ニッケル系高耐候性鋼材を用いた橋梁の腐食状況に関する研究
建設構造研究室 浅野幸士
指導教員 岩崎英治
１．はじめにニッケル系高耐候性鋼材は従来の耐候性鋼材

近年，ライフサイクルコスト低減が橋梁についに対してニッケルを多く添加し，耐塩分特性を高ても重要な課題となっている．そこで，注目されめた鋼材である．平成 9 年から実橋梁への適用がてきたのが耐候性鋼材である．耐候性鋼材は，適開始されたニッケル系高耐候性鋼材は，耐候性鋼切な計画，設計，施工を行えば無塗装のまま長期材の適用限界とされる飛来塩分量が 0.05mdd を間に渡り優れた防食性を有する鋼材である．既住超えていても適用が可能とされている．この鋼材2の研究から飛来塩分が 0.05mdd(mg/dm /day)以下は各メーカーによって合金の含有量が異なるとの環境下であれば保護性のあるさびが成長するいう面を持っている．その為，ニッケル系高耐候ことが知られている．このことから耐候性鋼材を性鋼材の耐候性性能を定量的に評価するために，無塗装で橋梁に用いる場合，全国の海岸を 5 つに耐候性合金指標 V が提案されている．この指標区分けをし，地域内で飛来塩分量調査を省略しては，各鋼材に含まれる合金元素の耐候性に及ぼすよい離岸距離が設定された．

影響をそれぞれの元素ごとに検討し定められた

しかしながら，ニッケル系高耐候性鋼材を橋梁もので，この耐候性合金指標 V が大きいほど高に用いる際の実環境での明確な基準は示されてい耐候性を有する鋼材となる．しかしながら，ニいない．そこで本研究は，飛来塩分量が 0.1mdd

ッケル系高耐候性と謂えどもいえども耐塩性にから 0.3mdd の環境に建設されたニッケル系高耐は限界があるため，長期間無塗装で使用可能であ候性鋼材を用いた橋梁 3 橋の曝露試験片およびるか判定を行う必要がある．暴露後 X 年後のニ

実橋梁のモニター調査を行い 0.05mdd を超えるッケル系を含めた耐候性鋼材の腐食減耗量 Y は

飛来塩分環境での腐食状況の分析，評価すること

腐食パラメータ AS，BS よって以下の経験式からで基準の策定のための知見を得る．

得られる．

Y
２．耐候性鋼材とニッケル系高耐候性鋼材
耐候性鋼材とは Cu（銅），Cr（クロム），Ni（ニッケル），P（リン）等の合金元素を含有し，無塗装のまま年月の経過とともに鋼材表面に緻密で密着性の高いさび（保護性さび）を形成する鋼材である．この保護性さびが外来からの腐食因子の浸入を妨げるため，板厚の減少を緩やかにする為，腐食減耗量を一定内に抑制することで耐久性を発揮する．

As X Bs

３．調査の概要
表 1 調査項目
試験片暴露調査
モニター点追跡調査
外観目視観察近接写真撮影
外観写真撮影錆厚測定
調査 重量測定(腐食減量測定)
板厚測定
計測 板厚測定(腐食減量測定)
セロテープ試験項目
セロテープ試験
外観目視観察
写真撮影
試験片曝露調査

K橋
約 10km，0.291mdd

H橋約 0.2km，0.114mdd

モニター点追跡調査

B橋

外観写真撮影約 3km，0.236mdd

近接写真撮影重量測定

近接写真撮影セロテープ試験

さび厚測定(10点)

さび厚測定(20点)

板厚測定(5点)

さび落とし

セロテープ試験

図 2 調査対象の位置

重量測定
板厚測定(20点)

マーキング(白)データ整理

図 1 調査フロー
本研究では，橋梁に取り付けた暴露試験片及び橋梁のモニター点（観測点）調査を行った．今回

図 3 K 橋の観測点イメージ図

行った調査の項目を表 1 に，曝露試験片の調査フ
ローと橋梁のモニター点追跡調査のフローを図

普通耐候性鋼材の腐食パラメータ ASMA, BSMA は，1 に示す．また，対象とした 3 橋の位置と離岸距既往の研究から図 4 のような関係になることが離を図 2 に示し，曝露試験片設置場所とモニター知られている．また，耐候性合金指標 V を用い点追跡調査の位置のイメージ図を図 3 に示す．

ると，普通耐候性鋼材とニッケル系高耐候性鋼材

各橋梁の離岸距離と飛来塩分量は K 橋で約の A 値，B 値には，以下の関係が存在する．

10km，0.291mdd．B 橋で約 3km，0.236mdd．H橋で約 0.2km，0.114mdd という環境であった．尚，

AS / ASMA

0.144 4.95V 1 13.37V 2

BS / BSMA

15.03V 3 5.45V 40.5545 0.45V 1

試験片の曝露期間は K 橋で 1 年 8 ヶ月，B 橋で 1年 8 ヶ月，H 橋で 2 年 9 ヶ月となっている．
４．腐食パラメータ As，Bs の決定法

上式と図 4 を用いると，腐食パラメータ As と腐食パラメータ As, Bs は，暴露年数の異なるBs は関係付けられることになり，１個の暴露試複数の試験片の腐食量から決定できる．今回調査

験片の腐食減耗量から As と Bs を決定できる．

対象としている３橋には，複数の暴露試験片が設置されているので，腐食パラメータを決定できる．
しかし，本研究での調査は，１回目であるので，パラメータを決定できない．

51.1 108.9(-5.4) (41.9)

67.6(16)140.9 84.9
82.4(55) (35.4) (39.4)

59.8 150.6 115.1(16) (80.4) (65.3)
162.7
159.1
(91.9)(101.1)

158.1 119.8 100.2(99.1) (58) (32.6)
137.5
182.5(72.3)(66.5)
単位(μm)

図 5 K 橋のさび厚測定結果のが B 橋で K 橋と H 橋は似たような値になって
図 4 1/BSMA と Log(AS)の関係

1）いる．また，将来予測より K 橋，B 橋，H 橋の100 年後 に 予測 され る腐 食 減耗 量は K 橋 で５．調査結果と考察0.126mm，B 橋で 0.416mm，H 橋で 0.122mm と推さび厚増減量のばらつきが一番顕著であった

測され 0.5mm より小さい値となるので問題なく

K 橋のモニター点のさび厚測定結果を図 5 に示使用可能であると予想できる．しかし，調査期間

す．図中の上側の数値が今回の調査で得られた結が短いために今後調査を継続し，動向を見ていく果であり，括弧無いの数値が前回調査からの増減べきである．
表 2 腐食減耗量量である．桁の部位によってさびの増減に差があ

平均板厚 年平均減少量 腐食減量（g） （g/mm） （mm） （年/mm）
0.013545.482 698.34 0.0226
0.013905.625 716.56 0.0232
0.02147
8.69 1107.01 0.0358
0.01335
5.403 688.28 0.0222
0.01326
5.369 683.95 0.0221

ることがわかる．3 橋の中でさびの増加量が多い

腐食減量のは B 橋という傾向がみられた．逆に，H 橋では曝露期間が一番長いのに関わらず，大きなさびK橋厚の増加は見られなかった．

B橋
H橋

また，3 橋とも曝露試験片と実橋モニター点と表 3 予測腐食減耗量

もに腐食量が少なく，板厚計測からは腐食による板厚減量は確認できなかった．曝露期間が短かっ

腐食減耗量
（mm）
100年後
0.0180 0.423
0.12630.0260 0.602
0.41590.0140 0.470
0.1219

Vた為であると考えられる．外観評点とセロテープ
K橋
B橋
H橋

試験の評点では，ウェブとフランジではウェブの方が全体的に細かいさびが多く，下フランジ上面

As

1.541.29
1.54Bsにはばらつきがみられる．これは，外桁にあたるまり進行しなかったためであると考えられる．さらに，フランジの上面と下面をみると外桁の部材に限って，フランジの上面より下面側が腐食進行の早いこともわかった．また外観評点とセロテー
プ試験の結果が似ている傾向を示していたが，大きくずれているところもあった．

累積腐食減耗量(mm)

部材が降雨によって飛来塩分が流され腐食があ

0.450.40.350.30.250.20.150.10.050K橋
B橋
H橋

0204060

期間（年）曝露試験片の腐食減量（重量減）の結果を表 2に示し，この腐食減量から将来予測される腐食減耗量を表 3 と図 6 に示す．腐食減量が一番大きい

図 6 予測腐食減耗量

80100今回いずれの橋梁も通常の耐候性鋼材であれば適用できない地域である．しかし，いずれの橋梁も現段階では長期間使用しても問題ないと推測された．また，離岸距離別（図 2）に見ると一番海に近い橋が H 橋であるのにもかかわらず，一番腐食状況がよくないと考えられるのは B 橋である．図 2 より離岸距離と飛来塩分量と比例しておらず，図 6 より腐食状況は飛来塩分量と鋼材の特性によって違いがでてきたと考えられる．
６．まとめ
今回の調査における腐食の分析の知見を述べる．
1. 実橋のモニター点調査においてさび厚の増加は観測できたが，板厚減少量は観測することはできなかった．
2. さび厚計測，外観評点，セロテープ試験の評点は部材や部分においてばらつきが見られた．特に飛来塩分が多く飛来する下流外桁側の下フランジの腐食が大きい．
3. 計測結果から， 3 橋ともに 100 年後の腐食減耗量が 0.5mm 以下と推定され，今のところ良好に使用できる傾向であるといえる．
4. 橋梁建設後，1 年半から 2 年半での調査の為，今後継続的に調査を行い，本研究の結果の妥当性を確認する必要がある．
参考文献
1）（社）日本鋼構造協会：耐候性鋼橋梁の可能性と新しい技術，2006.
2）三木千尋，市川篤司：現代の橋梁工学，数理
工学社，2004.12.