0

× 100

(3)式

W 0 ：打設前の単位長さあたりの鋼材の質量（g / mm）
W 1 ：各環境における初期解体時（2016/11）の単位長さあたりの鋼材の質量の平均値（g /mm）：2017/08，2019/10 解体時の単位長さあたりの鋼材の質量（g / mm）
W n （n=2,3）

11 - 9Wa=

W0－(W3’－W2 ’) ×

T2
T1

(4)式

W 0 ：打設前の単位長さあたりの鋼材の質量（g / mm）
W 2 ’：20℃-90%RH における 2017/08 解体時の単位長さあたりの鋼材の質量の平均値（g /mm）
W 3 ’：20℃-90%RH における 2019/10 解体時の単位長さあたりの鋼材の質量の平均値（g /mm）
T 1 ：2017/08 解体時から 2019/10 解体時までの時間（h）
T 2 ：2017/08 解体時から 2018/08 移設までの時間（h）

w'(%) =

Wb－Wa
W0

× 100

(5)式

W 0 ：打設前の単位長さあたりの鋼材の質量（g / mm）
W a ：(3)式による移設・暴露時点での単位長さ当たりの鋼材の質量の平均値（g / mm）
W b ：40℃-90%RH における 2019/10 解体時の単位長さあたりの鋼材の質量の平均値（g / mm）

i =

W
=
K× t

w×W0×l
A×K×t(6)式

W：解体時の鋼材の腐食減量（g）
K：鉄の電気化学当量 1.042（g/ A・h）
t：初期解体から各解体（2017/08 解体，2019/10 解体）までの時間（h）
w：各解体（2017/08 解体，2019/10 解体）における腐食減量率（%）
W 0 ：打設前の単位長さあたりの鋼材の質量（g / mm）
l：鋼材長さ（mm）
A：鋼材の表面積（m²）

11 - 10

3.

実験結果

3.1

各暴露環境における防食効果の検証

本研究では，腐食環境に対する間欠通電の適用性を把握することを目的に，供試体の塩化物イオン
量を調整するとともに、温湿度に関する試験環境の要因と水準を表-2.1.3 のように設定した。本章では，乾燥環境 20℃－60%RH，湿潤環境 20℃－90%RH，高温多湿環境 40℃－90%RH の室内と，一般屋外の環境で日々の繰り返し変化を受ける屋外暴露について，(1)無通電供試体の自然電位，(2)防食電流密度，(3)復極量，(4)通電停止後のオフ電位の変化，(5)外観観察，(6)腐食減量率と平均腐食電流密度，(7)分極曲線の試験結果をそれぞれ整理した。
3.2

試験室温 20℃，相対湿度 60%の試験結果(間欠通電)(1) 無通電供試体の自然電位
図-3.2.1 には，無通電供試体における自然電位の経時変化を示す。本環境での塩化物イオン量は，[Cl-]＝19.2 kg/m3のみであり，鋼材周辺の塩化物イオンは，多量に存在する環境であった。試験開始当
初は，－600 ～ －500 mV vs.CSE の範囲で供試体間における電位差のバラツキも小さく，ASTM の自然電位による腐食判定では「90%以上の確率で腐食あり」の範囲であった。しかし，暴露開始から 150
日程度までは，供試体間にバラツキが生じ，－550 ～ －350 mV vs.CSE の範囲で推移した。暴露開始
から 230 日以降，自然電位は，貴側に移行し－350 mV vs.CSE より貴側で推移し，ASTM 基準による「不確定」の範囲となり，供試体間での電位差も小さくなる傾向を示した。暴露開始から 450 日が経過した時点から一部の供試体で－400 mV vs.CSE よりも卑な電位へ移行しており，900 日を超えるとすべての供試体で－350 mV vs.CSE よりも卑な電位へと移行し，ASTM 基準による「90%以上の確率で腐食あり」の範囲となった。これらの状況から，全体的には，腐食が進行している状況であると判断することができる。

図-3.2.1 自然電位の経時変化 (20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3)(2) 防食電流密度
図-3.2.2 および 3.2.3 には，それぞれシフト量 100 mV および 50 mV における防食電流密度の経時変11 - 11化を示す。なお，本環境における通電時間は，8 時間/日のみである。防食電流密度は，通電当初は，
20 mA/m2と大きな電流密度であり，目標シフト量 50 mV では，100 mV の約半分程度の電流密度であった。いずれの供試体も通電の経過とともに防食電流密度が低下し，目標シフト量 50 mV では，通電開始後 60 日程度，100 mV では通電開始後 120 日程度で 5 mA/m2以下まで低下した。それ以降も多少の上下はあるが，いずれのシフト量でも 0.1～1.0 mA/m2まで低下した。これは，通電期間の前半部分
では，コンクリートの硬化反応に起因するコンクリートの緻密化による塩化物イオンの固定化，また電気防食を長期間適用することにより，鋼材表面で生成される水酸化物イオンの増加などの影響による鋼材表面での腐食環境の改善効果であると考える。

図-3.2.2 防食電流密度の経時変化

図-3.2.3 防食電流密度の経時変化(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3(20℃－60％RH [Cl-]=19.2 kg/m3

通電 8 時間

100 mV シフト)通電 8 時間

50 mV シフト)(3) 復極量
4 時間後の復極量の経時変化と平均値を図-3.2.4～3.2.6， 24 時間後の復極量の経時変化と平均値を図3.2.7～3.2.9 に示す。
同一条件下の供試体では，シフト量に関わらず 4 時間後復極量に大きな差は確認されなかった。通電 200 日程度までは，目標シフト量を大きく上回る傾向にあったが，経時的には目標シフト量に近づく傾向が確認された。100 mV シフトでは，900 日後に目標シフト量以下を示したが，4 時間後復極量の平均値では，いずれの供試体も 100 mV を超えたシフト量が得られていた。50 mV シフトでは，200 日経過後から概ね目標のシフト量を維持されており，4 時間後復極量の平均値においても概ね目標のシフト量であった。一方で一部の供試体のシフト量が目標の 2 倍程度となったことも確認された。これは，900 日ごろに 150 mV 程度の復極量が得られ，数体の供試体を 1 台の直流電源装置で直列に通電したことに影響を受けたと考える。24 時間後復極量に関しても同一条件下では，4 時間後復極量と同様の傾向が確認された。初期復極量が目標復極量よりも極めて大きいのは，コンクリートの硬化反応によって緻密化することによる鋼材周辺の環境改善であると考えられる。また，防食電流密度は，先に示したように通電の経過とともに低減したものの，通電の長期化によって，鋼材周辺の腐食環境が改善されることが知られており，この効果によって少ない防食電流密度で大きな分極・復極をする状態となったと考えられる。
一方で，24 時間後復極量の平均値は，4 時間後復極量の平均値と比較すると小さくなる傾向が確認されたた
11 - 12め，図-3.2.10 および 3.2.11 には，4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差の経時変化を示す。なお，この値がプラスを示す場合は，24 時間後復極量が 4 時間後復極量と比較して大きいことを示している。この結果，いずれの目標シフト量でも，目標シフト量の約 2 倍のシフト量が得られていた通電開始から 200 日程度までは，24
時間後復極量が大きく，通電停止から 24 時間までの期間の内部鋼材は，復極状態にある。一方で，目標シフト
量に概ね調整された通電開始後 250 日以降，いずれのシフト量でも 700 日程度までは 24 時間後復極量が 4時間後復極量と比較して小さくなる場合があり，それ以降は概ね 24 時間後復極量が大きくなった。
この状況は，間欠通電を実施している際，防食電流の供給が止まる間に内部鋼材が腐食状態に移行することを示唆している。間欠通電では，通電が停止されている期間に復極過程であれば防食効果が期待できるが，その期間内に腐食進行過程に移行する場合には，防食効果が期待できない。
本環境では，通電から 700 日前後までは，通電停止時の鋼材の電位が復極過程から腐食状態に移行する場
合が確認されるものの，長期的な通電により，通電停止期間に腐食過程に移行する鋼材がほぼなくなり，電気防食の効果が得られたものと考えられる。このような状況を踏まえると今後は，復極量あるいは分極量を設定する際，目標シフト量を大きくし復極時間を出来るだけ長くする手段などの設定方法を検討すると，より効果的な防食が実現するものと考える。

図-3.2.4 4 時間後復極量の経時変化

図-3.2.5 4 時間後復極量の経時変化(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3

通電 8 時間

100 mV シフト)
100mV シフト通電 8 時間50mV シフト

図-3.2.6 4 時間後復極量の平均値
11 - 1350 mV シフト)

図-3.2.7 24 時間後復極量の経時変化

図-3.2.8 24 時間後復極量の経時変化(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3

通電 8 時間

100 mV シフト)通電 8 時間
100mV シフト

50 mV シフト)50mV シフト

図-3.2.9 24 時間後復極量の平均値

図-3.2.10 4 時間後と 24 時間後復極量の差

図-3.2.11 4 時間後と 24 時間後復極量の差(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3(20℃－60％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3

通電 8 時間

100 mV シフト)通電 8 時間

11 - 1450 mV シフト)(4) 通電停止後のオフ電位の変化
図-3.2.12～3.2.15 には，通電停止 4 時間後および 24 時間後のオフ電位を示す。100 mV シフトでは，通電開始 100 日から 800 日程度まで－400～－350 mV vs.CSE の範囲の電位で維持され，その後，－400～－600 mV vs.CSE の範囲に卑化する傾向が確認された。50 mV シフト供試体では，通電開始
400 日程度まで 100 mV シフト供試体と同様に－400～－350 mV vs.CSE の範囲の電位で維持されていたが，その後，一部の供試体で－400 mV vs.CSE よりも卑な電位を示した。これらの結果から，本試験におけるオフ電位の判定では，通電期間を通して－350 mV vs.CSE よりも卑な電位であり，ASTM 基準による判定で「90 %以上の確率で腐食あり」と判定される。
また，通電開始 250 日を経過した時点から，24 時間後オフ電位が 4 時間後オフ電位よりも卑な電位を示す場合があり，通電停止期間に内部鋼材が腐食状態に移行することを示唆する結果と考えられる。

図-3.2.12 通電停止 4 時間後オフ電位

図-3.2.13 通電停止 4 時間後オフ電位

の経時変化

の経時変化

(20℃－60％RH [Cl通電 8 時間-]＝19.2 kg/m3(20℃－60％RH [Cl-] ＝19.2 kg/m3

100 mV シフト)通電 8 時間

50 mV シフト)

図-3.2.14 通電停止 24 時間後オフ電位

図-3.2.15 通電停止 24 時間後オフ電位

の経時変化

の経時変化

(20℃－60％RH [Cl通電 8 時間(20℃－60％RH [Cl-] ＝19.2 kg/m3-]＝19.2 kg/m3

100 mV シフト)

11 - 15

通電 8 時間

50 mV シフト)(5) 外観観察
本環境における全ての供試体で，内部鋼材の腐食に起因すると考えられるひび割れ等の変状は確認されなかった。
(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度
図-3.2.16 の a)，b)には，通電開始から 256 日後および 1048 日後に解体した供試体の腐食減量率を示す。なお，腐食減量率は，通電開始直前に測定した腐食減量を差し引いているため，通電開始からの腐食減量として評価することができる。通電開始 256 日後までは，通電および無通電に関係なく腐食が確認されなかったが，通電から 1048 日後の解体では，腐食が確認された。そこで，図-3.2.17 の a)，b)には，腐食減量からファラデー式を用いて算出した平均腐食電流密度を示す。この結果，腐食の確認
された通電開始 1048 日後における平均腐食電流密度は，100 mV シフトで 0.3～0.5 μA/cm2，50 mV シ
フトで 0.4～0.5 μA/cm2，無通電で 0.1～0.3 μA/cm2であった。したがって，本結果からは，間欠通電による優位性があるとは言えない。

0.00000.00000.00000.00000.00000.0000a) 通電開始 256 日後に解体

b) 通電開始 1048 日後に解体

図-3.2.16 腐食減量率 (20℃－60％RH[Cl-]＝19.2 kg/m3a) 通電開始 256 日後に解体

通電 8 時間)b) 通電開始 1048 日後に解体

図-3.2.17 平均腐食電流密度 (20℃－60％RH
11 - 16[Cl-]＝19.2 kg/m3 通電 8 時間)

(7) 分極曲線
図-3.2.18～3.2.23 には，それぞれ目標シフト量 100，50mV および無通電供試体の通電開始直前と通電 256 日後と 1048 日後に測定したカソード分極曲線を示す。なお，図中凡例は，例えば，「68－解体時」の時，供試体 No.68 の解体時の意味を持つ。
通電後のカソード分極曲線は，通電 1048 日後の結果で一部の供試体において低電流密度領域で差が確認されるが，高電流密度領域ではほぼ同様のカソード曲線を描いていた。また，無通電供試体ともほぼ同様の曲線を描いており，本結果からは通電による優位性は確認できなかった。

図-3.2.18 カソード分極曲線

図-3.2.19 カソード分極曲線(通電 256 日後 20℃－60％RH[Cl-]=19.2 kg/m3(通電 256 日後 20℃－60％RH

通電 8 時間 100 mV シフト)[Cl-]=19.2 kg/m3

通電 8 時間 50 mV シフト)

図-3.2.20 カソード分極曲線

図-3.2.21 カソード分極曲線(通電 256 日後 20℃－60％RH(通電 1048 日後 20℃－60％RH[Cl-]=19.2 kg/m3 無通電)

[Cl-]=19.2 kg/m3 通電 8 時間 100 mV シフト)

11 - 17図-3.2.22 カソード分極曲線

図-3.2.23 カソード分極曲線(通電 1048 日後 20℃－60％RH(通電 1048 日後 20℃－60％RH[Cl-]=19.2 kg/m3 通電 8 時間 50 mV シフト)[Cl-]=19.2 kg/m3 無通電)

11 - 18

3.3

試験室温 20℃，相対湿度 90%の試験結果（間欠通電）(1) 無通電供試体の自然電位[Cl-]＝19.2kg/m3の無通電供試体について，自然電位の経時変化を図-3.3.1 に示す。暴露開始前の自然電位はいずれの供試体も－550mVvs.CSE 程度であったが，暴露日数の経過に伴い多少のばらつきがみられた。暴露終了時には－250mVvs.CSE から－400mVvs.CSE となり，いずれの供試体も暴露開始前に比べて貴化した。ASTM の判定基準によると，暴露開始前は「90%以上の確率で腐食あり」であり，暴露終了時は「不確定」，または「90%以上の確率で腐食あり」である。これらより，[Cl-]＝19.2kg/m3の無通電供試体は腐食状態にあると考えられた。
次に，[Cl-]＝3.8kg/m3の無通電供試体について，自然電位の経時変化を図-3.3.2 に示す。暴露開始前の自然電位はいずれの供試体も－300mVvs.CSE 程度であったが，暴露日数の経過に伴い No.6，No.7 と No.8は異なる挙動を示した。暴露終了時の自然電位は，No.6 と No.7 は－200mVvs.CSE 程度，No.8 は－250mVvs.CSE 程度となり，いずれの供試体もわずかに貴化した。ASTM の判定基準によると，暴露開始
前，暴露終了時のいずれも「不確定」であった。

図-3.3.1 自然電位の経時変化

図-3.3.2 自然電位の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 19

(2) 防食電流密度
防食電流密度の経時変化を図-3.3.3 と図-3.3.4 に示す。[Cl-]＝19.2kg/m3と[Cl-]＝3.8kg/m3とを比較す
ると，暴露開始時に必要であった防食電流密度は[Cl-]＝19.2kg/m3のほうが大きかった。また，[Cl-]＝
19.2kg/m3は暴露日数の経過とともに防食電流密度が小さくなった。一方，[Cl-]＝3.8kg/m3は目標復極量
100mV の供試体については，暴露日数の経過とともに防食電流密度は小さくなったが，目標復極量
50mV の供試体については，防食電流密度の大小が供試体ごとにばらつきがみられた。

(a) 4 時間通電－100mV(b) 4 時間通電－50mV(c) 8 時間通電－100mV(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.3 防食電流密度の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 20(a) 4 時間通電－100mV(b) 4 時間通電－50mV(c) 8 時間通電－100mV(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.4 防食電流密度の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 21

(3) 復極量
4 時間後の復極量の経時変化を図-3.3.5 と図-3.3.6 に，4 時間後復極量の平均値を図-3.3.7 に，24 時間
後の復極量の経時変化を図-3.3.8 と図-3.3.9 に，24 時間後復極量の平均値を図-3.3.10 にそれぞれ示す。
[Cl-]＝19.2kg/m3については目標複極量を概ね満足する結果であったが，[Cl-]＝3.8kg/m3については，目標
復極量を下回る供試体もみられた。この要因として，分極特性の異なる供試体を複数個，同一回路で通電していたことが考えられ，目標復極量に調整することが困難であった。
次に，4 時間後復極量と 24 時間後復極量との差の経時変化を図-3.3.11 と図-3.3.12 に示す。[Cl-]＝
3.8kg/m3 については 4 時間後復極量と 24 時間後復極量との差がプラス方向の傾向を示したが，[Cl-]＝
19.2kg/m3についてはマイナス方向の傾向を示した。つまり，[Cl-]＝19.2kg/m3は通電停止 4 時間後と比較して，24 時間後は鋼材電位が低いことを示しており，腐食状態に移行している可能性があることを示す
結果であった。また，この現象は通電時間や目標復極量に関わらず確認された。

11 - 22600

600
20-90-19.2-4h-100

20-90-19.2-4h-50
400

200
0
85
87
89

-200
-400

86
88
90

4時間後復極量(mV)

4時間後復極量(mV)

400

200
0
-200
-400

-600

92

78

94

95

96

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)0(a) 4 時間通電－100mV

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(b) 4 時間通電－50mV

600

600
20-90-19.2-8h-100

20-90-19.2-8h-50

400

400

200
0
97
99
101

-200
-400

98
100
102

4時間後復極量(mV）

4時間後復極量(mV)

91

-600

200
0
-200
-400

103

104

105

106

107

108

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(c) 8 時間通電－100mV

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.5 4 時間後復極量の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 23600

600

20-90-3.8-4h-50

20-90-3.8-4h-100
400

200
0
9
11
13

-200
-400

10
12
14

4時間後復極量(mV)

4時間後復極量(mV)

400

200
0
-200
-400

16

17

18

19

20

-600

-600
0

200

400

0

600 800 1000 1200
経過日数(日)(a) 4 時間通電－100mV

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(b) 4 時間通電－50mV

600

600
20-90-3.8-8h-100

20-90-3.8-8h-50

400

400

200
0
21
23
25

-200
-400

22
24
26

-600

4時間後復極量(mV)

4時間後復極量(mV)

15

200
0
27
29
31

-200
-400

28
30
32

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(c) 8 時間通電－100mV

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.6 4 時間後復極量の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 24

350

350
20-90-19.2-4h

20-90-19.2-8h

平均4時間後復極量(mV)

250
200
150
100

300
250
200
150
100
50

50

108

107

106

105

104

103

(b) [Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電(a) [Cl-]＝19.2kg/m3 4 時間通電
350

350
20-90-3.8-4h

20-90-3.8-8h

300

300

平均4時間後復極量(mV)

平均4時間後復極量(mV)

102

101

100

97

85 86 87 88 89 90 91 92 78 94 95 96

99

0

0

98

平均4時間後復極量(mV)

300

250
200
150
100
50

250
200
150
100
50

0

0
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20(c) [Cl-]＝3.8kg/m3 4 時間通電

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32(d) [Cl-]＝3.8kg/m3 8 時間通電図-3.3.7 4 時間後復極量の平均値 (20℃－90%)

11 - 25600

600
20-90-19.2-4h-50

400

400

200
0
-200

85
87
89

-400

86
88
90

24時間後復極量(mV)

24時間後復極量(mV)

20-90-19.2-4h-100

-600

200
0
-200
-400

92

78

94

95

96

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)0(a) 4 時間通電－100mV

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(b) 4 時間通電－50mV

600

600
20-90-19.2-8h-50

20-90-19.2-8h-100
400

400

200
0
-200

97
99
101

-400

98
100
102

-600

24時間後復極量(mV）

24時間後復極量(mV)

91

200
0
-200

103
105
107

-400

104
106
108

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(c) 8 時間通電－100mV

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.8 24 時間後復極量の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 26600

600
20-90-3.8-4h-50

400

400

200
0
-200

9
11
13

-400

10
12
14

24時間後復極量(mV)

24時間後復極量(mV)

20-90-3.8-4h-100

-600

200
0
-200
-400

16

17

18

19

20

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)0(a) 4 時間通電－100mV

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(b) 4 時間通電－50mV

600

600
20-90-3.8-8h-100

20-90-3.8-8h-50

400

400

200
0
-200

21
23
25

-400

22
24
26

-600

24時間後復極量(mV)

24時間後復極量(mV)

15

200
0
27
29
31

-200
-400

28
30
32

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(c) 8 時間通電－100mV

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.9 24 時間後復極量の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 27

350

350

20-90-19.2-8h

300

平均24時間後復極量(mV)

250
200
150
100
50

300
250
200
150
100
50

(a) [Cl-]＝19.2kg/m3 4 時間通電

108

107

106

105

104

(b) [Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電

350

350
20-90-3.8-4h

300

20-90-3.8-8h
平均24時間後復極量(mV)

平均24時間後復極量(mV)

103

102

101

99

97

85 86 87 88 89 90 91 92 78 94 95 96

100

0

0

98

平均24時間後復極量(mV)

20-90-19.2-4h

250
200
150
100
50
0

300
250
200
150
100
50
0

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20(c) [Cl-]＝3.8kg/m3 4 時間通電

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32(d) [Cl-]＝3.8kg/m3 8 時間通電図-3.3.10 24 時間後復極量の平均値 (20℃－90%)

11 - 28

4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

85

86

4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

200

200

150

150

87

100

89

88
90

100

92

78

94

95

96

50

50
0

0

-50

-50

-100

-100
-150

-150

20-90-19.2-4h-100

20-90-19.2-4h-50

-200

-200
0

200

400

0

600 800 1000 1200
経過日数(日)(a) 4 時間通電－100mV

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(b) 4 時間通電－50mV

97

150
100

98

99

100

101

102

4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

200

200
4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

91

103

104

150

105

106

100

107

108

50

50
0

0

-50

-50

-100

-100
-150

-150

20-90-19.2-8h-100

20-90-19.2-8h-50

-200

-200
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(c) 8 時間通電－100mV

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.11 4 時間後復極量と 24 時間後復極量との差の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 29

4時間後と24時間後復極量の差(mV)

20-90-3.8-4h-100

150

4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

200

200

20-90-3.8-4h-50

150
100

100

50

50
0

-50

9

-100
-150

10

11

12

13

14

0

-50

15

16

-100

17

18

-150

19

20

-200

-200
0

200

400

0

600 800 1000 1200
経過日数(日)(a) 4 時間通電－100mV

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(b) 4 時間通電－50mV

20-90-3.8-8h-100

150

4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

200

200

4時間後と24時間後復極量の差
(mV)

200

20-90-3.8-8h-50

150
100

100

50

50
0

-50

21

-100
-150

22

23

24

25

26

0

-50

27
29
31

-100
-150

28
30
32

-200

-200
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(c) 8 時間通電－100mV

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.12 4 時間後復極量と 24 時間後復極量との差の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)(4) 通電停止後のオフ電位の変化
通電停止後の 4 時間後のオフ電位の経時変化を図-3.3.13 と図-3.3.14 に，24 時間後のオフ電位の経時変化を図-3.3.15 と図-3.3.16 にそれぞれ示す。[Cl-]＝19.2kg/m3について，暴露開始前と比較して暴露
終了時の 24 時間後オフ電位は，同程度またはやや貴側の電位であったが，ASTM の判定基準では「90%以上の確率で腐食あり」に分類された。また，無通電供試体の暴露終了時の自然電位は－250mV
vs.CSE から－400mV vs.CSE であり，通電時間や目標復極量によらず，いずれの通電供試体も 24 時間
後のオフ電位は無通電供試体の自然電位と比較して同程度または卑側となり，通電による効果は小さかった。特に通電供試体の No.78（通電時間 4 時間，目標復極量 50mV）や No.102（通電時間 8 時間，
目標復極量 100mV）は 24 時間後のオフ電位が－550mV vs.CSE であり，他の通電供試体と比較しても11 - 30卑な電位を示した。同じ通電条件であっても結果にばらつきがみられたことから，同一回路で複数個の供試体を通電したことの影響が伺えた。
次に，[Cl-]＝3.8kg/m3について，暴露開始前と比較して暴露終了時の 24 時間後オフ電位は，同程度
またはやや貴側の電位であり，ASTM の判定基準では「不確定」に分類された。また，無通電供試体の暴露終了時の自然電位は－200mV vs.CSE から－250mV vs.CSE であり，通電時間や目標復極量によらず，いずれの通電供試体も 24 時間後のオフ電位は無通電供試体の自然電位とほぼ同程度であった。
ここで，平均復極量とオフ電位の関係を図-3.3.17 に示す。[Cl-]＝19.2kg/m3，[Cl-]＝3.8kg/m3ともに，通電時間の相違による効果に比べて，目標復極量の相違による効果のほうが大きいことが示唆された。つまり，目標復極量を 50mV とした通電供試体よりも 100mV とした供試体のほうが 24 時間後のオフ電位は貴の傾向であった。

(a) 4 時間通電－100mV(b) 4 時間通電－50mV(c) 8 時間通電－100mV(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.13 4 時間後オフ電位の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)
11 - 31(a) 4 時間通電－100mV(b) 4 時間通電－50mV(c) 8 時間通電－100mV(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.14 4 時間後オフ電位の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 32(a) 4 時間通電－100mV(b) 4 時間通電－50mV(c) 8 時間通電－100mV(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.15 24 時間後オフ電位の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 33

(a) 4 時間通電－100mV(b) 4 時間通電－50mV(c) 8 時間通電－100mV(d) 8 時間通電－50mV

図-3.3.16 24 時間後オフ電位の経時変化(20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 34

(a) 4 時間後オフ電位(b) 4 時間後オフ電位[Cl-]＝19.2kg/m3[Cl-]＝3.8kg/m3(c) 24 時間後オフ電位(d) 24 時間後オフ電位[Cl-]＝19.2kg/m3[Cl-]＝3.8kg/m3

図-3.3.17 平均復極量とオフ電位 (20℃－90%)

11 - 35

(5) 外観観察
本環境では，無通電，通電供試体のいずれについても，鋼材の腐食に伴うひび割れは確認されなかった。
(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度
供試体の解体後に算出した鋼材の腐食減量率を図-3.3.18 と図-3.3.19 に示す。なお図中には通電開始
から 256 日後における鋼材の腐食減量率と 1048 日後における鋼材の腐食減量率を合わせて示した。無通電供試体と通電供試体ともに通電開始から 256 日後に比べて，1048 日後の鋼材の腐食減量率は増加した。[Cl-]＝19.2kg/m3の通電供試体については，通電時間が長く，目標復極量が大きいほど腐食減量
率は小さくなった。また，無通電供試体の平均腐食減量率が 0.39%であったのに対して，通電時間 8 時
間かつ目標復極量 100mV のシリーズの平均腐食減量率は 0.31%と小さく，通電時間 8 時間かつ目標復極量 50mV のシリーズの平均腐食減量率は 0.40%と同程度であった。一方，通電時間 4 時間の供試体は目標復極量によらず無通電供試体よりも腐食減量率は大きくなった。
[Cl-]＝3.8kg/m3の通電供試体については，通電時間や目標復極量の違いによる腐食減量率の差異はみられなかった。しかしながら，無通電供試体と比較すると，通電時間 4 時間かつ目標復極量 50mV のシリーズが同程度の腐食減量率であり，その他の通電供試体は腐食減量率が小さくなった。
ここで，腐食減量からファラデー式を用いて算出した平均腐食電流密度を図-3.3.20 と図-3.3.21 に示す。無通電供試体の通電開始から 256 日後と 1048 日後の平均腐食電流密度を比較すると，[Cl-]＝
19.2kg/m3は 0.80μA/cm2 から 0.10μA/cm2に，[Cl-]＝3.8kg/m3は 0.73μA/cm2 から 0.32μA/cm2にそれぞれ減少した。この要因として，暴露日数の増加に伴ってセメントの水和反応により鋼材周辺の環境が改善されたことによると考えられた。この傾向は通電供試体についても確認された。なお，CEB 基準によると，通電開始から 1048 日後の無通電供試体については，[Cl-]＝19.2kg/m3は腐食速度が不活性となり，[Cl-]＝3.8kg/m3は低～中速の腐食速度となる。
次に，通電供試体と無通電供試体を比較すると，[Cl-]＝19.2kg/m3は通電時間 4 時間かつ目標復極量
50mV が 0.22μA/cm2であり，CEB 基準では低～中速の腐食速度となるため，無通電供試体よりも腐食速度が大きい結果となった。これに対して，他の通電条件のシリーズは 0.20μA/cm2以下のため CEB
基準では不活性の腐食速度であり，無通電供試体と同程度の腐食速度であった。[Cl-]＝3.8kg/m3はいず
れのシリーズも 0.20μA/cm2から 0.30μA/cm2の範囲であるため，CEB 基準では低～中速の腐食速度となり，無通電供試体と同程度の腐食速度の範囲であった。しかしながら，平均腐食電流密度を比較す
ると，無通電供試体よりも通電供試体のほうが若干小さかった。

11 - 36

20-90-19.2
4h-1004h-50

8h-100

8h-50

無通電

1.0
腐食減量率(%)

腐食減量率(%)

1.0

20-90-19.2

1.2

1.2

0.8
0.6
0.4

4h

4h

8h

8h

-100

-50

-100

-50

無通電

0.8
0.6
0.4

0.2

0.2

0.0

0.0

84

83

80

107

105

m

104

(b) 通電開始 1048 日後に解体

102

98

96

91

78

82

(a) 通電開始 256 日後に解体

87

88 89 92 95 99 100 103 106 79 81

85

0.0

図-3.3.18 腐食減量率 (20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

20-90-3.8
4h-1004h-50

8h-100

8h-50

無通電

1.0
腐食減量率(%)

1.0
腐食減量率(%)

20-90-3.8

1.2

1.2

0.8
0.6

8h

8h

-100

-50

-100

-50

無通電

0.6
0.4

0.2

0.2
0.0

0.0
3

4h

0.8

0.4

10 11 16 17 22 24 28 29

4h4

9 14 15 18 20 21 26 27 31 32 6 7 8(a) 通電開始 256 日後に解体(b) 通電開始 1048 日後に解体

図-3.3.19 腐食減量率 (20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 37

20-90-19.2
4h-50

8h-100

8h-50

無通電

1.5

1.0

0.5

0.0

1.5

4h

4h

8h

8h

-100

-50

-100

-50

無通電

1.0
0.5
0.0

0.0

85
87
78
91
96
98
102
104
105
107
80
82
83
84

平均腐食電流密度(μA/cm²)

平均腐食電流密度(μA/cm2)

4h-10020-90-19.2

2.0

2.0

88 89 92 95 99 100 103 106 79 81(a) 通電開始 256 日後に解体(b) 通電開始 1048 日後に解体

図-3.3.20 平均腐食電流密度 (20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)
20-90-3.8
2.0
4h-1004h-50

8h-1008h-50

無通電
平均腐食電流密度(μA/cm²)

平均腐食電流密度(μA/cm2)

20-90-3.8

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0
10 11 16 17 22 24 28 29

3

1.5

4h

4h

8h

8h

-100

-50

-100

-50

無通電

1.0
0.5
0.0
9 14 15 18 20 21 26 27 31 32 6 7 84(a) 通電開始 256 日後に解体(b) 通電開始 1048 日後に解体

図-3.3.21 平均腐食電流密度 (20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)(7) 分極曲線
通電開始前と供試体解体時のカソード分極曲線を図-3.3.22 と図-3.3.23 に示す。通電の有無にかかわらず，ほとんどの供試体は通電開始前に比べて，供試体解体時の鋼材の電位が貴化している。また，
通電開始前に比べて，供試体解体時のカソード分極曲線より小さな電流密度で大きく分極することが確認された。これはセメントの水和反応や通電により，鋼材周囲の環境や鋼材表面の状態が改善されたためと考えられた。

11 - 38(a) 無通電供試体(b) 4 時間通電－100mV(c) 4 時間通電－50mV(d) 8 時間通電－100mV(e) 8 時間通電－50mV

図-3.3.22 カソード分極曲線 (20℃－90% [Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 39(a) 無通電供試体(b) 4 時間通電－100mV(c) 4 時間通電－50mV(d) 8 時間通電－100mV(e) 8 時間通電－50mV

図-3.3.23 カソード分極曲線 (20℃－90% [Cl-]＝3.8kg/m3)

11 - 40

3.4

試験室温度 40℃，相対湿度 90%の試験結果(間欠通電)(1) 無通電供試体の自然電位
無通電供試体の内部鋼材の自然電位の経時変化を図-3.4.1 に示す。無通電供試体では，塩化物イオン
量の違いにより電位の挙動が大きく異なった。[Cl-]＝3.8 kg/m3 では，試験初期は－450 mV vs.CSE 程度を示していたが，時間の経過とともに電位は貴側に変化し，130 日以降は－150～－350 mV vs.CSE の範囲で推移した。試験終了時の自然電位は－200 mV vs.CSE 前後を示しており，ASTM の自然電位による腐食判定(以下，自然電位判定と記す)によって評価すると，「不確定」あるいは「90％以上の確率で腐食していない」と判定され，内部鋼材の腐食傾向は小さいと判断される。[Cl-]＝19.2 kg/m3では，230 日までは概ね－450～－600 mV vs.CSE の範囲で推移していたが，それ以降は変動しながら電位は貴側に変化した。自然電位判定では，No.113 が「不確定」，No.112 と No.115 が「90%以上の確率で腐食なし」と判定された。内部鋼材の腐食は，経時的に軽減する傾向にあったと読み取られる。

(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.4.1 無通電供試体の自然電位の経時変化 (40℃－90％RH)(2) 防食電流密度
防食電流密度の経時変化を図-3.4.2～図-3.4.5 に示す。防食電流密度の挙動は，塩化物イオン量による違いが顕著に認められた。[Cl-]＝19.2 kg/m3では，通電時間よりも目標シフト量による影響の方が強く表れており，経時的に増加する傾向を示した。通電初期の防食電流密度は目標シフト量 100 mV で 90～
120 mA/m2，目標シフト量 50 mV で 30～40 mA/m2 であり，目標シフト量 100 mV は海水中の鋼材並みの防食電流密度であった。通電後期は，目標シフト量とは無関係に 100～200 mA/m2まで増加し，これはかぶり部分に生じた大きなひび割れが原因と考えられる。一方，[Cl-]＝3.8 kg/m3 では，通電初期は目標シ
フト量 100 mV で 20 mA/m2程度，目標シフト量 50 mV で 0.2～7 mA/m2であったが，経時的に低下する傾向を示し，鋼材表面の環境改善(⇒鋼材の自然電位の貴化)による防食電流密度の低減効果が認められた。

11 - 41(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.2 防食電流密度の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.3 防食電流密度の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，8 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.4 防食電流密度の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，4 時間通電)

11 - 42(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.5 防食電流密度の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，8 時間通電)(3) 復極量
通電オフ 24 時間後の復極量(以下 24 時間後復極量と記す)の経時変化を図-3.4.6～図-3.4.9，24 時間後復極量の平均値を図-3.4.10～図-3.4.11，
通電オフ 4 時間後の復極量(以下 4 時間後復極量と記す)を図-3.4.12～図-3.4.15，4 時間後復極量の平均値を図-3.4.16～図-3.4.17 に示す。
個体差によって分極特性の異なる複数個の供試体を 1 回路で通電したため，所定の目標シフト量に調整するのが大変困難であった。24 時間後復極量は大きく変動しながら推移しており，一部の供試体では復極量がマイナスの値を示すものも認められ，その傾向は[Cl-]＝19.2 kg/m3の供試体の方が強かった。4 時間後および 24
時間後復極量の平均値より，[Cl-]＝19.2 kg/m3では目標シフト量よりも下回っているのに対し，[Cl-]＝3.8 kg/m3
では上回っており，目標としていた復極量に電流調整ができていなかった。また，24 時間後復極量と 4 時間後
復極量との差を確認したところを，図-3.4.18～図-3.4.21 に示すように，特に[Cl-]＝19.2 kg/m3の供試体においてマイナスの値を示していることから，24 時間以内に復極過程(電気防食効果)が終了し，腐食進行状態に移行していることが考えられる。このような環境下では，復極量の最大値で復極量の判定を行わなければならない。
間欠通電においては，通電を停止している期間の環境改善効果の程度が防食効果を大きく左右すると考えられる。通電停止期間が終始復極過程にあるときには防食効果が期待できるが，短時間で復極過程が終了して腐食進行過程に移行した時には，防食効果は期待できない。

11 - 43(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.6 24 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.7 24 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，8 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.8 24 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，4 時間通電)

11 - 44(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.9 24 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，8 時間通電)
4h-1004h-50

8h-100

図-3.4.10 24 時間後復極量の平均値 (40℃－90％RH
4h-100

図-3.4.11

4h-50

8h-100

24 時間後復極量の平均値 (40℃－90％RH

11 - 458h-50[Cl-]＝19.2 kg/m3)
8h-50[Cl-]＝3.8 kg/m3)

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.12 4 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.13 4 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，8 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.14 4 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，4 時間通電)

11 - 46

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.15 4 時間後復極量の経時変化 (40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，8 時間通電)
4h-1008h-1008h-50

図-3.4.16 4 時間後復極量の平均値 (40℃－90％RH[Cl-]＝19.2 kg/m3)

4h-100

4h-50

4h-50

8h-100

図-3.4.17 4 時間後復極量の平均値 (40℃－90％RH

11 - 478h-50[Cl-]＝3.8 kg/m3)

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.18 4 時間後と 24 時間後復極量との差の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.19 4 時間後と 24 時間後復極量との差の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，8 時間通電)

11 - 48

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.20 4 時間後と 24 時間後復極量との差の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.21 4 時間後と 24 時間後復極量との差の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，8 時間通電)(4) 通電停止後のオフ電位の変化
通電停止から 24 時間後のオフ電位(24 時間後オフ電位)の経時変化を図-3.4.22～図-3.4.25，通電停止か
ら 4 時間後のオフ電位(4 時間後オフ電位)の経時変化を図-3.4.26～図-3.4.29 に示す。4 時間後および 24 時
間後オフ電位は，いずれも通電時間による影響は認められなかったものの，塩化物イオン量による影響は顕著に認められた。[Cl-]＝19.2 kg/m3 では，200 日経過時までは卑化傾向を示し，その後は貴化傾向に転じた。これ
らの供試体は 200 日経過時から鋼材腐食によるひび割れ，剥離が生じており，試験後期の電位の貴化現象は剥離していない部分の鋼材の電気化学特性を表していると推察される。ほとんどの供試体が 4 時間後オフ電位
よりも 24 時間後オフ電位のほうが卑な値を示しているため，通電停止から比較的短時間で腐食進行状態に移行したと言える。一方，[Cl-]＝3.8 kg/m3 では，通電初期は貴化，中期は卑化，後期は卑化する傾向を示してい11 - 49

るが，無通電供試体と同様の挙動を示していることから，モルタルの硬化反応に伴う組織の緻密化が影響していると推察する。ほとんどの供試体が 4 時間後オフ電位よりも 24 時間後オフ電位の方が卑な値を示していることから，通電停止から比較的短時間で腐食進行状態に移行したと考えられる。平均復極量と 24 時間後オフ電位を図-3.4.30，平均復極量と 4 時間後オフ電位を図-3.4.31 に示す。平均復極量とオフ電位の関係は，塩化物イオン量による違いは見られなかったものの，24 時間後オフ電位と 4 時間後オフ電位のいずれにおいても概ね平均復極量の増大とともに卑な電位を示す傾向であった。

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.22 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.23 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，8 時間通電)

11 - 50

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.24 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.25 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，8 時間通電)

11 - 51(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.26 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.27 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，8 時間通電)

11 - 52

(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.28 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，4 時間通電)(a) 目標シフト量 100 mV(b) 目標シフト量 50 mV

図-3.4.29 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，8 時間通電)

11 - 53(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.4.30 平均復極量と 24 時間後オフ電位 (40℃－90％RH)(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.4.31 平均復極量と 4 時間後オフ電位 (40℃－90％RH)

11 - 54

(5) 外観観察
通電開始から 117 日が経過した時点で，[Cl-]＝19.2 kg/m3の 4 時間－100 mV の条件を除く供試体において内部鋼材に沿ったひび割れが確認された。図-3.4.32 に示すように明らかな腐食ひび割れであり，ひび割れ幅は既に 0.2 mm を超えていた。ただし，ひび割れ幅の大小と通電の有無に相関は認められず，
個体差の影響のほうが大きいと思われる。[Cl-]＝3.8 kg/m3の供試体には，ひび割れは認められなかった。
通電開始から 256 日および 719 日経過後に外観観察と供試体を解体して鋼材の表面状態を観察した。
256 日経過時は，無通電供試体は各条件 2 体ずつ，通電供試体は各条件 2 体ずつで総数は 20 体，719 日
経過時は，無通電供試体は各条件 3 体ずつ，通電供試体は各条件 2 体ずつで総数は 22 体である。外観
観察では，塩分量に関わらず 256 日および 719 日経過時の解体時の傾向が同じであった。[Cl-]＝3.8 kg/m3の全ての供試体にひび割れは生じていなかった。一方，[Cl-]＝19.2 kg/m3 の全ての供試体にひび割れ幅5mm を超えるひび割れが生じていた。ひび割れは全ての供試体で 2 方向に進行しており，鋼材とかぶり部分のモルタルとの付着はほとんどなく，剥落寸前の状態であった。解体後の鋼材表面の状態を図3.4.33～図-3.4.34 に示す。40℃－90%RH の供試体の中で，錆の生成が明らかに少なかったのは[Cl-]＝
3.8 kg/m3，4 時間－50 mV の供試体であった。その他の条件では鋼材の表面全面に赤褐色の錆が生じており，[Cl-]＝19.2 kg/m3の方が錆の進行が激しかった。

11 - 55

通電

目標

2017 年 3 月 17 日

2017 年 8 月 1 日

時間

シフト量

(117 日経過)(256 日経過)

無通電

無通電

50mV

4 時間

100mV

ひび割れなし

50mV

8 時間

100mV

図-3.4.32 40℃－90％RH[Cl-]＝19.2 kg/m3の供試体のひび割れ状況

11 - 56

通電

目標

時間

シフト量

なし

なし

[Cl-]＝3.8 kg/m3[Cl-]＝19.2 kg/m3

No.35

No.112

No.37

No.114

No.44

No.121

No.45

No.122

No.40

No.109

No.41

No.116

No.53

No.128

No.54

No.129

No.38

No.124

No.48

No.125

50mV

4 時間

100mV

50mV

8 時間

100mV

図-3.4.33 256 日経過時に解体した供試体の鋼材表面状況 (40℃－90％RH)

11 - 57

通電

目標

時間

シフト量

[Cl-]＝3.8 kg/m3

なし

なし[Cl-]＝19.2 kg/m3

No.47

No.113

No.49

No.115

No.56

No.198

No.43

No.119

No.46

No.120No.39

No.111

No.42

No.118

No.51

No.127

No.52

No.130No.36

No.123

No.50

No.126

50mV

4 時間

100mV

50mV

8 時間

100mV

図-3.4.34 719 日経過時に解体した供試体の鋼材表面状況 (40℃－90％RH)

11 - 58

(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度
腐食減量率を図-3.4.35，質量減から求めた平均腐食電流密度を図-3.4.36 に示す。腐食減量率においては同一条件におけるばらつきが見られるものの[Cl-]＝19.2 kg/m3の供試体のほうが[Cl-]＝3.8 kg/m3 よりも大きい値を示した。平均腐食電流密度も腐食減量率と同様の傾向を示した。CEB の腐食判定指標(以下，CEB 基準と記す)で評価するならば，腐食発生のしきい値である 0.1 μA/cm2を下回り防食効果が得られたのは 4 時間－50 mV の No.46 と 8 時間－100 mV の No.50 であり，いずれも[Cl-]＝3.8 kg/m3である。
[Cl-]＝19.2 kg/m3では，全ての供試体で防食効果は得られなかった。

4h-1004h-50

8h-1008h-50

無通電

4h-100(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3

4h-50

8h-1008h-50

無通電(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.4.35 腐食減量率 (40℃－90％RH)

4h-1004h-50

8h-1008h-50

無通電

4h-100(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3

4h-50

8h-1008h-50(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.4.36 平均腐食電流密度 (40℃－90％RH)

11 - 59無通電

(7) 分極曲線
試験開始時と供試体解体時に測定した鋼材のカソード分極曲線を図-3.4.37～図-3.4.41 に示す。無通電供試体において，活性電流のピークが[Cl-]＝19.2 kg/m3 の供試体の方が高電流密度側にあることから，
錆の還元あるいは実質の電極反応面積が[Cl-]＝3.8 kg/m3 の供試体よりも大きいことが影響したと推測される。経時的には塩化物イオン量に関わらず貴化傾向を示した。通電供試体では，カソード反応に変化は見られないが，自然電位は経時的に貴側に変化する傾向を示し，その傾向は[Cl-]＝3.8kg/m3の供試体のほうが強かった。自然電位の貴化は，カソード反応による鋼材表面の pH 上昇に伴うアノード分極抵抗の増大によってもたらされたと考える。[Cl-]＝19.2 kg/m3の供試体のほうが活性電流のピークが高電流密度側にあるのは，無通電供試体と同じ理由と推測する。

(a)目標シフト量 100mV(b)目標シフト量 50mV

図-3.4.37 分極曲線① (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2kg/m3，4 時間通電)(a)目標シフト量 100mV(b)目標シフト量 50mV

図-3.4.38 分極曲線② (40℃－90％RH [Cl-]＝19.2kg/m3，8 時間通電)

11 - 60

(a)目標シフト量 100mV(b)目標シフト量 50mV

図-3.4.39 分極曲線③(40℃－90％RH(a)目標シフト量 100mV[Cl-]＝3.8kg/m3，4 時間通電)(b)目標シフト量 50mV

図-3.4.40 分極曲線④(40℃－90％RH(a) [Cl-]＝19.2kg/m3[Cl-]＝3.8kg/m3，8 時間通電)(b) [Cl-]＝3.8kg/m3

図-3.4.41 分極曲線⑤(40℃－90％RH 無通電供試体)

11 - 613.5

試験室温度 40℃，相対湿度 90%の試験結果(常時通電)(1) 無通電供試体の自然電位
無通電供試体の鋼材の自然電位の経時変化を図-3.5.1 に示す。[Cl-]＝19.2 kg/m3では，－300～－600mV vs.CSE で推移していた。自然電位判定では「90％以上の確率で腐食あり」と判定され，終始腐食状態であったと判断される。一方，[Cl-]＝3.8 kg/m3は，－150～－300 mV vs.CSE を示しており，[Cl-]＝
19.2 kg/m3よりも高い電位で推移していた。自然電位判定では概ね「不確定」と判定され，[Cl-]＝19.2
kg/m3よりも腐食の程度は小さい状態にあったと判断される。

(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.5.1 無通電供試体の自然電位の経時変化 (40℃－90％RH)(2) 防食電流密度
防食電流密度の経時変化を図-3.5.2～図-3.5.7 に示す。目標シフト量を満足するのに必要な防食電流
密度は，塩化物イオン量による影響を強く受けていた。同じ目標シフト量で比べた場合，塩化物イオ
ン量の高いほうが防食電流密度は増加する傾向であった。また，[Cl-]＝19.2 kg/m3では防食電流密度は
経時的に増加する傾向を示し，目標シフト量 200 mV で 4～200 mA/m2，目標シフト量 100 mV で 1～20
mA/m2，目標シフト量 50 mV で 2～20 mA/m2であった。一方，[Cl-]＝3.8 kg/m3では防食電流密度は横ばい，あるいは緩やかに低下する傾向を示し，目標シフト量 200 mV で 0.3～0.5 mA/m2，目標シフト量
100 mV で 0.09～0.2 mA/m2，目標シフト量 50 mV で 0.01～0.1 mA/m2であった。

11 - 62図-3.5.2 防食電流密度の経時変化①

図-3.5.3(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m³，シフト量 200 mV)(40℃－90％RH

図-3.5.4 防食電流密度の経時変化③

図-3.5.5(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m³，シフト量 50 mV)

図-3.5.6

防食電流密度の経時変化②

防食電流密度の経時変化⑤(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m³，シフト量 100 mV)

11 - 63[Cl-]＝19.2 kg/m³，シフト量 100 mV)

防食電流密度の経時変化④(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m³，シフト量 200 mV)

図-3.5.7 防食電流密度の経時変化⑥(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m³，シフト量 50 mV)

(3) 復極量
24 時間後復極量の経時変化を図-3.5.8～図-3.5.13，24 時間後復極量の平均値を図-3.5.14，4 時間後
復極量の経時変化を図-3.5.15～図-3.5.20，4 時間後復極量の平均値を図-3.5.21 に示す。24 時間後復極量は，[Cl-]＝3.8kg/m3は概ね目標シフト量の付近で推移していたが，[Cl-]＝19.2 kg/m3は目標シフト量
から大きく外れており，4 時間後復極量においても同様の傾向であった。また，24 時間後および 4 時
間後復極量の平均値を見ても，[Cl-]＝3.8 kg/m3は目標シフト量に近い値を示しているのに対し，[Cl-]＝
19.2 kg/m3はいずれの供試体も目標シフト量から大きく外れていた。図-3.5.22～図-3.5.27 には，4 時
間後復極量と 24 時間後復極量との差を示す。[Cl-]＝3.8 kg/m3ではいずれの目標シフト量においてもプラスの値を示しているが，[Cl-]＝19.2 kg/m3ではマイナスの値を示すものが認められた。これは，4 時
間後復極量よりも 24 時間後復極量の値のほうが小さいことを示しており，通電停止から 24 時間(測定終了時間)が経過する前に復極過程が終了し，腐食状態に移行していることを意味している。
図-3.5.28 は通電オフ後の内部鋼材の電位を連続モニタリングしたものである。目標シフト量 200
mV では，通電停止から 21 時間後まで復極状態が続いているのに対して，目標シフト量 100 mV では，1.2 時間で腐食状態に移行しているのが認められる。このような場合，復極量は 53 mV となるが，適正な評価とは言えない。この現象は高温環境のため，電気防食による副次的効果(鋼材表面の pH 上
昇や溶存酸素濃度の低下)が短時間で終了し，24 時間が経過する前に腐食状態に移行したことにより生じたものと考えられる。このような環境下で復極量を適正に評価するためには，通電停止後の内部鋼材の電位を連続モニタリングし，オフ電位の最も貴な値とインスタントオフ電位との差を復極量としなければならない。

図-3.5.8 24 時間後復極量の経時変化①

図-3.5.9 24 時間後復極量の経時変化②(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 200 mV)(40℃－90％RH

11 - 64[Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 100 mV)

図-3.5.10 24 時間後復極量の経時変化③

図-3.5.11 24 時間後復極量の経時変化④(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 100mV)

図-3.5.12 24 時間後復極量の経時変化⑤

図-3.5.13(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 100 mV)

19.2-200 19.2-100(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 200mV)

19.2-50

24 時間後復極量の経時変化⑥(40℃－90％RH

3.8-200

3.8-100[Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 50 mV)

3.8-50

図-3.5.14 24 時間後復極量の平均値 (40℃－90％RH)
11 - 65

図-3.5.15 4 時間後復極量の経時変化①

図-3.5.16 4 時間後復極量の経時変化②(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 200 mV)

図-3.5.17 4 時間後復極量の経時変化③(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 100 mV)

図-3.5.18 4 時間後復極量の経時変化④(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 50 mV)(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 200 mV)

図-3.5.20 4 時間後復極量の経時変化⑥

図-3.5.19 4 時間後復極量の経時変化⑤(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 100 mV)

11 - 66(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 50 mV)

19.2-200 19.2-100

19.2-50

3.8-200

3.8-100

3.8-50

図-3.5.21 4 時間後復極量の平均値 (40℃－90％RH)

図-3.5.22 4 時間後と 24 時間後復極量の差① 図-3.5.23 4 時間後と 24 時間後復極量の差②(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 200 mV)(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 100 mV)

図-3.5.24 4 時間後と 24 時間後復極量の差③

図-3.5.25 4 時間後と 24 時間後復極量の差④(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 50 mV)(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 200 mV)

11 - 67図-3.5.26 4 時間後と 24 時間後復極量の差⑤

図-3.5.27 4 時間後と 24 時間後復極量の差⑥(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 100 mV)(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 50 mV)

図-3.5.28 オフ電位の連続測定の一例 (40℃－90％RH)(4) 通電停止後のオフ電位の変化
24 時間後の鋼材の自然電位(24 時間後オフ電位)の経時変化を図-3.5.29～図-3.5.34，4 時間後のオフ
電位の経時変化(4 時間後オフ電位)を図-3.5.35～図-3.5.40 に示す。オフ電位はいずれも塩化物イオン
量による違いが顕著に認められた。[Cl-]＝3.8 kg/m3では，試験全体では時間の経過とともに電位は卑化する傾向を示し，目標シフト量 50 mV と 100 mV においては 0～100 日にかけて貴化する傾向を示したが，それ以降は卑化する傾向を示した。目標シフト量 200 mV は概ね時間の経過とともに卑化する傾向を示した。いずれもオフ電位は－200～－300 mV vs.CSE の範囲で推移しており，プロットの多くは自然電位判定における「不確定」の領域に位置していた。[Cl-]＝19.2 kg/m3では，目標シフト量 100mV と200 mV が 200～300 日まで低くなる傾向を示したのに対し，目標シフト量 50 mV は安定して推移し，いずれも試験後期は高くなる傾向を示した。[Cl-]＝3.8 kg/m3に比べて卑な電位を示しており，－300～－700 mV vs.CSE の範囲で推移していた。プロットの多くは自然電位判定における「90%以上の確率で腐食あり」の領域に位置していた。
11 - 68平均復極量とオフ電位を図-3.5.41 に示す。[Cl-]＝19.2 kg/m3では平均復極量が大きくなるほど貴な電位を示す傾向にあり，その傾向は 4 時間後オフ電位のほうが顕著であった。[Cl-]＝3.8 kg/m3では，24
時間後オフ電位には違いは見られなかったものの，4 時間後オフ電位には若干ではあるが平均復極量が大きくなるほど卑な電位を示す傾向が認められた。

図-3.5.29 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 200 mV)

図-3.5.31 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 50 mV)

図-3.5.30 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 100 mV)

図-3.5.32 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH

11 - 69[Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 200 mV)

図-3.5.33 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 100 mV)

図-3.5.35 4 時間後オフ電位の経時変化

図-3.5.34 24 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 50 mV)

図-3.5.36 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 200 mV)

図-3.5.37 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 100 mV)

図-3.5.38 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝19.2 kg/m3，シフト量 50 mV)(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 200 mV)

11 - 70

図-3.5.39 4 時間後オフ電位の経時変化

図-3.5.40 4 時間後オフ電位の経時変化(40℃－90％RH [Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 100 mV)(40℃－90％RH(a) 24 時間後オフ電位[Cl-]＝3.8 kg/m3，シフト量 50 mV)(b) 4 時間後オフ電位

図-3.5.41 平均復極量とオフ電位 (40℃－90%RH)

11 - 71(5) 外観観察
試験終了後の供試体の外観と内部鋼材の表面状態を図-3.5.42～図-3.5.43 に示す。なお，解体した供試体は，無通電供試体が各条件 2 体ずつ，通電供試体が各条件 2 体ずつで総数は 16 体である。[Cl-]＝
3.8 kg/m3において，無通電供試体には軽微な腐食が認められた。常時通電供試体では，目標シフト量
50 mV に軽微な腐食が認められたが，目標シフト量 100 mV と 200 mV には腐食は認められなかった。
一方，[Cl-]＝19.2 kg/m3においては，無通電供試体の内部鋼材に激しい腐食が認められた。常時通電供試体では，いずれの目標シフト量においても内部鋼材の腐食が認められたが，目標シフト量が大きくなるほど腐食の程度は小さくなる傾向であった。

通電

目標

時間

シフト量

なし

なし

No.12

No.55

50mV

No.5

No.25

100mV

No.13

No.19

200mV

No.23

No.30

[Cl-]＝3.8 kg/m3

24 時間

図-3.5.42 解体した供試体の鉄筋表面状況 (40℃－90%RH

11 - 72[Cl-]＝3.8 kg/m3)

通電

目標

時間

シフト量

なし

なし

No.101

No.197

50mV

No.86

No.97

100mV

No.90

No.108

200mV

No.94

No.196[Cl-]＝19.2 kg/m3

24 時
間

図-3.5.43 解体した供試体の鉄筋表面状況 (40℃－90%RH[Cl-]＝19.2 kg/m3)(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度
内部鋼材の腐食減量率を図-3.5.44 に示す。無通電供試体の腐食減量率は，[Cl-]＝3.8 kg/m3が 1.2～
1.4％であるのに対して[Cl-]＝19.2 kg/m3は 21～23％であり，[Cl-]＝19.2 kg/m3 の供試体のほうが 19 倍程
度大きい値を示した。常時通電供試体は，[Cl-]＝3.8 kg/m3では無通電供試体と比べて腐食減量率は 2 分の 1 程度，[Cl-]＝19.2 kg/m3では 20 分の 1 程度(いずれも平均値比較)に抑えられていた。質量減から求めた平均腐食電流密度を図-3.5.45 に示す。無通電供試体では，[Cl-]＝3.8 kg/m3が約 1.5 μA/cm2であるのに対して[Cl-]＝19.2 kg/m3は約 25 μA/cm2であり，[Cl-]＝19.2 kg/m3の供試体のほうが 17 倍ほど大きな
平均腐食電流密度を示した。一方，常時通電供試体では，[Cl-]＝3.8 kg/m3が 0.45～0.83 μA/cm2，[Cl-]＝
19.2 kg/m3が 0.5～3.9 μA/cm2であり，いずれも防食電流の供給によって内部鋼材の腐食は大きく軽減されているものの，CEB 基準の 0.1 μA/cm2よりも 5～40 倍大きい値を示していることから，40℃－
90%RH の環境下では目標シフト量 200 mV で常時通電をしても，本試験における通電期間では再不働態化状態は得られないと結論付ける。
11 - 73200mV

100mV

50mV

200mV

無通電

(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3

100mV

50mV

無通電

(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.5.44 腐食減量率 (40℃－90%RH)

200mV
200mV

100mV

50mV

100mV

50mV

無通電

無通電

(a) [Cl-]＝19.2 kg/m3(b) [Cl-]＝3.8 kg/m3

図-3.5.45 平均腐食電流密度 (40℃－90%RH)(7) 分極曲線
通電停止から 24 時間経過後に測定した内部鋼材の分極曲線を図-3.5.46～図-3.5.53 に示す。なお，
凡例中の A はアノード分極曲線，C はカソード分極曲線を示している。無通電供試体はいずれの塩化物イオン量においても分極曲線に大きな変化は認められなかったが，[Cl-]＝19.2 kg/m3では供試体に個体差が認められ，No.197 は No.101 に比べてアノード・カソード分極曲線とも活性電流のピークが大きかった。これは，No.197 のほうが内部鋼材の腐食が進行しており，錆の還元あるいは実質の反応面積の増加が影響していると推測される。常時通電供試体でも同様に[Cl-]＝19.2 kg/m3のほうが分極曲線の活性電流のピークが大きくなっていた。[Cl-]＝3.8 kg/m3は，いずれの目標シフト量においても経時的な変化はほとんど認められなかった。[Cl-]＝19.2 kg/m3は，カソード分極曲線に概ね変化は認められない
ものの，アノード反応の抑制により自然電位が上昇していた。カソード反応による鋼材表面の pH 上昇
によりアノード反応が抑制されたことが原因と考えられる。
11 - 74

図-3.5.46 分極曲線①(40℃－90%RH[Cl-]＝19.2 kg/m3，無通電)

図-3.5.47 分極曲線②(40℃－90%RH[Cl-]＝19.2 kg/m3，目標シフト量 200 mV)

図-3.5.48 分極曲線③(40℃－90%RH[Cl-]＝19.2 kg/m3，目標シフト量 100 mV)

11 - 75

図-3.5.49 分極曲線④(40℃－90%RH[Cl-]＝19.2 kg/m3，目標シフト量 50 mV)

図-3.5.50 分極曲線⑤(40℃－90%RH[Cl-]＝3.8 kg/m3，無通電)

図-3.5.51 分極曲線⑥(40℃－90%RH[Cl-]＝3.8 kg/m3，目標シフト量 200 mV)

11 - 76図-3.5.52 分極曲線⑦(40℃－90%RH[Cl-]＝3.8 kg/m3，目標シフト量 100 mV)

図-3.5.53 分極曲線⑧(40℃－90%RH[Cl-]＝3.8 kg/m3，目標シフト量 50 mV)

11 - 77

3.6

屋外暴露の試験結果(間欠通電)(1) 無通電供試体の自然電位
図-3.6.1 に無通電供試体の自然電位の経時変化を示す。なお，本環境に暴露した供試体は[Cl－]＝19.2
kg/m3のみであり，内部の鋼材は塩化物イオンが多量に存在する環境下に置かれていた。試験期間中はほとんどの供試体が ASTM 基準で「90%以上の確率で腐食あり」の判定となる－350 mV vs.CSE 以下の電位を示していた。自然電位は季節によって変化が生じており，夏季は比較的卑な電位を示し，冬季
は比較的貴な電位を示す傾向にあった。暴露開始当初は自然電位に 200 mV 程度のバラツキが見られたが，試験後期にはバラツキが小さくなり 50 mV 以内で収まるようになった。
これらの状況から，屋外暴露の場合，[Cl-]=19.2 kg/m3では鋼材は常に腐食状態にあり，腐食が進行することで個々の供試体の自然電位のバラツキは小さくなっていくものと考えられる。

図-3.6.1 自然電位の経時変化 (屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3)(2)防食電流密度
図-3.6.2，図-3.6.3 に防食電流密度の経時変化を示す。供試体の塩化物イオン量が 19.2 kg/m3と多いため，試験初期から通常の電気防食よりも防食電流密度が高かった。4 時間通電の方が 100 mV の復極量を満たすために必要な防食電流密度が高く，試験後期には 4 時間，8 時間通電ともに防食電流密度が増加した。この理由としては通電時間が通常よりも短いためであると考えられる。最終的に防食電流
密度は 20～50 mA/m2程度必要になった。この理由として，通電時間が短いため鋼材は不完全な防食状態にあり，初期は相対的に低い防食電流密度で目標シフト量を満足していたが，試験後期には活性な腐食を低い防食電流密度で抑えられなくなり，防食電流密度が高くなったと考えられる。また，4 時間
通電で一時的に防食電流密度が高くなったのは，調整時期の季節によるものと考えられる。

11 - 78図-3.6.3 防食電流密度の経時変化

図-3.6.2 防食電流密度の経時変化(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3 4 時間通電

(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3 8 時間通電

目標シフト量 100 mV)

目標シフト量 100 mV)(3) 復極量

図-3.6.4，図-3.6.5 に 4 時間後復極量の経時変化を示す。初期から高い防食電流密度に設定されていた 8 時間通電の供試体(No.155，156，157)は，4 時間後復極量が大きくなる傾向を示した。これは鋼材周辺の環境改善効果によるものであると考えられる。それ以外の供試体では復極量が小さくなる傾向にあった。これは調整した電流密度では腐食を完全に抑制することが困難になったためであると考えられる。
図-3.6.6，図-3.6.7 に 24 時間後復極量の経時変化を示す。24 時間後復極量に関して，試験初期は概ね復極量 100 mV を満足していたが，試験後期にかけて復極量 100 mV を満足しないものが現れるようになった。4 時間後復極量が小さい時は 24 時間後復極量も小さく，逆に 4 時間後復極量が大きい時は24 時間後復極量も大きくなった。また，4 時間および 8 時間通電の供試体で復極量が満足しなかった
時期が同じ供試体が複数あった。このことから 4 時間および 8 時間通電では防食効果を満足できなくなる時期が似ていると考えられる。
図-3.6.8，図-3.6.9 に 4 時間後復極量の平均値および 24 時間後復極量の平均値を示す。4 時間後復極量の平均値では，8 時間通電の供試体のほとんどが復極量 100 mV を上回っており，4 時間通電の供試体は半数が復極量 100 mV を上回っていた。24 時間後復極量の平均値では，全ての供試体が復極量 100
mV を上回っており，大幅に上回った供試体もあった。
図-3.6.10，図-3.6.11 に 4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差の経時変化を示す。本環境において，経過日数 400 日程度で総じて 4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差が小さくなるもしくは負を示す傾向にあった。その後，供試体 No.153，154，162 の組以外は，4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差が正を示す傾向にあった。これらの状況から，4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差が正の場合，通電停止 4 時間後から 24 時間後までの間は復極過程にあり腐食反応は抑えられていると考えられ，差が負の場合は通電停止 4 時間後までに復極過程が終了し，通電停止後 4 時間後から 24 時間後までに腐食が再開していたと考えられる。
11 - 79

600
曝露-19.2-4h-100
暴露

200
0
-200

142
146
149

600
曝露-19.2-4h-100
暴露400
4時間後復極量(mV)

4時間後復極量(mV)

400

139
144
161

-400

200
0
-200
-400

-600

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.6.4 4 時間後復極量の経時変化(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 4 時間通電 目標シフト量 100 mV)

曝露-19.2-8h-100

400

155
157
156

200
0
-200

153
154
162

600
曝露-19.2-8h-100

4時間後復極量(mV)

4時間後復極量(mV)

600

-400

400
200
0
-200
-400

-600

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.6.5 4 時間後復極量の経時変化(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 8 時間通電 目標シフト量 100 mV)
600

600

曝露-19.2-4h-100

400
200
0
-200
139
144
161

-400
-600

24時間後復極量(mV)

24時間後復極量(mV)

曝露-19.2-4h-100
400
200
0
-200

142
146
149

-400
-600

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.6.6 24 時間後復極量の経時変化(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 4 時間通電 目標シフト量 100 mV)
11 - 80

600

600

曝露-19.2-8h-100

400

24時間後復極量(mV)

24時間後復極量(mV)

曝露-19.2-8h-100

200
0
-200
155
157
156

-400

400
200
0
-200
153
154
162

-400

-600

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.6.7 24 時間後復極量の経時変化(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 8 時間通電 目標シフト量 100 mV)

4 時間通電8 時間通電8 時間通電4 時間通電図-3.6.9 24 時間後復極量の平均値

図-3.6.8 4 時間後復極量の平均値
600

139
曝露-19.2-4h-100

400

4時間後と24時間後後復極量の差(mV)

4時間後と24時間後後復極量の差
(mV)

600

144

曝露-19.2-4h-100

400

161

142
146
149

200

200
0

0

-200

-200

-400

-400

-600

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.6.10 4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差の経時変化(屋外暴露 [Cl-]＝19.2kg/m3 4 時間通電 目標シフト量 100 mV)
11 - 81

600

155
156
157

曝露-19.2-8h-100

400

4時間後と24時間後後復極量の差(mV)

4時間後と24時間後後復極量の差
(mV)

600

153
曝露-19.2-8h-100

400

200

154
162

200

0

-200

0

-200

-400

-400

-600

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.6.11 4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差の経時変化(屋外暴露[Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電 目標シフト量 100mV)(4) 通電停止後のオフ電位の変化
図-3.6.12，図-3.6.13 に 4 時間後オフ電位の経時変化を示す。図-3.6.14，図-3.6.15 に 24 時間後オフ
電位の経時変化を示す。図-3.6.16，図-3.6.17 に 4 時間後オフ電位と平均復極量，24 時間後オフ電位と平均復極量を示す。
4 時間後オフ電位および 24 時間後オフ電位の経時変化では，ASTM 基準で「90%以上の確率で腐食あり」の判定となる－350mV vs.CSE 以下の電位を示す供試体がほとんどであった。しかし，供試体
No.155，156，157 は 24 時間後オフ電位が貴化傾向にあった。これは電気防食による鋼材周辺の環境改善効果によるものと考えられる。
4 時間後オフ電位と平均復極量は通電時間に関係なく，オフ電位が－550～－600mV vs.CSE で復極量が 100～170mV の間に収まっている供試体が多かった。24 時間後オフ電位と平均復極量では，バラツ
キが大きくなった。24 時間後オフ電位が 4 時間後オフ電位よりも貴化したものに関しては鋼材周辺の環境改善効果によるものであり，卑化に関しては腐食の進行によるものであると考えられる。

11 - 82

図-3.6.12 4 時間後オフ電位の経時変化
(屋外暴露

[Cl

-]＝19.2kg/m3

図-3.6.13 4 時間後オフ電位の経時変化

4 時間通(屋外暴露 [Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電電

目標シフト量 100mV)

図-3.6.14 24 時間後オフ電位の経時変化
(屋外暴露

[Cl

-]＝19.2kg/m3

図-3.6.15 24 時間後オフ電位の経時変化

4 時間通

(屋外暴露

電

[Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電

11 - 83

図-3.6.16 4 時間後オフ電位と平均復極量(屋外暴露

図-3.6.17 24 時間後オフ電位と平均復極量[Cl-]＝19.2kg/m3)(屋外暴露 [Cl-]＝19.2kg/m3)(5) 外観観察図-3.6.18 に屋外暴露供試体の解体前後の外観状況を示す。図-3.6.19～図-3.6.21 に無通電，4 時間通電，8 時間通電供試体の鋼材表面状況を示す。
屋外暴露供試体では陽極位置からひび割れが生じているものがあったが，このひび割れは乾燥収縮割れによるものであると考えられる。また，通電供試体で腐食によるひび割れが生じているものはな
く，このことから間欠通電により腐食の進行を遅らせる効果があったと考えられる。
供試体の鋼材表面状況は，無通電供試体では全体的に腐食しており，腐食部分の半分未満が減肉するほどの腐食が進行していた。4 時間通電供試体では全体的に腐食しているものと，健全部と腐食部が混在しているものに分かれ，全体的に腐食していたものには減肉も生じていた。8 時間通電供試体では腐食部分と健全部分が混在しているものが多く，部分的に減肉も見られた。鋼材の表面状態の観察か
ら，腐食の程度は無通電供試体が最も大きく，次いで 4 時間通電供試体，8 時間通電供試体の順であった。このことから，間欠通電によって腐食の進行を遅らせる効果が期待できると考えられる。

11 - 84

通電

目標

時間

シフト量

解体前

解体後

左列：136，158，159，160，

なし

右列：137，147，199

なし

左列：139，144，161，右列：142，146，149

4
時間

100mV

左列：155，156，157，

8
時間

右列：153，154，162100mV

図-3.6.18 屋外暴露供試体の解体前後の外観状況
11 - 85

無通電供試体(136，137，147，158，159，160，199)

図-3.6.19 無通電供試体の試験後の鋼材表面状況(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3)

11 - 86

4 時間通電供試体(139，144，161，142，146，149)

図-3.6.20 4 時間通電供試体の試験後の鋼材表面状況(屋外暴露[Cl-]＝19.2kg/m3 4 時間通電 目標シフト 100mV)

11 - 87

8 時間通電供試体(155，156，157，153，154，162)

図-3.6.21 8 時間通電供試体の試験後の鋼材表面状況(屋外暴露[Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電 目標シフト 100mV)(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度
図-3.6.22 に無通電供試体，4 時間通電供試体，8 時間通電供試体の個々の腐食減量率を示す。図3.6.23 に腐食減量率から求めた平均腐食電流密度を示す。腐食減量率は無通電供試体では 8～10%で，
4 時間通電供試体は 2～5%，8 時間通電供試体は 0.6～2.4%であった。通電時間がより長時間の方が腐
食減量率を抑えられた。また，腐食減量率のバラツキは初期の腐食によると思われ，無通電供試体，4
時間通電供試体，8 時間通電供試体の順でバラツキが小さくなっていた。
これらの状況から，通電時間が長い方が防食効果をより発揮できると考えられる。

11 - 88

4 時間通電 8 時間通電

4 時間通電無通電

図-3.6.22 屋外暴露供試体の腐食減量率

8 時間通電無通電

図-3.6.23 屋外暴露供試体の平均腐食電流密度(7) 分極曲線
図-3.6.24～図-3.6.26 に試験初期と供試体解体時における鋼材のカソード分極曲線を示す。
無通電供試体の分極曲線は自然電位が全体的に卑化し，カソード分極挙動には変化が見られなかった。4 時間通電供試体はカソード分極挙動に大きな変化はなかった。8 時間通電供試体に関して，供試体 No.155，156，157 の組は初期よりも電位が貴化しており，間欠通電による防食効果があったといえる。また，供試体 No.153，154，162 の組は電位が卑化し，カソード分極挙動に変化が見られなかったが腐食減量率は小さかった。
以上より，試験期間の前後でカソード分極曲線に変化は見られなかった。

図-3.6.24 無通電供試体の初期および解体時での分極曲線(屋外暴露[Cl-]＝19.2kg/m3)

11 - 89

図-3.6.25 4 時間通電供試体の初期および解体時での分極曲線(屋外暴露[Cl-]＝19.2kg/m3 4 時間通電 目標シフト量 100mV)

図-3.6.26 8 時間通電供試体の初期および解体時での分極曲線(屋外暴露[Cl-]＝19.2kg/m3 8 時間通電 目標シフト量 100mV)

11 - 90

3.7

屋外暴露の試験結果(常時通電)(1) 無通電供試体の自然電位
屋外暴露の無通電供試体は 3.6 項(1)の無通電供試体の自然電位で示したデータと同様であるため，本項では省略する。
(2) 防食電流密度
図-3.7.1 に防食電流密度の経時変化を示す。初期から高い防食電流密度を示した組は次第に減少し，初期に低い防食電流密度を示した組は次第に増加した。この理由としては，初期に高い電流密度で通電することによって鋼材周辺の環境改善効果が得られたためであると考えられる。また，初期に低い
防食電流密度であった供試体 No.133，141，148 の組は最終的に屋外暴露の間欠通電供試体と同等の防食電流密度になった。

図-3.7.1 防食電流密度の経時変化(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3 通電 24 時間 100 mV シフト)(3) 復極量
図-3.7.2，図-3.7.3 に 4 時間後復極量および 24 時間後復極量の経時変化，図-3.7.4 に 4 時間後復極量の平均値および 24 時間後復極量の平均値，図-3.7.5 に 4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差を示す。
概ね 4 時間後復極量は 100～300 mV の間で推移し，24 時間後復極量は 100～400 mV の間で推移していた。しかし，供試体 No.133，141，148 の組が 4 時間後復極量，24 時間後復極量ともに所定のシフト量が得られない時期があり，その後の通電調整によって目標シフト量 100 mV を満足するようになった。
このことから，通電調整の時期によっては目標シフト量 100 mV だと，不完全な防食状態になってしまう可能性があると考えられる。
4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差に関して，供試体 No.145，151，152 は概ね差が正の値で推移
し，供試体 No.133，141，148 では差が小さいもしくは負の値を示していた。差が正の値を示すものは通電停止 4 時間後も復極過程にあり，差が負の値を示すものは通電停止 4 時間後以降に腐食が再開し
11 - 91

ているものと考えられる。このため，供試体 No.133，141，148 の組は一時的に不完全な防食状態になっていた可能性が考えられる。

4時間後復極量(mV )曝露-19.2-24h-100
400
200
0
-200

600

4時間後復極量(mV)

145
151
152

600

-400

曝露-19.2-24h-100
400

133
141
148

200
0
-200
-400

-600

-600
0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.7.2 4 時間後復極量の経時変化[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100

(屋外暴露

600

600

曝露-19.2-24h-100

400
200
0
-200
145
151
152

-400

24時間後復極量(mV)

24時間後復極量(mV)

曝露-19.2-24h-100

-600

400
200
0
-200

133
141
148

-400
-600

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.7.3 24 時間後復極量の経時変化(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100

11 - 92

350

350

24時間後復極量の平均値(mV)

4時間後復極量の平均値(mV)

曝露-19.2-24h-100
300
250
200
150
100
50

曝露-19.2-24h-100

300
250
200
150
100
50
0

0
145

151

152

133

141

145

148

151

152

133

141

148

図-3.7.4 4 時間後復極量の平均値(左)と 24 時間後復極量の平均値(右)[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100 mV)

4時間後と24時間後後復極量の差
(mV)

600

600

145
151
152

曝露-19.2-24h-100

400

4時間後と24時間後後復極量の差
(mV)

(屋外暴露

曝露-19.2-24h-100

400

133
141
148

200

200
0

0

-200

-200

-400

-400

-600

-600
0

200

400

600 800
経過日(日)

1000 1200

0

200

400

600 800 1000 1200
経過日数(日)図-3.7.5 4 時間後復極量と 24 時間後復極量の差(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100 mV)(4) 通電停止後のオフ電位の変化
図-3.7.6，図-3.7.7 に 4 時間後オフ電位および 24 時間後オフ電位の経時変化を示す。
4 時間後オフ電位，24 時間後オフ電位ともに－600～－300 mV vs.CSE の間を推移していた。このことから ASTM 基準で「90%以上の確率で腐食あり」と判断される。
図-3.7.8，図-3.7.9 に 4 時間後オフ電位と平均復極量および 24 時間後オフ電位と平均復極量を示す。
大半の供試体は平均復極量が 160～225 mV 程度であり，4 時間後オフ電位は－500～－400 mV
vs.CSE，24 時間後オフ電位は－400～－300 mV vs.CSE を示した。総じて通電停止 4 時間後から 24 時
間後までに 100 mV 程度復極していることから，24 時間通電による鋼材周辺の環境改善効果があったと判断される。
11 - 93図-3.7.6 4 時間後オフ電位の経時変化

図-3.7.7 24 時間後オフ電位の経時変化[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電

(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電

(屋外暴露

目標シフト量 100 mV)

目標シフト量 100 mV)

図-3.7.8 4 時間後オフ電位と平均復極量

図-3.7.9 24 時間後オフ電位と平均復極量[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電

(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電

(屋外暴露

目標シフト 100 mV)

目標シフト量 100 mV)

11 - 94

(5) 外観観察
屋外暴露の常時通電供試体の解体前後の外観状況を図-3.7.10，鋼材表面状況を図-3.7.11 に示す。供
試体の陽極位置からひび割れが生じているものがあった。これは乾燥収縮割れによるものであると考えられる。また，腐食によるひび割れが生じているものはなかった。
鋼材表面に関しては，部分的にさびが発生している箇所があり，これは通電開始前に発生した腐食によるさびであると考えられる。さびが発生していない健全な面の広さから，高塩化物イオン環境においても目標シフト量 100 mV で常時通電を行うことで，腐食鋼材の防食が可能であると判断できる。
通電

目標

時間

シフト量

24 時
間

解体前

解体後

100 mV

図-3.7.10 屋外暴露供試体の解体前後の外観状況(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100 mV)

11 - 95

24 時間供試体(145，151，152，133，141，148)

図-3.7.11 屋外暴露供試体の鋼材表面状況(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100 mV)

11 - 96(6) 腐食減量率と平均腐食電流密度
図-3.7.12 に各供試体の平均腐食減量率を示す。図-3.7.13 に腐食減量率から求めた平均腐食電流密度を示す。腐食減量率は 0.4～1.14 %であり，屋外暴露環境の無通電供試体の腐食減量率 8～10 %に比べて，常時通電供試体は腐食減量率を 1/10 程度に抑えられた。このことから，常時通電による防食効果が確認された。

図-3.7.13 屋外暴露供試体の平均腐食電流密度

図-3.7.12 屋外暴露供試体の腐食減量率(屋外暴露(屋外暴露 [Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電

[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電

目標シフト量 100 mV)

目標シフト量 100 mV)(7) 分極曲線

図-3.7.14 に試験初期および解体時における鋼材のカソード分極曲線を示す。
供試体 No.152 以外の供試体は，試験初期に比べて解体時の自然電位が貴化していたため，電気防食により鋼材周辺の環境改善がなされていたと考えられる。

図-3.7.14 屋外暴露供試体の初期および解体時の分極曲線(屋外暴露[Cl-]＝19.2 kg/m3 常時通電 目標シフト量 100 mV)
11 - 974.

実験結果の考察4.1

各試験条件における鋼材の腐食状況

図-4.1.1 には，各試験環境における無通電供試体の自然電位の平均値の経時変化を示す。なお，
40℃－90％RH 供試体に関しては，間欠通電を実施した通電開始から 719 日までを示しており，つくば
暴露の供試体の塩化物イオン量は，[Cl-]＝19.2 kg/m3である。
塩化物イオン量[Cl-]＝19.2 kg/m3の自然電位は，いずれの暴露環境でも－350 mV vs.CSE よりも卑な電位であり，ASTM 基準で「90%以上の確率で腐食あり」の範囲となった。一方で，[Cl-]＝3.8 kg/m3では，いずれの暴露環境でも－300～－200 mV vs.CSE で推移しており，ASTM 基準で「不確定」の範囲であった。したがって，当然であるが鋼材の腐食環境は，塩化物イオン量が多いほど厳しいことが再確認された。環境温度では，40℃の方が 20℃と比較して電位が卑であり，温度が高いほど腐食環境が厳しいことが確認できる。また，屋外のつくば暴露では，電位が他の環境と比較して卑な電位となっており，屋外における直射日光や天候による乾湿の繰り返しなどの影響を受けるため，20℃環境よりも腐食環境が厳しいものと考える。40℃の自然電位は，通電開始 200 日ごろから電位が貴な方向に移行しているが，この頃から腐食ひび割れが生じ，ひび割れ幅も 0.2 mm 以上と大きくなった。本試験での鋼材電位の測定は，コンクリート表面に照合電極を設置して測定していることもあり，これらのひび割れが測定に影響しているものと考える。これらの結果から，鋼材の自然電位で評価した温度条件
による腐食環境の序列は，40℃＞つくば暴露＞20℃であったと判断することができる。
次に，20℃における湿度環境の比較では，概ね同様の傾向を示していることから，この環境における湿度の違いは明確ではなかった。

図-4.1.1 無通電供試体の自然電位の平均値の経時変化
図-4.1.2 には，各暴露環境における無通電供試体の平均腐食電流密度の平均値の経時変化を示す。
40℃－90％RH－19.2 供試体は，時間の経過とともに平均腐食電流密度が増加し，暴露開始から 200 日
では，10μA/cm2程度まで増加し，その後は 25～40μA/cm2と非常に大きな腐食電流密度であることが確認できた。屋外のつくば暴露では，通電開始から 1000 日以降で 5μA/cm2まで平均腐食電流密度が増
11 - 98

加し，屋外の乾湿繰返し等の影響で腐食環境が厳しくなったものと推測できた。図-4.1.3 には，図4.1.2 の Y 軸の最大値を 2.0μA/cm2として拡大して示した。初期の平均腐食電流密度は，40℃－90％
RH－3.8 供試体では 0.8μA/cm2，その他の環境では 0.2～0.4μA/cm2の範囲であり，暴露環境として
40℃－90％RH が他の環境と比較して腐食環境が厳しいことが確認できる。つくば暴露では，通電開始
から 200 日程度まで平均腐食電流密度は減少傾向を示し，その後は増加に転じた。なお，20℃－90％
RH では，塩化物イオン量の違いによる平均腐食電流密度の顕著な差は確認できなかった。以上より，
自然電位による評価の結果と同様に，平均腐食電流密度で評価した本試験の環境条件における腐食環
境の序列は，40℃－90％RH－19.2＞つくば暴露＞40℃－90％RH－3.8＞20℃環境であった。

図-4.1.2 無通電供試体の平均腐食電流密度の平均値の経時変化

図-4.1.3 無通電供試体の平均腐食電流密度の平均値の経時変化（図-4.1.2 の Y 軸の最大値 2.0µA/cm2に変更）

11 - 994.2

防食期間中の通電停止期間にける復極状況

電気防食工法の原理は，コンクリート内部鋼材に防食電流を供給することで卑（－）方向に電位を分極させることである。したがって，防食電流の供給を停止すると鋼材周辺の水と酸素の増加にともなって，鋼材の自然電位は貴（＋）方向に復極し，時間の経過とともに一定の電位で安定する。電気
防食の効果を確認する復極量試験では，通電停止から 24 時間経過後の自然電位（オフ電位）とインス
タントオフ電位の差を復極量として評価する。その概念を図-4.2.1 に示す。なお，通電停止後の自然（＋）

電位は，外気温等によって変動する。

自然電位

オフ電位＝自然電位
インスタントオフ電位

分極量

復極量

（－）

復極期間
オン電位
通電停止期間通電期間
時間（h）

図-4.2.1 通電期間と通電停止期間中の鋼材電位の変動
また，通電停止後にオフ電位が安定するまでに必要とする時間は，鋼材周辺の環境等によって異なる。そこで，間欠通電における通電停止期間の復極状況がどのような状況であるかに着目した。40℃－90%RH，[Cl-]=19.2 kg/m3の供試体を用い，間欠通電で目標シフト量を 100 mV，常時通電で目標シフ
ト量を 100，200 mV とした時の通電停止後のオフ電位の変化をそれぞれ図-4.2.2 および 4.2.3 に示す。
なお，測定は，貼付け型の照合電極（飽和銀塩化銀電極）をコンクリート表面に張り付け，データロ
ガーを用いて連続的に内部鋼材の電位挙動を確認した。測定で使用した貼付け型の照合電極は，湿度の高い状態で長時間使用すると照合電極の平衡電位が不安定になるため，設置後 1 日分のみを示した。
図-4.2.2 に示される通電時の電位は，電圧（IR）降下を含むオン電位である。鋼材への防食電流の供給を停止した後（電源オフ後）のオフ電位の変動，つまり鋼材の復極状況に着目すると，通電停止
から 1 時間程度で最も貴な電位を示し，その直後から電位が卑な方向に移行することが確認できる。
図-4.2.3 に示した常時通電における目標シフト量 200mV では，測定終了の 21 時間後まで復極状態が続いているのに対して，目標シフト量 100mV では，1.2 時間で腐食状態に移行しているのが認められる。
間欠通電では，通電停止後 1 時間程度は，防食効果が得られていると考えられるが，通電停止 1 時間を経過した段階から次に通電が始まるまでの期間は，腐食が進行している状態になったと推測することができる。厳しい腐食環境では，間欠通電により防食電流を供給すると通電停止後，短時間で鋼
11 - 100

材の腐食が開始することが示唆されるため，電気防食による防食が十分でない可能性がある。つまり，間欠通電では，図-4.2.1 に示すように復極状態とは，電気防食による副次的効果（低酸素濃度および高 pH 環境）が時間の経過とともに低下しオフ電位が貴化する過程であるため，少なくともオフ電位が貴化している状態では電気防食の効果が持続しているものと考えられる。しかし，復極過程が終了し，短時間でオフ電位が卑な方向に移行することは，防食電流によって分極する移行ではなく，鋼材の腐食進行に伴う自然電位の変化であると考えられる。
常時通電では，一般的に防食管理として用いられる鋼材の電位シフト量を 100 mV 以上で管理した場
合においても，目標シフト量が 100 mV では通電が停止されると短時間で鋼材周辺は腐食環境に移行することが考えられる。つまり，鋼材周辺の腐食環境が厳しい場合，電気防食の適用後に鋼材周辺の pH
上昇などによる環境改善の効果が通電停止により短時間でなくなるものと推測することができる。
通常の電気防食では，防食期間中は常に防食電流が供給（分極状態）されているため，復極状態となることはないが，間欠防食あるいは断続防食では，定期的あるいは不規則に防食電流の供給が停止する。したがって，間欠・断続通電による電気防食を適用する場合は，通電停止期間の電位の復極状況を把握することが極めて重要である。

図-4.2.2 間欠防食中の電位変動の一例（40℃，90％，[Cl-]=19.2 kg/m3 2018 年 8 月 7 日）

図-4.2.3 常時通電供試体おける通電停止後の電位変動の一例（40℃，90％，[Cl-]=19.2 kg/m3）
11 - 101そこで，図-4.2.4 には，通電停止後の鋼材電位の変化を模式的に示した。A 線は通常の電気防食の状態（常時通電）を示しており，電位は通電停止後に貴（＋）側に移行する復極状態を経由して定常状態になる。一方で，B 線に示すように一定期間復極した後，電位が卑（－）側に移行する場合がある。間欠通電では，1 日の中で必ず通電が停止される期間があり，この間に B 線の挙動を取ると電位が卑側に変化している間に腐食が進行すると推測することができる。
また，B 線の挙動を示す場合，間欠通電におけるシフト量管理では，通電停止後どの段階で復極量を判断するかを検証する必要がある。また，本試験の常時通電では，目標シフト量の違いによって，復極挙動が異なる結果を得た。これは，間欠通電においても目標シフト量を大きくすることで復極挙（＋）

動が変わることが示唆されるものであり，今後は復極量の管理値の検証も必要であると考える。

A線

自然電位

OFF 電位＝自然電位

B線

インスタントオフ電位
分極量
4 時間後復極量

24 時間後復極量

（－）

4 時間
24 時間

オン電位

通電停止期間通電期間

時間（h）
図-4.2.4 通電期間と通電停止期間中の鋼材電位挙動の模式図

11 - 1024.3

間欠通電における防食効果

図-4.3.1～4.3.5 には，供試体解体時に測定した 4 時間後オフ電位および 24 時間後オフ電位において
貴（プラス）の電位を最大値とし，積算電流密度との関係を示す。ここで，貴（プラス）の電位を最大値としたのは，4.2 に示したように腐食環境により，防食電流の供給を停止し，24 時間以内に腐食状態へ移行することが確認されたため，防食状態と考えられる最大のオフ電位で評価した。
20℃環境において，[Cl-]＝19.2 kg/m3の環境では明確ではないが，[Cl-]＝3.8 kg/m3の環境では積算電流密度の大きい目標シフト量 100 mV の供試体でオフ電位が貴側となる傾向が確認される。
40℃－90％RH における間欠通電では，塩化物イオン量が多いほど積算電流密度も大きくなる傾向が確認された。また，24 時間通電を行う常時通電の[Cl-]＝19.2 kg/m3環境では，間欠通電と比較して積算
電流密度も大きく，オフ電位も貴（プラス）な電位であった。
つくば暴露の供試体では，間欠通電より常時通電における積算電流密度が大きく，オフ電位の最大値も常時通電の方が貴（プラス）な電位となる傾向がある。
したがって，電気防食の効果としては，積算電流密度を大きくすることが望ましいと推測する。

図-4.3.1 オフ電位の最大値と積算電流密度（20℃，60,90%RH 4,8 時間，[Cl図-4.3.2 オフ電位の最大値と積算電流密度-]=3.8 kg/m3）（20℃，60,90%RH 4,8 時間，[Cl-]=19.2 kg/m3）

図-4.3.3 オフ電位の最大値と積算電流密度

図-4.3.4 オフ電位の最大値と積算電流密度（40℃，90%RH，間欠）（40℃，90%RH，常時）
11 - 103図-4.3.5 オフ電位の最大値と積算電流密度（つくば，24h＜常時＞，間欠）図-4.3.6～4.3.11 には，供試体解体時に測定した 4 時間後復極量および 24 時間後復極量を比較して最大となる復極量と測定者（10 名前後）で実施した目視判定結果との関係を示す。最大の復極量で評価した理由は，4.2 で示したように激しい腐食環境のため，復極量測定の途中で腐食状態へ移行することが確認されたためである。20℃環境では，塩化物イオン量，湿度に関わらず，鉄筋の表面の半分程
度の錆の発生が認められる判定「2」程度までの結果であり，顕著な差が確認されなかった。
40℃－90%RH の間欠通電では，[Cl-]＝19.2 kg/m3 で「4：半分以上で減肉有」と判定され，[Cl-]＝3.8kg/m3では「1：半分未満で発錆」程度と判定された。そこで，最大復極量に着目すると[Cl-]＝3.8 kg/m3
では，目標とするシフト量 100 mV 程度かそれ以上の復極量を得ていた。[Cl-]＝19.2 kg/m3では，目標とするシフト量 100 mV を満足することができていない状態でもあったが，通電時間を 8 時間とした場
合の方が若干ではあるが，目視判定が良好になる傾向があった。
40℃－90%RH の常時通電では，復極量 0 mV である無通電供試体と比較して，100 mV 程度の復極量を満足することで発錆および減肉が低減される傾向が確認されたが，「3：半分未満で減肉有」と判定されており，現実的には防食効果が小さいと考えられる。一方で，[Cl-]＝19.2 kg/m3を混合した供試体で 180 mV 程度と大きな復極量を得た供試体では，判定「1」程度となることが確認でき，復極量を大きくすることで防食効果が大きくなる。
つくば暴露の供試体では，無通電＜間欠通電 4 時間＜間欠通電 8 時間＜常時通電の順で目視判定が良好となり，また，最大復極量が大きいほど目視判定として腐食程度が小さくなる傾向が確認された。
目視判定では，20℃と 40℃環境で比較すると塩害環境の穏やかな 20℃環境で防食効果が高いことが確認された。
以上より，間欠通電では，積算電流密度，通電停止期間中の最大復極量を大きくすることで電気防食の効果が大きくなることを確認することができた。また，その効果は，腐食環境が穏やかな環境ほど期待することができると考えられる。

11 - 104

図-4.3.6 最大復極量と目視判定

図-4.3.7 最大復極量と目視判定（20℃，60%RH）（20℃，90%RH）

図-4.3.8 最大復極量と目視判定

図-4.3.9 最大復極量と目視判定（間欠，40℃，90%RH，[Cl-]=3.8 kg/m3）（間欠，40℃，90%RH，[Cl-]=19.2 kg/m3）

図-4.3.10 最大復極量と目視判定

図-4.3.11 最大復極量と目視判定（常時，40℃，90%RH）（つくば，[Cl-]=19.2 kg/m3）

11 - 105

4.4

まとめ

電気防食工法では，一般的に防食電流を継続して供給する通電条件（常時通電）が適用されるが，本試験では，太陽光発電等の自然エネルギーを効率的に利用する断続通電を模擬した間欠通電での適用性を評価した。その結果，本試験では，以下のことを確認することができた。
1) 本試験では，40℃－90％RH，[Cl-]=19.2kg/m3
kg/m3

＞

＞ つくば暴露 ＞ 40℃－90％RH，[Cl-]=－3.8

20℃環境，の順で厳しい腐食環境であった。

2) 間欠通電では，通電を停止している期間に内部鋼材は復極状態となるが，腐食環境が厳しい場合には，次の通電が開始するまでの間に復極状態から腐食状態へ移行する可能性がある。
3) 間欠通電は，腐食環境が比較的穏やかな条件でその効果を期待することができる。
4) 間欠通電では，積算電流密度，復極量が大きいほど防食効果が高くなる傾向がある。
5) 常時通電においても，腐食環境が厳しい場合には，目標シフト量を 100 mV としても十分な防食効果が得られない可能性がある。

11 - 1065. 間欠通電（断続通電）の適用にあたって
現在，外部電源方式の電気防食工法では，構造物の供用期間中，常時防食電流を供給することが基本である。したがって，防食電流を供給するための直流電源装置を稼働させるために，商用電源の引込み，あるいは太陽電池等の自然電力を用いた場合には蓄電池が必要不可欠となっている。ところ
が，蓄電池は高価であるとともに，比較的短期間での更新が必要になることが多いため，初期および維持管理ともに電気防食の適用コストが増加することにもなり得る。本検討では，太陽電池などの自然エネルギーを用いた場合に蓄電池を用いず，断続的に防食電流を供給する電気防食工法に関して基礎的な実験を実施した。
本試験の範囲内において，電気防食工法を適用するにあたって確認された事項や今後の課題に関して，以下に示す。
1) 期待できる適用範囲
比較的腐食環境が穏やかな場合にその効果を期待することができるため，予防保全的な適用でその効果が期待できると考えられる。また，復極速度が比較的遅いと考えられる含水状態の高いコン
クリート中の鋼材の防食での適用が期待できる。一方で，本試験の範囲内では，具体的な含有塩化物イオン量や環境温度までは示すことができなかった。
2) 間欠通電を適用する場合の復極量を評価する通電停止時間を構造物ごとに設定
間欠通電では，1 日の中で直流電源装置の動作が一次的に停止されるため，内部鋼材が直流電源装置の停止期間中に復極状態から腐食状態に移行する場合があるため，適用する構造物において防食効果を判定する復極量試験における通電停止時間を適切に設定する必要がある。
3) 防食効果は積算電流密度と関連
間欠通電では，積算電流密度を大きくすることで防食効果への期待が増す。一方で，太陽光発電で蓄電池を用いない場合は，適用される日照条件によって通電時間が決定される。したがって，通電電流密度を大きくすることが 1 つの手段として考えられるが，陽極材等への過度な負担が増加することなどを今後考慮する必要がある。
4) 適切な復極量（シフト量）の設定値
電気防食基準として一般的に用いられる復極量 100 mV では，腐食環境により常時通電でも所定の防食効果が得られない可能性があるため，復極量を 100mV よりも大きく設定することが望ましい。また上記の 2) ，3)をそれぞれ考慮すると，通電電流密度を大きくし，復極量を大きく設定することは，積算電流密度を確保するだけでなく，通電停止期間中に鋼材の電位が自然電位まで復極する，つまり腐食状態に移行するまでの時間をより長くでき，通電による防食効果を確保できる可能性がある。したがって，今後は，どの程度の復極量を維持することが設定値として最適であるかを検討することが重要である。
電気防食工法における断続通電は，太陽光発電等の断続的な自然エネルギーを簡易な装置で有効利
11 - 107用できる観点から期待される通電方法である。本試験では，間欠通電によってその評価を試みたものの，具体的な適用範囲の判断指標まで示すことができなかったが，今後，コンクリート道路橋における維持管理手法として本通電方法による電気防食工法が確立され，コンクリート道路橋の長寿命化へ貢献できることを期待する。本試験結果は，その一助となるものと考える。

11 - 108

電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する共同研究報告書 第 502 号，第 516 号
平成 30 年 7 月，令和 2 年 3 月

総 目 次

1 編 序論.......................................................................

1- 1

1. 本研究の背景と目的 ............................................................

1- 1

2. 本報告書の構成 ................................................................

1- 2

2 編 電気防食工法の現状 ............................................................

2- 1

1. はじめに.....................................................................

2. 電気防食工法の各技術に関する調査の方法........................................

2- 2...................................................

2- 2................................................................

2- 3

2.1 調査対象会社および工法
2.2 調査内容

2- 1

3. 電気防食工法の各技術に関する調査結果..........................................

2- 4

3.1 各工法の概要 .............................................................

2- 4

3.2 構造物の部位に関わる適用性...............................................

2- 11

3.3 立地環境に関わる適用性...................................................

2- 16

3.4 その他に関わる適用性.....................................................

2- 19................................................................

2- 22

3.6 各工法の施工実績 .........................................................

2- 27

3.7 各工法のコスト ...........................................................

2- 30

参考文献

2- 33

3.5 耐用年数.....................................................................

3 編 電気防食工法の維持管理の実態調査
1. はじめに..............................................

3- 1.....................................................................

3- 1

2. 管理者へのアンケート調査......................................................

3- 1................................................................

3- 1

2.2 アンケートの設問 .........................................................

3- 1

2.3 アンケート結果概要.......................................................

3- 2

2.4 アンケート結果の分析.....................................................

3- 7

2.1 調査概要

3. 電気防食メーカーへのアンケート調査
3.1 はじめに............................................

3- 13................................................................

3- 13

3.2 電気防食工法の維持管理に関する調査の方法.................................

3- 14

3.3 電気防食工法の維持管理に関する調査結果...................................

3- 16.......................................................................

3- 61

4. まとめ

4.1 はじめに................................................................

4.2 電気防食における維持管理の実施状況.......................................

3- 61
3- 61

4.3 電気防食の維持管理内容に関する現状とその評価.............................

3- 61

4.4 電気防食の維持管理方法における課題と方向性...............................

3- 63.................................................

3- 69

4.5 遠隔監視システムについて

4.6 流電陽極方式の電気防食について...........................................

3- 71

4.7 記録について .............................................................

3- 71

4.8 新工法の開発について

3- 71.....................................................

付録-1 管理者へのアンケート調査票 ............................................

3-付録- 1

付録-2 電気防食メーカーへのアンケート調査票

3-付録- 5..................................

4 編 供用中の橋梁の調査 ............................................................

4- 1

1. はじめに.....................................................................

4- 1

2. 調査内容.....................................................................

4- 2

3. 概略調査（６橋） ..............................................................

4- 3

3.1 概略調査対象橋梁 .........................................................

4- 3

3.2 確認された事象 ...........................................................

4- 3

3.3 概略調査結果のまとめ.....................................................

4- 5........................................................

4- 6

4.1 調査対象橋梁 .............................................................

4- 6

4.2 調査内容................................................................

4- 6

5. 橋梁調査結果のまとめ ..........................................................

4- 10

4. 詳細調査および追加調査

5.1 A 橋調査より.............................................................

4- 10

5.2 B 橋調査より.............................................................

4- 10

5.3 C 橋調査より.............................................................

4- 10....................................................................

4- 10.......................................................................

4- 10..............................................................

4- 11

5.4 共通
最後に

6. A 橋調査結果抜粋

6.1 電気防食方式の概要
6.2 外観調査.......................................................

4- 11................................................................

4- 11

6.3 コンクリート表面電位分布測定.............................................

4- 11

6.4 内部照合電極での復極量試験結果...........................................

4- 12.....................................................

4- 12

6.5 調査よりわかったこと

7. B 橋..........................................................................

4- 13

7.1 通電方式の概要 ...........................................................

4- 13

7.2 定電流方式の特性（チタンメッシュ方式）...................................

4- 13

7.3 定電位方式の特性（チタングリッド方式）...................................

4- 14

7.4 流電陽極方式の特性（亜鉛シート方式）.....................................

4- 14.....................................................

4- 15..........................................................................

4- 16

8.1 橋脚陽極部の変状 .........................................................

4- 16

8.2 橋脚気中部回路での測定例.................................................

4- 17

8.3 調査よりわかったこと（C 橋） ..............................................

4- 17

7.5 調査よりわかったこと
8. C 橋付録-1 概略調査報告書 ........................................................ 4-付録- 1
1. A 橋 .................................................................. 4-付録- 1
2. X 橋 .................................................................. 4-付録- 6
3. Y 橋 .................................................................. 4-付録- 7
4. B 橋 .................................................................. 4-付録- 13
5. C 橋 .................................................................. 4-付録- 18
6. Z 橋 .................................................................. 4-付録- 24
付録-2 詳細調査報告書（A 橋） ................................................. 4-付録- 31
1. A 橋電気防食概要 ...................................................... 4-付録- 31
2. 詳細調査内容 .......................................................... 4-付録- 32
3. 詳細調査結果 .......................................................... 4-付録- 33
4. 調査結果のまとめ ...................................................... 4-付録- 46
5. おわりに .............................................................. 4-付録- 49
付録-3 詳細調査報告書（B 橋） ................................................. 4-付録- 50
1. B 橋電気防食概要 ...................................................... 4-付録- 50
2. 詳細調査内容 .......................................................... 4-付録- 52
3. 詳細調査結果 .......................................................... 4-付録- 53
4. 調査結果のまとめ ...................................................... 4-付録- 62
5. おわりに .............................................................. 4-付録- 64
付録-4 詳細調査報告書（C 橋） ................................................. 4-付録- 65
1. C 橋電気防食概要 ...................................................... 4-付録- 65
2. 詳細調査内容 .......................................................... 4-付録- 68
3. 詳細調査結果 .......................................................... 4-付録- 69
4. 調査結果のまとめ ...................................................... 4-付録- 80
5. おわりに .............................................................. 4-付録- 82
付録-5 追加調査報告書（B 橋） ................................................. 4-付録- 83
1. 追加調査概要 .......................................................... 4-付録- 83
2. 追加調査項目 .......................................................... 4-付録- 84
3. 通電状態の確認 ........................................................ 4-付録- 86
4. 陽極被覆モルタル浮き部での防食効果の確認 .............................. 4-付録- 92
5. 耐用年数を経過した防食板の調査 ........................................ 4-付録- 97
6. モニタリング測定不具合の調査 .......................................... 4-付録-105
測定データ .................................................................... 4-付録-109

5 編 撤去橋梁の調査 ................................................................
1. はじめに5- 1.....................................................................

5- 1

1.1 背景と目的 ...............................................................

5- 1

1.2 本編の構成 ...............................................................

5- 1

2. 荒磯橋の概要.................................................................

5- 3

2.1 書類調査................................................................

5- 3

2.2 定期点検に関する書類調査.................................................

5- 16

3. 撤去桁の調査結果 ..............................................................

5- 45

3.1 撤去桁の現状把握のための調査
3.2 詳細調査.............................................

5- 45................................................................

5- 67

4. FEM による防食効果の評価......................................................

5- 94

4.1 FEM の概要と入力パラメータの決定 ..........................................

5- 94

4.2 解析結果と実測値との比較

5-100.................................................

5. 調査結果のまとめと本検討から得られた知見......................................

5-103

5.1 調査結果のまとめ .........................................................

5-103

5.2 本検討から得られた知見

5-104...................................................

6 編 維持管理マニュアル（案）の策定................................................

6- 1

1. はじめに.....................................................................

6- 1

2. 目次構成.....................................................................

6- 1

3. 維持管理のポイント ............................................................

6- 2

4. 各種点検6- 3.....................................................................

4.1 点検種別................................................................

6- 3

4.2 実施者..................................................................

6- 3

4.3 点検頻度................................................................

6- 4.....................................................................

6- 4

参考文献

7 編 新工法の開発（間欠通電方式の検証）............................................

7- 1

1. はじめに.....................................................................

7- 1

2. 実験概要.....................................................................

7- 3

2.1 供試体概要 ...............................................................

7- 3

2.2 通電方法および測定項目...................................................

7- 6.....................................................................

7- 7

3. 実験結果

3.1 各曝露環境における防食効果の検証.........................................

7- 7

3.2 各条件の腐食電流密度.....................................................

7- 47

3.3 通電停止期間の復極状況...................................................

7- 51

3.4 間欠通電（断続通電）の適用にあたって.....................................

7- 53

8 編 結論1.

.........................................................................

研究調査結果の要点...........................................................

1.1 工法の現状と維持管理の実態
2.

8- 1

..............................................

8- 1

1.2 電気防食適用後の不具合実態調査 ...........................................

8- 2

維持管理マニュアルの策定.....................................................

8- 2

2.1 点検種別と頻度の設定....................................................

8- 3..........................................................

8- 3.............................................................

8- 3

2.2 点検内容と記録
3.

8- 1

今後の課題と展望3.1 維持管理マニュアルの社会実装
3.2 新技術の活用............................................

8- 3............................................................

8- 4

9 編 供用中/供用後の橋梁の調査
1. はじめに－ 電気防食を適用した弁天大橋における防食効果の検証 －.....................................................................

9- 1

1.1 調査の経緯..............................................................

9- 1

1.2 調査内容................................................................

9- 2.....................................................................

9- 3

2. 概略調査

2.1 弁天大橋（B 橋）の概要...................................................

9- 3

2.2 電気防食に関する事項（調査票より） .......................................

9- 4

2.3 電気防食の維持管理に関する事項（調査票より）.............................

9- 4.................................

9- 5........................................................

9- 5................................................................

9- 7

2.4 定期点検結果他に関する事項（調査票より）
2.5 外観目視調査結果
2.6 書類調査

2.7 詳細調査項目
3. 詳細調査............................................................

9- 7.....................................................................

9- 8

3.1 弁天大橋電気防食概要....................................................

9- 8

3.2 詳細調査内容............................................................

9- 10

3.3 詳細調査結果............................................................

9- 11

3.4 詳細調査結果のまとめ
4. 追加調査
4.1 概要....................................................

9- 20.....................................................................

9- 22....................................................................

9- 22

4.2 追加調査項目............................................................

9- 23

4.3 通電状態の確認..........................................................

9- 25

4.4 陽極被覆モルタル浮き部での防食効果の確認.................................

9- 31

4.5 耐用年数を経過した防食板の調査 ...........................................

9- 36

4.6 モニタリング測定不具合の調査............................................

9- 44.....................................................................

9- 54....................................................................

9- 54

5. 解体調査
5.1 概要5.2 調査内容................................................................

9- 54

5.3 チタンメッシュ方式の調査結果............................................

9- 59

5.4 チタングリッド方式の調査結果............................................

9- 70................................................

9- 83

5.5 亜鉛シート方式の調査結果

6. 電気防食を適用した弁天大橋（B 橋）調査のまとめ.................................

9- 97............................................

9- 97

6.2 電気防食の効果範囲......................................................

9- 97

6.3 陽極材の付着強度........................................................

9- 97

6.1 陽極の変状と防食効果について

6.4 分配電流（外部電源方式）................................................

9- 97..........................................................

9- 97

6.6 配線配管材..............................................................

9- 98

6.7 全体を通して............................................................

9- 98

6.5 陽極耐久性試験

10 編 撤去橋梁の調査－ 陽極の異なる腐食環境における配置がコンクリート内部の鋼材の分極量の分布に及ぼす影響の評価 －1. はじめに..................................................................... 10- 1

1.1 本編に示す調査の背景と目的
1.2 撤去桁の概要
2. 実験概要............................................................ 10- 2..................................................................... 10- 6

2.1 調査対象の部位
2.2 通電方法.......................................................... 10- 6................................................................ 10- 7

2.3 その他の測定項目
3. 実験結果.............................................. 10- 1........................................................ 10- 9..................................................................... 10- 10

3.1 電気抵抗率.............................................................. 10- 10

3.2 陽極－鋼材間の交流抵抗
3.3 陽極への電流分配.................................................. 10- 10........................................................ 10- 11

3.4 G5-3 の下フランジ部の自然電位の分布と鋼材の腐食状況 ....................... 10- 12
3.5 分極量比の分布
4. まとめ.......................................................... 10- 12....................................................................... 10- 16

11 編 間欠通電方式の検証－ 異なる腐食環境における防食性の評価 －1. はじめに..................................................................... 11- 1

2. 実験概要..................................................................... 11- 2

2.1 供試体概要.............................................................. 11- 3

2.2 通電方法および測定項目
3. 実験結果.................................................. 11- 7..................................................................... 11- 11

3.1 各暴露環境における防食効果の検証 ......................................... 11- 11
3.2 試験室温 20℃，相対湿度 60%の試験結果（間欠通電）......................... 11- 11

3.3 試験室温 20℃，相対湿度 90%の試験結果（間欠通電）......................... 11- 19

3.4 試験室温度 40℃，相対湿度 90%の試験結果（間欠通電）....................... 11- 41

3.5 試験室温度 40℃，相対湿度 90%の試験結果（常時通電）....................... 11- 62

3.6 屋外暴露の試験結果（間欠通電） ........................................... 11- 78
3.7 屋外暴露の試験結果（常時通電） ........................................... 11- 91
4. 実験結果の考察 ................................................................ 11- 98
4.1 各試験条件における鋼材の腐食状況 ......................................... 11- 98
4.2 防食期間中の通電停止期間における復極状況
4.3 間欠通電における防食効果
4.4 まとめ................................. 11-100................................................ 11-103.................................................................. 11-106

5. 間欠通電（断続通電）の適用にあたって.......................................... 11-107

共同研究報告書
Cooperative Research Report of PWRI
No.516

March 2020

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