技術紹介

コンクリートの劣化現象（塩害について）河野豊*

Yu t a k a K a w a n o

近年、コンクリート構造物の劣化現象がクローズアップされてきている。特に日本は海岸で囲まれており塩害での劣化現象が顕著である。コンクリート塩害の進み方とその対応策について紹介する。

キーワード：コンクリート、塩害、耐久性、劣化

1.

部材の模式図を図 1 に示す。

はじめに

図 1 のように一般的な RC 梁構造物は、部材長

高度経済成長時に整備された社会基盤、住宅な手方向に主鉄筋を通しその周りを囲むようにせん

どは膨大な量であり、最近になりコンクリートの断補強鉄筋が配置されており、その他の部分はコ劣化および損傷がメディアでも取り上げられていンクリートで覆われている。

る。このコンクリート劣化機構の中でも代表的なコンクリート材料そのものの強度特性とし塩害についての事例、IIC としての取り組みを本て は、 圧 縮 に 対 す る 強 度 が お お よ そ 30Mpa 〜

原稿に紹介する。

60Mpa あるのに対して、引張に対する強度は圧縮2.

強度の１/10 程度しかない。こういった特性からコンクリートの塩害とは？

より経済的に梁部材を作るためには、図 1 の荷重

一般的な鉄筋コンクリート構造（RC 構造）梁条件の場合梁中央断面に発生する曲げモーメント

荷重

コンクリート主鉄筋（圧縮鉄筋）

梁幅
梁高さ

梁スパン

せん断補強鉄筋

図1*

計測事業部

計測エンジニアリング部

鉄筋コンクリート梁模式図課長

コンクリート診断士

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主鉄筋（引張鉄筋）

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O2に対して、引張側に主鉄筋（引張鉄筋）を配置し

H 2O

CL-て、引張は鉄筋に、圧縮側はコンクリートに荷重

コンクリート表面を受け持たせることにより部材を成立させる。せ

かぶり厚ん断補強鉄筋はせん断力によるコンクリートのせん断破壊（はらみだし）を防ぐためにあばら骨のように配置した鉄筋である。
RC 部材の中での鉄筋は全体の体積の数％しか鉄ないにもかかわらず、非常に重要な役割を持って筋

コンクリートいる。
コンクリートの塩害とは、コンクリートそのも

図2

かぶり厚さのに塩分が侵入してきてもほとんど影響は無いが、種々の要因でコンクリート中に混入した塩化様に設計ではかぶり厚さを確保して、腐食から守物イオン（Cl-）によって構造物中の鋼材（鉄筋）ろうとしているが、施工不良によるかぶり厚さ不が腐食し、その腐食生成物（錆）の影響によって足、コンクリートの緻密性不良および初期ひび割

鋼材に体積変化が生じ、その体積膨張圧で表面のれなどさまざまな要因で鉄筋腐食が進行する場合コンクリートにひび割れ、剥落がおこり、部材体がある。

力に問題を生じさせる現象を総称したものであ

3.

塩害事例る。
通常、コンクリートはセメントの水和反応に3.1

沿岸海洋構造物

よって水酸化カルシウム等が析出し、PH12 〜 13

塩害で第一に考えられるのは海岸付近での構造ほどの高いアルカリ性をあらわし、このために鋼物である。日本は周囲を海洋で囲まれておりこの材とコンクリートとの界面には不働態皮膜が形成

沿岸海洋構造物の経済損失は莫大なものである。

され錆が生じにくくなっている。しかしながら、沿岸海洋構造物である、護岸の模式図を図 3 にコンクリート中に塩化物イオン（Cl-）が混入し示す。ている場合には、Cl- が不働態に吸着し、不働態護岸の腐食環境として最も厳しいのは、スプ皮膜を破壊する。破壊された不働態皮膜においてラッシュゾーンと呼ばれる飛沫帯で、この部分はは、酸素および水の供給が行われるもとで以下の常に酸素、水、塩化物イオンが供給される部分でような反応がおこる。

ある。特に海岸では潮位差があり、満潮時に海水につかり水および塩化物イオンの供給を受け、干Fe → Fe2++2e-

潮時に酸素の供給を受ける干満差部分は非常に厳

1/2O2+H2O+2e- → 2OH-

しい腐食環境である。一方海中部は酸素の供給がこの反応は電子の授受をふくめたいわゆる電池の形態をしており、コンクリート組織の不均一性極端に少ないので、腐食環境としてはそれほど厳しくない。

やひび割れなどに助長されて生ずるコンクリート
3.2中の Cl- の不均一性によって発生する。
外的要因から内部の鉄筋を守るため、図 2 の寒冷地道路橋

寒冷地道路で、凍結防止剤として塩化カルシウ

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コンクリート護岸
満潮位

O2
H 2O
CL -スプラッシュゾーン（飛沫帯）

干潮位

水中部（酸素の供給少ない）

H 2O
CL -

図3

護岸の模式図ムを散布するが、この塩化物イオンにより腐食をとしては洗浄をしていない海砂の使用などが挙げ受ける。

られる。このため各国では表 1 の様に、コンクリートに塩害を及ぼさない塩分量の規定値がある。

3.3

施工時のコンクリートに含まれる塩分

日本国内でも良質な骨材（砂、砂利）が入手でコンクリート施工時に含まれてしまう塩分によきなくなっており、やむを得ず海砂を使うことがり内部の鉄筋が発錆することがある。代表的な例

あるが十分塩分を取り除く必要があるのは言うま

表1
国
日本協会or規格
日本建築学会
土木学会

アメリカ

ACI222R185

ACI318-89

ドイツ

DINIO45

イギリス BS8110-85
Part1

塩分量の規定値

規定値
コンクリート中に含まれる全 Cl-量：0.3kg/m3
特記の方法により有効な防食対策を講じた場合：0.6kg/m3
練混ぜ時のコンクリート中に含まれる全塩分量（無筋コンクリートを除く）：0.3kg/m3
コンクリート硬化後に酸抽出方法(ASTMCl14)により測定された Cl-量のセメント wt％
プレストレストコンクリート構造:0.08％
鉄筋コンクリート構造:0.20％
コンクリート材齢28〜42日後にAASHO260法により抽出された可溶性 Cr 量のセメント wt％
プレストレストコンクリート構造:0.06％
鉄筋コンクリート構造（塩分環境下）:0.15％
鉄筋コンクリート構造（一般環境下）:0.30％
鉄筋コンクリート構造（乾燥状態下）:1.00％
骨材中の可溶性 CI-量
RC,ポストテンション PC:0.04％
プレテンション PC,PC グラウト:0.02％
セメント重量に対する全塩化物量（CaCl2 換算）
一般の鉄筋コンクリート構造物:0.4％耐硫酸塩セメント使用の場合:0.2％
プレストレストコンクリート構造および高温養生 RC:0.1％

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でもない。

わが国では新規公共事業への投資が縮小され、4.

経年設備の更新も滞り気味の時代を迎えており、塩害の進行過程既存のインフラを延命させていく必要性が高まっ
コンクリートの塩害進行過程は以下の様になる。ている。コンクリート構造物の延命対策を考えるためには、劣化状態を把握することが必要であり、

1）潜伏期

外観では全く見分けられない潜伏期および進展期

コンクリート中の鋼材位置では塩化物イオンの増加は見られるものの、劣化現象が顕著化していたり、安全性能などの低下が見られない状の状態をなるべく早く見つける検査・計測の技術が重要である。
5.

コンクリート構造物の塩害に対しての取り組態。

みと展望

一般に腐食発生限界塩化物イオン濃度は1.2kg/m3 とされており、構造物の保全にはこの当社ではコンクリート診断技術に数年前から取値が目安とされることが多い。また表面に付着り組んでおり、現状の取り組みと展望を紹介する。

している塩化物イオン濃度から内部の濃度を推5.1定することもできる。

マルチスペクトル法による塩分量測定

コンクリート構造物の塩分量を測定する場合、

2）進展期

現状では対象構造物からドリルで削孔粉を採取

劣化現象は顕著化していないがコンクリートし、「JCI-SC4 硬化コンクリート中に含まれる塩内部の鋼材は腐食が開始している状態。コンク分の分析方法」により塩分量を計測しており、サリートにひび割れが生じる可能性が高まっていンプル採取から化学分析結果を出すまでに数日かる。

かっている。

3）加速期前期

現在開発を進めている、マルチスペクトル法は腐食によるひび割れなどの劣化現象が顕著化

コンパクトな計測器を現地に持ち込み、近赤外線している状態。ただし使用性能や安全性能はあを照射することで、デジタルデータとして表面のまり低下していない。

塩化物イオン濃度が得られるものである。一箇所

4）加速期後期の計測時間も数秒で、橋梁などの大規模構造物の劣化現象が明確に顕著化している。この状態以降では安全性能や使用性能も大きく低下していくことになり、対策も補強を含めた検討が必点検調査においても、どの部分に塩分が多いのかを短時間で計測できる利点がある。
活用方法としては、構造物全体を本手法で検査要になる。

し、明らかに塩分量の多い部分について詳細点検

5）劣化期を行うといった方法が有効である。

劣化現象の顕著化が非常に激しい状態。供用
5.2

制限や解体・撤去も考慮する必要がある。

光ファイバ変位センサ（SOFO）

以上が一連の塩害によるコンクリート構造の劣特に塩害による劣化過程の加速期では、それま化過程であるが、加速度後期や劣化期の末期状態でとは比較にならないスピードで劣化が進行するになってしまうと、その補修・補強費用も莫大とので構造物全体の変化状況をリアルタイムで観察なる。

していないと、最悪の場合、近年話題となってい̶ 34 ̶

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る落橋事故などの大惨事に至る恐れがある。

6.

おわりにSOFO センサを橋梁桁の下面に設置し、動的に計測することで橋桁の固有振動数が計測できる。

コンクリート構造物の塩害は、加速期に入るま塩害を受けた橋桁では引張鉄筋の腐食により、断でその状態変化が全く見えないものが多い。鋼構面性能が変わり橋の固有振動数に大きな変化が生造物であれば発錆などの現象により腐食は発見しずる。特に加速期の変化は大きく、常時モニタリやすいが、コンクリート構造物の場合は錆び汁やングすることにより補強時期の判定も可能となコンクリートの剥落が発生した時点では手遅れとり、落橋などの最悪の事態は回避できる。

なってしまうことも多々あり、点検・調査・検査・高度経済成長期に建設されたインフラは加速期計測の必要性が高くなっている。にあるものも多く、不測の事態を避けるために、今後も社内のさまざまなツールをコンクリート常時モニタリングの活用による早期劣化対策の施構造物の調査・診断に生かし、適用範囲を広げて工が望まれる。

行きたい。
参考文献
1）コンクリート診断技術（日本コンクリート工学協会）

計測事業部
計測エンジニアリング部
課長
コンクリート診断士

河野 豊TEL. 045-759-2160
FAX. 045-759-2161
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