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塩害とは?コンクリート中の塩化物イオンによる鉄筋腐食のしくみと対策

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けんせつる

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塩害って、海の近くだけの話?中性化とは何が違うの?

この記事の要点

塩害とは、コンクリート中の塩化物イオンが鉄筋を守る不動態被膜を破壊し、鉄筋を腐食させる劣化現象です。

塩分には、海からの飛来塩分などあとから入る外来塩分と、海砂などコンクリートに最初から含まれる内在塩分があります。

対策は、受入時の塩化物量を0.30kg/m³以下に抑え、かぶりを確保することが基本です。

海からの飛来塩分や凍結防止剤の塩分が表面から浸入し、海砂などの内在塩分と合わさって塩化物イオンが鉄筋に達し腐食させる様子の模式図
海からの飛来塩分や凍結防止剤(外来塩分)が表面から浸入し、海砂などの内在塩分(青い点)と合わさって、塩化物イオンが鉄筋に達すると不動態被膜が壊れて腐食する。茶色=錆びた鉄筋。位置関係をつかむためのイメージで、形・比率・寸法は実物どおりではない。

鉄筋コンクリートでは、強いアルカリ性のコンクリートが鉄筋の表面に保護膜(不動態被膜)をつくり、錆びを防いでいます。

この膜を、塩化物イオン(塩分)が壊してしまうのが塩害です。

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塩害とは何か(劣化のしくみ)

塩害とは、コンクリート中の塩化物イオンが鉄筋表面の不動態被膜を破壊し、鉄筋を腐食させる劣化現象です。

塩化物イオンが鉄筋まで達して一定量を超えると、被膜が局部的に壊れて腐食が始まります。鉄筋は錆びると体積がふくらみ、まわりのコンクリートを内側から押し割って、ひび割れ・はく離・はく落を起こします。

結果は中性化と同じ「鉄筋腐食」ですが、引き金が二酸化炭素ではなく塩分である点が違います。

塩分はどこから来るのか(外来塩分と内在塩分)

コンクリート中の塩分は、入ってくる経路で2つに分けられます。

区分中身
外来塩分あとから入る塩分。海岸部の海水飛沫・潮風(飛来塩分)、冬季の凍結防止剤など
内在塩分最初から材料に含まれる塩分。十分に洗っていない海砂、塩化物を含む混和剤など

外来塩分は表面から内部へ少しずつ浸入するため、海沿いや凍結防止剤を使う地域で問題になります。内在塩分は打込みの時点ですでに含まれているため、材料の管理で抑える必要があります。

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中性化との違い

中性化と塩害は、どちらも鉄筋を腐食させますが、原因と被膜の壊れ方が違います。

項目中性化塩害
原因二酸化炭素でアルカリ性が低下塩化物イオンが浸入
被膜の壊れ方pH低下で全体的に失われる塩分が集まった所で局部的に壊れる
起きやすい場所雨のかからない屋内側海岸部・凍結防止剤を使う部位

塩分は部分的に集まりやすいため、塩害では一か所が深く錆びる局部的な腐食になりやすい点も特徴です。

塩害への対策

対策は、塩分を「入れない・近づけない」が基本です。

すでに腐食して爆裂している場合は、はつり取って断面修復で復旧します。

まちがえやすいポイント

試験では、塩害の塩分が「外から来るものだけ」と思い込みやすい点が問われます。塩分は外来塩分だけでなく、海砂などコンクリートに最初から含まれる内在塩分もあります。

そのため、海から遠い現場でも、材料由来の塩分には注意が必要です。施工管理では、受入時の塩化物量(0.30kg/m³以下)と、使用する細骨材(海砂の除塩状況)を調合計画書・試験成績で確認します。

混同しやすい用語の整理

外来塩分 と 内在塩分

外来塩分は、海水飛沫・潮風・凍結防止剤などからあとで浸入する塩分です。内在塩分は、海砂や混和剤などコンクリートに最初から含まれる塩分です。

外来塩分はかぶり・表面被覆で防ぎ、内在塩分は材料管理(除塩した海砂・塩化物量の確認)で防ぎます。

塩害 と 中性化

塩害は塩化物イオンが、中性化は二酸化炭素が原因で、どちらも鉄筋の不動態被膜を壊して腐食させます。

原因は違いますが、対策の方向(かぶり確保・密実なコンクリート・表面被覆)は共通する部分が多くあります。

理解度チェック

Q.

塩害は、塩分が外から入る場合だけ起きるか。

答えを見る

外来塩分だけではありません。海砂や混和剤などコンクリートに最初から含まれる内在塩分でも起きます。海から遠い現場でも材料由来の塩分に注意します。

Q.

塩害と中性化は、鉄筋が錆びる原因がどう違うか。

答えを見る

塩害は塩化物イオン、中性化は二酸化炭素(アルカリ性の低下)が原因です。どちらも不動態被膜が壊れて鉄筋が腐食します。

Q.

鉄筋コンクリートの受入時、塩化物量はいくつ以下に抑えるか。

答えを見る

原則0.30kg/m³以下です。海砂は十分に除塩したものを使い、かぶり確保・密実なコンクリートと合わせて塩害を防ぎます。

まとめ

コンクリートの中性化とは?鉄筋腐食のしくみ・中性化深さ試験・対策を確認する

コンクリート受入検査とは?スランプ許容差・空気量・塩化物量の判定基準を整理を確認する

コンクリート・鉄筋の記事はRC・鉄骨にまとめています。

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けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、公共建築工事標準仕様書・JASS等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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