問題(塩害)

コンクリート主任技士の試験対策として、今回は「環境・耐久性」の分野から、ASR(アルカリシリカ反応)と並んで二大劣化現象とされる「塩害(鉄筋の塩化物腐食)」に関する問題をお届けします。

鉄筋が腐食にいたるメカニズムや、限界塩化物イオン量、防食対策は、択一式だけでなく記述式(小論文)でも確実に書けるようにしておくべき超重要テーマです。

【問題】コンクリート構造物の塩害による鉄筋腐食に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

  • (1) コンクリート中の鉄筋は、セメントの水和反応で生じる強アルカリ性の環境(pH12〜13)によって、表面に強固な「不動態被膜」が形成されているため、通常は腐食(サビ)が発生しない。
  • (2) 外部から浸入した塩化物イオン(Cl-)が鉄筋位置において一定の濃度(発錆限界塩化物イオン量)を超えると、不動態被膜が局所的に破壊され、酸素と水が供給されることで鉄筋の腐食が始まる。
  • (3) JIS A 5308(レディーミクストコンクリート)において、荷卸し地点におけるコンクリート中の全塩化物イオン量は、原則として塩化物イオン(Cl-)換算で 0.60 kg/m³ 以下と規定されている。
  • (4) 鉄筋が腐食すると、その容積が元の鉄筋の2〜4倍程度に膨張するため、コンクリート内部から強い圧力がかかり、鉄筋に沿ったひび割れや、かぶりコンクリートの剥離・剥落を引き起こす。

【正解】

(3)

【解説】

  • (1) 正しい: 鉄筋がサビない理由(不動態被膜の存在)に関する正しい記述です。コンクリートは強アルカリ性であるため、鉄の表面に非常に薄く緻密な酸化被膜(不動態被膜)が作られ、これがバリアとなって酸素や水から鉄を守っています。
  • (2) 正しい: 塩害による発錆(はっせい)のメカニズムです。塩化物イオンはこの不動態被膜をピンポイントで突き破る性質を持っています。被膜が壊れた部分に酸素と水が反応することで、局所的な激しいサビ(マクロセル腐食など)が進行します。
  • (3) 誤り(これが正解): 非常に重要な数値の引っ掛け問題です。JIS A 5308 において、レディーミクストコンクリートの出荷時(荷卸し地点)の全塩化物イオン量の規制値は、0.30 kg/m³ 以下が原則です。記述の「0.60 kg/m³」は誤りです(ただし、購入者の承認がある場合などの特例で0.60 kg/m³以下とする規定はありますが、原則は0.30 kg/m³です)。
  • (4) 正しい: 鉄筋腐食後の劣化プロセスの記述です。サビた鉄は体積が2〜4倍に膨張します。この膨張圧によって、コンクリートには「鉄筋の配置に沿ったひび割れ」が発生し、最終的には表面のコンクリート(かぶり)がボロッと剥がれ落ちてしまいます。

要点チェック(塩害の重要キーワード):

  • 出荷時の塩化物イオン量規制: 原則 0.30 kg/m³ 以下(JIS A 5308)
  • 鉄筋発錆の限界値(目安): 一般にコンクリート中に 1.2 kg/m³ 程度(土木学会仕様など)の塩化物イオンがたまるとサビ始めるとされています。出荷時規制(0.30)と発錆限界(1.2)の数値の違いを混同しないようにしましょう。
  • 腐食による体積膨張: 2〜4倍(これによる膨張圧でひび割れが発生)。

塩害は、今回の「JISの製品規制(0.30 kg/m³)」と、構造物の耐久性設計で出てくる「塩化物イオンの拡散係数」の計算などがよく絡めて出題されます。

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