JCMA 2018 広島フォーラム
JCMA：一般社団法人コンクリートメンテナンス協会主催
コンクリート構造物の補修・補強に関するフォーラム2018～コンクリート構造物の健康寿命を考える～

電気化学的防食技術と健康寿命
2018(平成30)年 5月10日(木)ＣＰ工法研究会・日本エルガード協会
株式会社ナカボーテック 田中 一弘
エルガード協会次世代の会委員
海洋・港湾構造物維持管理士会技術委員
関西電食防止対策委員会委員
軍艦島ＷＧ委員© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

1

ＣＰ工法研究会
コンクリート構造物の電気化学的防食工法研究会• コンクリート構造物の劣化を電気化学的な原理により防止する工法（電気化学的防食工法）の普及・発展のため創られた研究会• 発足：1992年，現在の会員会社：19社
会 ⻑

宮川豊章（京都大学 特任教授）

顧 問

関 博（早稲田大学 名誉教授）
福手 勤（東洋大学 教授）
武若耕司（⿅児島大学 教授）

事務局

東亜建設工業(株)内

主な活動内容•普及活動の実施•学術研究の実施(⼟研･材料学会)•設計施工マニュアルの作成•工法別施工実績調査

HPアドレス http://www.cp-ken.jp/© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

2日本エルガード協会• エルガード工法を核とした電気防食工法の普及と技術の研鑽• 発足：2001年，現在の会員会社：23社• 電気防食技術研究会：22社(コンサルタント)会 ⻑副会⻑

住友大阪セメント(株)ショーボンド建設(株)顧問

福手 勤（東洋大学 教授）
宮川豊章（京都大学 特任教授）

理事

五洋建設㈱
東洋建設㈱
㈱ナカボーテック
三井住友建設㈱日本防蝕工業㈱HPアドレス http://www.elgard.com/

主な活動内容•特別記念講演•電気防⾷施工管理技術者認定試験(Ｈ27.3 485名)•共同研究(⼟研、材料学会、東洋大、岐⾩大、⿅児島大、JCI)•技術講習会、ディスカッション
セミナー、発注者セミナー•次世代技術者の会© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

3目次

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

4目次

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

5なぜ鉄は錆びる？

鉄：Fe

錆：Fe(OH)2等

錆(さび）を分析すると鉄の水酸化物であることが分かる。
すなわち鉄Feに酸素Oと水素Hが付くと錆Fe(OH)2になる！

回答 地球上には、酸素(O2)と水(H2O)があるから。
仮にどちらかが無ければさびない。
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

6腐食は自然現象
鉄は鉄鉱石(酸化鉄)を高温(1500℃以上)で製錬(還元)して製造します。
実は製錬された鉄はエネルギーが高く不安定です。
だから鉄は安定した元の状態(さび≒酸化鉄)に戻ろうとします。
つまり、鉄がさびる(腐食する)ことは自然なことです。
鉄Fe
製錬：還元反応(化学反応)
2Fe2O3＋3C→4Fe＋3CO2
エネルギー高い(不安定)⊿G0 =0

Fe＋H2O＋1/2O2→Fe(OH)2CO2O2 , H2O

COH－

エネルギー低い(安定)
酸化鉄：鉄鉱石Fe2O3⊿G0 =-727⊿G0 [J･mol-1]
標準自由エネルギー

腐食＝酸化反応(電気化学反応)

これがなぜ電気化学反応？

酸化鉄：さびFe(OH)2→水分失いFe2O3
参考：鋼材倶楽部：土木構造物の腐食・防食Q＆A，p3 （1992）© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会7

腐食(鉄が錆びる)の条件① 水分があること。また、イオンが溶けていること。超純水では錆びない。
② 酸素があること。酸欠状態では錆びない。ただし、酸欠でも酸性側では錆びる。
①，②の実例
・海水中や淡水中：ただし、鉄板が海水や淡水に没していれば腐食速度はほぼ同じ
・大気中：ただし、乾燥していると水膜ができないので錆びない
H 2O
・土中 ：酸性から中性の土
OHH 2O・アルカリ環境：アルカリ性のコンクリートや土は錆びにくい
H＋O2

H 2O

OHH 2O

H 2O

H 2O

H＋O2

鉄筋
O2
H 2O
OH-

H＋

H 2O
H 2O

OH-

H＋

© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

H 2O

O28錆びのメカニズム（電気化学反応で電流が流れる）
大気(湿度60%以上)
海水・淡水
土壌

④環境側では自由電子無く水に溶けてるイオンが動き電流が流れる。
H+やNa+は②→①，OH-やCl-は②←①へ動く。
腐食電流(イオン伝導)という。

⑦Fe2+とOH-で錆Fe(OH)2になる。
②例えば酸素が少ない環境
鉄は電子を奪われ鉄イオンとなり溶けだす。
Ｆｅ→Fe2＋＋2ｅ－①例えば酸素が多い環境
水に溶けている酸素が鉄筋から電子を奪おうとする。
1/2Ｏ２＋Ｈ２０＋2ｅ－→2OH－

H＋
OH2OH-

環境側はアノード(陽極)という。

Fe2+⑤鉄が溶ける箇所が腐食する。
鉄筋側では負(－)極という。
⑧私達が目にする腐食は全てこの原理。
これらを腐食電池という。
電気と電気化学では極性が違う。
電子伝導とイオン伝導があって始めて電流が流れ腐食が起こる。イオン伝導を止めて腐食抑制する対策代表が塗装！

H 2O

O2

環境側はカソード(陰極)という。
2ｅ－
電流⑥鉄が溶けない箇所は防食される。
鉄筋
鉄筋側では正(＋)極という。

③鉄筋内では自由電子が動き電流の流れとなる。
腐食電流(電子伝導)という。

⑨あるいは鉄筋をなんらかの方法で全てカソードにすれば防食できる！
それが電気防食(Cathodic Protection)9© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

コンクリートにおける鋼材腐食
塩害ASR

鋼材腐食はコンクリートに致命的な影響を与える！
特に塩害は、コンクリートのガン！！

凍害

中性化© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

10コンクリートの塩害と鉄筋腐食メカニズム① 健全な鉄筋コンクリート② 不動態皮膜の破壊

コンクリート(pH12.5)←Ca(OH)2
不動態(酸化)皮膜≒頑丈な錆膜

Cl-コンクリートpH ≦12Cl-

H 2O

Cl-

CO2

アルカリ源

（鉄は錆びているので電子を奪われない！）
H 2O

O2

鉄筋

呼吸するうちに 鉄筋③鉄イオンの溶出
コンクリート電流

限界値以上の塩化物イオンが鉄筋近傍に到達すると不動態皮膜が破壊(限界値：Cl-/OH-が小さいと再不動態化)

2OH-④錆の生成・成長ひび割れ
錆び汁

コンクリート2ｅ－

FeOOH etc

H 2O

電流

O22+Fe
膨張

鉄筋

H 2O

O2Fe2+Fe(OH)2

OH- ↓ OH-

O2

鉄筋

不動態皮膜が無ければ裸の鉄と同じ。
酸素と水がある環境下では、先程の電気化学反応で腐食進行。
なお、中性化も同様に不動態皮膜を破壊© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

11

講演内容

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2017 CP工法研究会 & エルガード協会

12電気防食とは？外部電源方式
鉄が錆びている(腐食している)状態。
CSE：飽和硫酸銅照合電極
人為的にアノードとして不溶性の貴金属被覆電極(負極)を設置し、外部電源で同電極電位を鉄よりも低くし通電する。すると鉄筋全体がカソードとなり防食される。
Cl－も鉄筋から離れ、コンクリートのアルカリ性等も助力となる。
負(－)極
アノード：不溶性金属(IrO2/Ti電極：0－VmVvsCSE) 2ｅ－
コンクリートH＋

電流

Ca2＋ 2OH-Cl-

OH-2OH-

H 2O

電流
O22OH-

負極

Fe2+2ｅ－
電流

復極量100mVシフト
卑(低)電位

H 2O

カソード

アノード

貴(高)電位＋ｅ－

Na＋

2H＋ O2

V：1000mV

H 2O

電流－正(＋)極
鉄筋：-400mVvsCSE
復極電位(電気防食一時停止中電位)
通電電位(電気防食中)

多少の電位差あってもOH－生成(アルカリ化)で再不動態化で腐食停止！
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

13電気防食とは？流電(犠牲)陽極方式
鉄が錆びている(腐食している)状態。
CSE：飽和硫酸銅照合電極
人為的にアノード(負極)として鉄よりも腐食しやすい金属を設置し、その金属の溶解により通電する。すると鉄筋全体がカソードとなり防食される。
Cl－も鉄筋から離れ、コンクリートのアルカリ性等も助力となる。 負(－)極
電流
アノード：鉄よりも腐食し易い金属が溶ける(亜鉛：-1000mVvsCSE)
コンクリートZn
Zn
Zn
2+H＋Cl-

電流2+Ca2＋ 2OHCl-Cl-ｅ－

Na＋2+ｅ－OH-

電流

2OH-Cl-負(－)極Fe2+2ｅ－
電流

復極量100mVシフト
卑(低)電位

Cl-O2

カソード

アノード

貴(高)電位

H 2O

電流

正(＋)極
鉄筋：-400mVvsCSE

電流

復極電位(電気防食一時停止中電位)
通電電位(電気防食中)
多少の電位差あってもOH－生成(アルカリ化)で再不動態化で腐食停止！
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

142000

1950

1900

西暦

1850

電気防食の歴史

海外

1824年：英国でDavyが軍艦銅外板を鉄犠牲陽極で電防したのが起源
1928年：米国でKuhnが埋設ガス管に電防適用
1933年：Kuhn電気防食基準-850mVvsCSEを提唱
1973年：米国でStratfullがコンクリート橋梁に導電塗料
1982年：FHWAが電防効
果を確認

国内

1919年：日本では帝国海軍が戦艦三笠に電防用Zn犠牲陽極を艤装
1930年：埋設管の電防研究開始
1946年：天然ガス油井管に電防適用
1952年：尼崎港の防潮堤閘門にMg陽極適用
1962年、Al合金陽極・水中溶接の開発により、電防急速発展
1986年、土研が旧洞川橋梁で外電電防試
海中や土中における電防の歴史は古く豊富験
な実績がある。
1988年、清水港桟橋に亜鉛板電防を
コンクリート構造物中の鋼材を対象とした適用
電気防食の技術展開も海外で40年以上、1997年、大井埠国内でも30年以上になる。
頭にエルガード
外電電防適用凡例
海水土壌
コンクリート© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

15電気防食が有効な理由●電気防食は腐食反応を直接的に抑制する！
●コンクリートでは鉄筋の再不動態化も担う！
１）腐食による再劣化はしない
電流を供給している間は腐食は進行しない
２）多量の塩分が存在する環境でも防食可能
所定の防食電流を供給すれば腐食は進行しない
３）塩分を含有するコンクリートの除去が不要
塩分の存在は電気防食上は全く問題ない
４）鉄筋の防錆処理が不要
鉄筋の表面に錆びがあっても防食可能※但し，できる限り取り除くことが望ましい
５）防食効果の確認が容易
鉄筋の電位計測によって確認できる© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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目次

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

17適用できる環境は？

道路橋･鉄道橋

ボックスカルバート

荷役桟橋

揚油桟橋

ロックシェッド

ドルフィン上部工・一般的な鉄筋コンクリート構造物であれば、ほとんど適用可能
・大気中、飛沫帯、干満帯等の環境に応じて防食方式を選定
・水中部は基本的に電気防食不要(Cl－があってもコンクリートと水で腐食に必要な量の酸素が鉄筋に達しない事が近年分かってきた)

・供用しながらの補修が可能
・他の補修工法との併用可能
・部材単位での適用可能© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

18どのような調査が必要か？

特別な調査は不要！
基本的に塩害対策・最低限必要な調査は①①外観目視によるひび割れ・浮き確認！
最低限の断面修復量を確認②鋼材位置での塩化物イオン量
フィック拡散式で供用年数内に発錆するか予測する
発錆するようならば電防は補修対策として有効③腐食が顕在化していない場合は電気化学的測定
鉄筋腐食速度を推定し、ひび割れ発生が予測されれば電防は補修対策として有効© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電源は？
流電(犠牲)陽極方式では電源不要
外部電源方式の場合
電柱や変圧器の有無を確認
上記無くても心配無用
施設近傍までの配電設備は電力会社負担
受電設備のみ利用者負担
どうしても電源が無い場合ソーラーや風力などの自然エネルギーも利用可能© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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各種補修・防食工法
表面被覆工法

ひび割れ補修工法

注入工法
充填工法
左官工法

補修工
法

断面修復工法湿式吹付け工法
乾式吹付け工法グラウト注入工法

表面被覆工法
電気防食工法

電気化学的防食工法

脱塩工法
再アルカリ化工法

その他補修･防食工法

含浸塗布工法
剥落防止工法© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電気防食が適用できる劣化状態
どの状態でも適用可能
鉄筋腐食量

塩害による劣化

例えば10mg/cm2※加速期以降は断面修復などの補修が必要

コンクリートに腐食ひび割れ発生

含有塩分量
例えば1.2kg/m3
鋼材の腐食開始

使用期間

潜伏期

進展期

加速期

劣化期

塩化物イオンの浸透

鉄筋の腐食進行ひび割れを伴った鉄筋の腐食進行鉄筋の断面減少

剥離･剥落変位･たわみ

部材の性能低下© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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LCC 前提条件
断面修復材 ：W/C＝45％相当の材料を使用と仮定
初期修復時 ：両工法ともに40％の断面修復を実施
社会的割引率：両工法ともに適用なし
表面被覆工法
耐用年数：15年
断面修復：表面被覆再補修時に40％の断面修復を実施
維持費 ：定期点検費
電気防食工法
耐用年数：100年(陽極)
維持費 ：電気代，防食効果確認試験費
陽極システム，配線配管，電源装置等の更新費© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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LCC コスト条件
各工法補修費用
小断面修復工法
電気防食工法
表面被覆工法仮設費
維持管理費用電気代（1回/年）

77,600 円/m2
89,000 円/m2
17,600 円/m2（初回）19,500 円/m2（2回目以降）
11,000 円/m2
30 円/m2

効果確認費（1回/年）

800 円/m2

配線・配管（1回/20年）

8,000 円/m2

電源装置（1回/20年）
11,000 円/m2
一般定期点検（1回/5年） 6,000 円/m2
参考 ： 港湾空港技術研究所報告，第48巻第2号，2009.6© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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LCC 算定結果
700

対策費用[千円/m2]600

電気防食工法（100年型）

要求耐用年数(補修後80年)

断面修復工法+表面被覆工法

500
400
300
20010000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
供用年数[年]© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電気防食の信頼性①電気防食は腐食反応や再不動態化に直接関与する抜本的対策②アメリカFHWA公式見解：鋼材腐食を止めることが確認された唯一の補修方法が電気防食③国内のコンクリート構造物では30年以上の実績・約30万㎡
土木研究所資料第3811号より経過年数8～25年で補修をした88橋の再補修実績
８８橋の内、５３橋（６０％）が再補修
初回補修より平均１０年で再補修

経過年数
10987

２６橋（４９％）は断面修復
２５橋（４８％）は補修・補強
１橋（２％）は表面被覆
１橋（２％）は電気防食

補修件数

654

初回補修で

3210012345678

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

電気防食を実施した３施設は再補修無し© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電気防食の施工実績推移
40,000
電着
35,000

再アルカリ
脱塩30,000

電気防食

25,00020,00015,00010,0005,000

0～ '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14 '15'90
2

日本国内年度別実績（施工面積：m ）© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電気防食の地域別施工実績(過去10年)
30,00025,0002015年度
施工面積 (m2)

20,0002014年度
2013年度
2012年度

15,0002011年度
2010年度
10,0002009年度
2008年度
2007年度

5,000

2006年度
0

北青岩宮秋山福茨栃群埼千東神新富石福山長岐静愛三滋京大兵奈和鳥島岡広山徳香愛高福佐長熊大宮鹿沖
海森手城田形島城木馬玉葉京奈潟山川井梨野阜岡知重賀都阪庫良歌取根山島口島川媛知岡賀崎本分崎児縄
道県県県県県県県県県県県都川県県県県県県県県県県県府府県県山県県県県県県県県県県県県県県県島県
県
県
県

施工地域
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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講演内容

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

29電気防食のマニュアル類① 「電気化学的防食工法設計施工指針（案）」
土木学会：コンクリートライブラリ107, 2001/11② 「電気防食工法研究委員会報告書」
日本コンクリート工学会, 1994/10③ 「桟橋劣化調査・補修マニュアル」
東京港埠頭（株）, 2012/11④「コンクリート構造物の電気防食Ｑ＆Ａ」
新建新聞社，日本エルガード協会編，2008/5①②© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会③④30

電気防食設計の急所①陽極の配置1)１台の電源の防食範囲は500㎡以下が目安。
2)環境別に陽極が区画化されているか？
コンクリートの湿潤状態により電気回路抵抗が変わるので回路を分けておく必要がある。
3)配筋量などに応じて陽極数量を変えているか？
配筋量が多ければ必要な防食電流も増えるので陽極数量も増加する。
②電線の太さ・配置
1)電線の太さは適当か？
電線の布設長さが長くなれば、電線抵抗も増すので、電線の径は太くなる。
2)電線の配置はある程度細かいか？
陽極配置は①により区分されているので、それに応じた電線配置になる。
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会31

施工の実際1/2①モニタリング装置設置工マーキング②モニタリング装置設置工端子取付部はつりモニタリング装置や陽極の設置位置をマーキングする．

マーキング位置のコンクリートをはつり出し鉄筋を露出させる．

③モニタリング装置設置工端子類取付け④モニタリング装置設置工鉄筋間導通確認

排流･測定用端子を溶接する．
照合電極を鉄筋の近傍に設置する．

マルチメータを用いて排流線と鉄筋間の導通を確認し，1mV以下であれば合格．

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施工の実際2/2⑤モニタリング装置設置工はつり部復旧⑥陽極設置工溝切り,陽極設置,埋戻し

コンクリートと同程度の抵抗率を有する無収縮のモルタルで埋戻す．

陽極を埋込むために溝切りを行う．陽極･コンダクターバーを設置し修復材で埋戻す．

⑦配線配管工配線配管⑧直流電源設置工:電源設置,電流調整

コンダクターバーとリード線をプルボックス内で結線し，直流電源装置まで配線配管を行う．

直流電源装置の設置，配線の接続を行う．通電調整試験に
よって防食電流を決定し，通電する．

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33

電気防食工法紹介 「チタン溶射方式・外電」
図に示すように、コンクリートにアーク溶射により被覆したチタン皮膜電極(厚さ0.1mm)を＋極につなぎ、対象となる鋼材に外部電源のー極をつないで外部からコンクリート中を通して微弱な防食電流を金属表面に流し、腐食電流を消滅させる電気化学的防食法。
モニタリング装置－Point電流

外部電源

チタン溶射電極＋電位測定
施工概要

１ 素地調整2

ｱﾙﾐﾅを用いた研削材により全面ﾌﾞﾗｽﾄによる素地調整を行います。

高純度のﾁﾀﾝをアーク溶射によりｺﾝｸﾘｰﾄ面に吹付け電極皮膜を形成します。

3

ﾁﾀﾝ溶射・複雑な構造物でも適用可能であり、施工も安価であり実績が多い。
・海洋環境など湿潤部への適用は難しい。
・商用電力を使用するため、電気代が発生する。

配線配管

通電用のﾁﾀﾝ板を設置後、電極及び対象鋼材と接続さしたケーブルを直流電源装置まで引き込み接続します。

４ 直流電源装置設置

5

所定の位置にコンクリート基礎を設け、直流電源装置を設置します。

通電を開始して、電気防食の効果があることを確認します。

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完成

34電気防食工法紹介 「リボンメッシュ方式・外電」
図に示すように、コンクリートに埋設したリボンメッシュ電極を＋極につなぎ、対象となる鋼材に外部電源のー極をつないで外部からコンクリート中を通して微弱な直流電流を鋼材表面に流入させ、腐食電流を消滅させる電気化学的防食法。
モニタリング装置－電流

外部電源 Point

リボンメッシュ電極

・複雑な構造物でも適用可能であり、実績が多い。

＋電位測定

・商用電力を使用するため、電気代が発生する。

施工概要

１

溝きり形成

取付位置をマーキング後、所定の位置に電極を入れるための溝をサンダー等により形成します。

・溝を形成するため、躯体を傷つける。

2

ﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ電極設置

ﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ電極を溝内に設置し、表面を専用のﾓﾙﾀﾙ材で被覆後、通電のためのｹｰﾌﾞﾙを接続します。

3

配線配管

電極及び対象鋼材と接続さしたケーブルを直流電源装置まで引き込み接続します。

４

直流電源装置設置所定の位置にコンクリート基礎を設け、直流電源装置を設置します。

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5完成

通電を開始して、電気防食の効果があることを確認します。

35電気防食工法紹介 「ＴＣユニット方式・外電」
図に示すように、電極およびバックフィルを充填したユニットをコンクリート表面に設置する方式です。
バックフィル内の電極を＋極につなぎ、対象となる鋼材に外部電源のー極をつないで外部からコンクリート中を通して微弱な直流電流を金属表面に流入させ腐食電流を消滅させる電気化学的防食法。
モニタリング装置－Point
電流

外部電源

陽極ユニット・既設塗膜の部分的な撤去で適用可能。 躯体をほとんど傷つけず、鉄筋かぶりがなくても施工可能。
・海洋環境などへの適用は難しい。

電位測定＋施工概要

１ マーキング

23

FRPトレイ，照合電極，排流測定端子取付位置をマーキングします。

陽極ユニットをチタンビスを用いてコンクリート表面に設置します。

電極取付・商用電力を使用するため、電気代が発生する。

配線配管

通電用のﾁﾀﾝﾌﾟﾚｰﾄを設置後、電極及び対象鋼材と接続さしたケーブルを直流電源装置まで引き込み接続します。

４ 直流電源装置設置

5

所定の位置にコンクリート基礎を設け、直流電源装置を設置します。

通電を開始して、電気防食の効果があることを確認します。

© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

完成

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電気防食工法紹介 「亜鉛シート方式・流電」
図に示すように、コンクリートに貼り付けた亜鉛シート陽極を＋極につなぎ、対象となる鋼材にー極をつなぎ回路を形成します。これにより異なる金属間の電位差を利用して、電池作用によりコンクリート中を通して微弱な電流を金属表面に流入させ、腐食電池を消滅させる電気化学的防食方法。 乾電池と同じ原理を応用した技術です。
モニタリング装置－電流Point
亜鉛シート

・日本初の工法であり実績が多い。
・死荷重（30ｋｇ／㎡）が増加する。

電位測定＋施工概要

１ アンカーボルト取付

2

取付位置をマーキング後、ベースとなるアンカーボルトを取り付けます。

アンカーボルトにより、亜鉛シートを取り付け、固定します。

亜鉛シート取付・商用電力を必要としないため、電気代が不要。

3 結線処理４ 端部処理5

亜鉛シートに付属するケーブル同士を結線し、モニタリング装置まで引き込みます。

亜鉛シート間をエポキシ樹脂等を用いてシーリング処理します。

モニタリング装置より通電を開始して、電気防食の効果があることを確認します。

© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

完成

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目次

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会38

電気防食のメリット・デメリットのおさらい
電気防食工法のメリット（１） 腐食反応に直接関与する抜本的対策（２） どのような腐食環境でも確実に防食（３） 塩分を含んだコンクリートの除去不要（４） 鉄筋の防錆処理が不要（５） 防食効果の確認が容易
電気防食工法のデメリット（１） イニシャルコストが割高である（２） 維持管理が手間である（よくわからない）（３） 電気代がかかる（外部電源方式の場合）© 2017 CP工法研究会 & エルガード協会

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目次

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2017 CP工法研究会 & エルガード協会40電気代はどの程度？
1人暮らし向けの冷蔵庫
75L：年間消費電力243kWh
243kWh×25.91円＝6,296円

電気防食
500㎡：年間消費電力219kWh
219kWh×25.91円＝5,674円© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会41

適用後に管理者がやるべきことは？
点検

日 常

定 期

詳 細概要頻度

維持管理者が定期的に目視可能な箇所について点検記録する
1回／月
直流電源装置の運転ランプが点灯し管理者ていることを確認する。
専門知識を有する調査員が定期的に1回／1～2年
異常個所の有無を点検記録する専門メーカー
専門家による電位変化量の確認と適コンサル
切な電流調整専門知識を有する調査員が定期的に1回／5年
異常個所が確認された場合や天災な （異常時）
どの異常時に実施する専門メーカーコンサル© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

42管理者の点検
日常点検で受電ランプと運転ランプの点灯を確認する。
受電ランプ

運転ランプ

柱上（ちゅうじょう）型

受電ランプ

運転ランプ

⾃⽴（じりつ）型

施工者は管理者がランプを目視確認しやすいように電源装置の立地・方向性を管理者と協議し設置する。
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電気防食の種類？ その違い？
面状陽極

防食対象に対して陽極材を面状に設置
防食電流の均一性に優れる
複雑な形状の構造物への設置は難しい場合がる死荷重が増加する場合がある
美観に優れる
表面塗装の撤去必要

線状陽極

防食対象に対して陽極材を線状に設置
配筋量などに応じた陽極設置が可能
複雑な形状の構造物への設置は概ね容易
死荷重が増加はあまりない
線状の模様が付く
工法によっては表面塗装の撤去不要

いずれも防食効果に違いは無い！
※図：コンクリート構造物の電気防食 Q&A 日本エルガード協会編から一部抜粋© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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電気防食に失敗はないか？
あります！ 陽極配置不足による防食効果不足
電気防食：外部電源方式

点状陽極

防食効果
範囲
剥離・剥落箇所発錆
防食効果不足対策：点状陽極追加© 2017 CP工法研究会 & エルガード協会

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他に電気防食に失敗はないか？
あります！ 陽極充填モルタルの変色 ただし防食効果はあり！
鉄筋腐食は無し

無防食部

原因 外電不溶性陽極による電気化学反応：H2O→1/2O2↑＋2H+＋2e(流電陽極方式では陽極自体が溶けるため、この現象は起こらない。)
陽極電流密度高くH+(酸性イオン)が増加・中性化しモルタルが劣化・変色
通常はコンクリートのアルカリ(OH-)と中和し変色は顕在化しない陰極(鉄筋)電気化学反応：H2O＋1/2O2＋2e-→2OH-⇒OH-は不足なし
対策 陽極かぶり不足→陽極かぶりを十分にとる
陽極電流密度増大 →陽極設置数量を増やす
充填モルタルの改良→耐酸性モルタル
定期的な補修→陽極は健全なので定期的にモルタルを充填する

現在では変色無し！
© 2017 CP工法研究会 & エルガード協会

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その他の問題は？
自然災害等の不可抗力
原因：落雷
対策：取替
予防：避雷器類

原因：落雷対策：修理
予防：材質変更
(金属製)
設置位置
(物陰)

落雷による過大電流で電子部品焼損

流木が衝突しプルボックス破損

経年劣化
原因：紫外線対策：修理
予防：材質変更
材料変更
(エルボ)
設置位置
(物陰)
経年劣化で応力負荷部劣化

原因：経年劣化対策：取替予防：定期清掃
定期取替

経年劣化でゴムパッキン劣化© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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目次

1. 鉄筋の腐食とは？
2. 電気防食とは？
3. 劣化対策としての電気防食の位置づけ
4. 電気防食の設計・施工の実際
5. 電気防食のメリット・デメリット
6. 電気防食Q&A
7. 技術発展に向けた取り組み(トピックス)© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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公益団体との共同研究
日本材料学会(CP工法研究会・エルガード協会他)
コンクリート構造物の電気化学的防食工法の合理化に向けた調査研究
将来的には土木学会「コンクリートライブラリー107」の改訂に向けた取り組み

土木研究所(東北大学・CP工法研究会・エルガード協会他)
電気防食工法を用いた道路橋の維持管理手法に関する研究
電気防食適用橋梁の実態調査
電気防食工の技術整理、間欠通電適用検討、電気防食システム標準化(新たな活用)日本コンクリート工学会-JCI-(エルガード協会他)
軍艦島共通試験

東洋大学(エルガード協会)
干満帯の電気防食基準 ConMat2016で成果発表

岐阜大学(エルガード協会)
電気防食のLCM研究© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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ＪＣＩ公募「軍艦島共通試験」
トピックス

世界遺産・軍艦島での電気防食の長期性能検証試験に チャレンジ！！
日本エルガード協会
東洋建設
ショーボンド建設
ナカボーテック
日本防蝕工業住友大阪セメント© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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JCMA 2018 広島フォーラム

ご清聴ありがとうございました。

© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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JCMA 2018 広島フォーラム

付属資料© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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ＣＰ工法研究会詳細
時期 平成4(1992)年4月

設
立 目的 電気化学的防食工法の普及調査・診断から補修、効果の測定、保守管理までトータルなシステムの整備
エステック
オリエンタル白石
国際建設技術研究所
五洋建設
住友大阪セメント
大日本塗料
デンカ
東亜建設工業
東洋建設
飛島建設

組
織・会
員

普及活動の実施

活動 学術研究の実施
概
要 技術指針類の作成
施工実績の調査

ナカボーテック
日本防蝕工業
ニューテック康和
ピーエス三菱BASFジャパン
本間組
三井住友建設みらい建設工業
若築建設(以上19社)

技術講演会の開催、学協会主催の技術講演会等での工法展示、技術紹介論文の発表、専門誌・新聞等への広告
自主研究、土木学会、日本材料学会、JCI等との共同研究
設計施工マニュアルの作成、学協会等による指針作成の支援「コンクリートライブラリー107電気化学的防食工法設計施工指針(案)」
工法別の施工実績調査（毎年）© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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日本エルガード協会詳細
時期 2001年

設
コンクリート構造物の塩害対策である電気防食法「エルガードシステム」の普及を立 目的目的とした協会
電気防食技術研究会会員：21 社
会長：住友大阪セメント・副会長：東洋建設
アースデザインエンジニアリング
CORE技術研究所
日本工営
東コンサルタント
中研コンサルタント
ニュージェック
アジア技術コンサルタント
千代田コンサルタント
パシフィックコンサルタンツ
いであドラムエンジニアリング
ビューテックキタコン
ニシキコンサルタント
保全技術
建設技術研究所
西日本技術開発
ポートコンサルタント
コサカ技研
日本海洋コンサルタント みちのく計画

組
織・会
員

特別会員A：13 社
IHIインフラ建設
あおみ建設
エスイーリペア
五洋建設(理事・技術)
ショーボンド建設(副会長)
大和小田急建設
東亜建設工業
東洋建設(理事・LCM)
奈良建設
日本ピーエス
富士ピーエス
三井住友建設(理事・施工)
若築建設

協会会員：22社
正会員：7社
SNC
エステック
化工建設
関西化工建設ナカボーテック(理事・広報)
日本防蝕工業(監事)ニューテック康和

日本エルガード協会
会長
副会長

住友大阪セメント
ショーボンド建設

総会
賛助会員：5社
エステック
化工建設
関西化工建設ナカボーテック
日本防蝕工業
準会員：1社
ケミカル工事特別会員B：1 社
住友大阪セメント(会長)

理事会
監事：1社

理事：6 社顧問

福手勤( 東洋大学)
宮川豊章( 京都大学)

事務局 住友大阪セメント

技術委員会

次世代技術者の会

施工委員会

広報委員会

LCM特別施工委員会© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

特別記念講演2001年より毎年1回
計16回
技術講習会
2003より1～6回/年計30回開催･全国14箇所
活 ディスカッションセミナー
2006年より
動
計7回・全国7箇所
概 電気防食管理技術者
要 2004年より毎年1回
東京・大阪にて556名(2016年3月現在)
共同研究
土木研究所、材料学会、
東洋大学、東北大学、岐阜大学、JCI、CP研
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電気防食の地域別施工実績(過去5年)
14,00012,000

施工面積 (m2)

10,0008,000

2015年度
2014年度

6,000

2013年度
2012年度

4,000

2011年度

2,000

0

北青岩宮秋山福茨栃群埼千東神新富石福山長岐静愛三滋京大兵奈和鳥島岡広山徳香愛高福佐長熊大宮鹿沖
海森手城田形島城木馬玉葉京奈潟山川井梨野阜岡知重賀都阪庫良歌取根山島口島川媛知岡賀崎本分崎児縄
道県県県県県県県県県県県都川県県県県県県県県県県県府府県県山県県県県県県県県県県県県県県県島県
県
県
県

施工地域
© 2018 CP工法研究会 & エルガード協会

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