鉄筋コンクリート構造物の劣化事象についてご説明します。

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鉄筋コンクリート構造物の劣化現象

コンクリート中の鉄筋の腐食を試験するには、鉄筋腐食試験機を用いて調べます。鉄筋コンクリート構造物構造物の劣化の原因となるには、塩害、中性化、アルカリ骨材反応の要因があります。こちらは、それらの要因を引き起こす事象についてご説明します。

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塩害

コンクリート構造物の塩害とは、コンクリート中の鋼材の腐食が塩化物イオンの存在により促進され、腐食生成物の体積膨張がコンクリートにひび割れやはく離を引き起こしたり、鋼材の断面減少などを伴うことにより、構造物の性能が低下し構造物が所定の機能を果たすことができなる現象のことです。
劣化を促進する塩化物イオンは、海水や凍結防止剤のように構造物の外部環境から供給される場合と、コンクリート製造時に材料から供給される場合があります。
塩害を放置しておくと、構造物の使用性能や安全性能を低下させてしまい、危険な状態となります。

塩害によるコンクリート腐食

塩害による腐食劣化進行過程

塩害による加速期と劣化期の例

中性化

コンクリートの中性化は、大気中の二酸化炭素がコンクリート内に進入し炭酸化反応を起こすことによって細孔溶液のpHが低下する現象のことです。これにより、コンクリート内部の鋼材に腐食の可能性が生じます。
健全なコンクリートは、セメントから遊離した水酸化カルシウムを多量に含むため、一般にpHは12〜13という強アルカリ性です。
中性化が進み、鉄筋周辺のpHが11を下回ると、鉄筋表面の不動態皮膜が破壊され、鉄筋は腐食し始めます。
鋼材の腐食の進行により、ひび割れの発生、かぶりのはく離、はく落、鋼材の断面欠損による耐荷力の低下など、構造物の性能低下が生じます。

コンクリートの中性化によるコンクリート腐食

アルカリ骨材反応

セメントに含有されるアルカリは、セメントの水和反応の過程でコンクリートの空隙内の水溶性に溶け出し、水酸化アルカリ主成分とする強アルカリ性を示します。
アルカリ骨材反応とは、コンクリートに含まれている骨材とセメント中に含まれているアルカリ金属イオンとが反応して、コンクリートが膨張する現象のことをいいます。
アルカリシリカ反応性鉱物を含有する骨材は、コンクリート中の高いアルカリ性を示す水溶性と反応して、コンクリートが膨張する現象のことをいいます。
アルカリシリカ反応性鉱物を含有する骨材は、コンクリート中の高いアルカリ性を示す水溶液と反応して、コンクリートに異常な膨張やひび割れを発生することがあり、コンクリートの膨張によって、鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋の曲げ加工部や圧接継手箇所の一部で鋼材が破断している事例も複数報告されています。

アルカリ骨材反応によるコンクリート腐食

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