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■ 建物を守るために知っておきたいコンクリートの劣化

みなさんこんにちは
しろくまペイントです。

本日はコンクリートの劣化についてです。

建物や橋梁、高速道路、新幹線などでお馴染みのコンクリート、見た目にはしっかりとしていますよね！
そのため、建設から、時が経過していても、しっかりしていそうだから大丈夫と思いがちです。
でも、実は内部で劣化が進行していることがあるんです。

コンクリートはどのように劣化していくのでしょうか！？
知っておくことでメンテナンスの必要性を理解することができます。

本来コンクリートは強アルカリ性を保っています。
そのpHは12～13ほどです。

しかしコンクリート中に大気中の二酸化炭素が進入してしまうと、水酸化カルシウム等のセメント水和物は炭酸化反応と起こし、細孔溶液のpHが低下し劣化が起こります。
この現象を中性化といいますが、劣化の原因は大気中に存在する二酸化炭素なので、中性化はあらゆるコンクリート構造物にとって切実な問題です。

また、地球温暖化の要因ともなる二酸化炭素は年々増加傾向にあり、自動車等の排気ガス中に含まれる亜硫酸ガスは酸性雨の要因となり、コンクリートの中性化に拍車をかけることになります。

■ 腐食が始まると！？

鉄筋コンクリート中にある鉄筋は強アルカリ性のコンクリートに守られ表面には不動態被膜が形成されています。
しかしpHがおよそ11より低くなると不動態被膜は破壊されてしまいます。

すると鉄筋は腐食環境下に置かれることになり、腐食が始まります。

鉄筋が腐食してしまうと腐食箇所の体積が膨張しはじめ、膨張圧によってコンクリートにひび割れが生じます。
ひび割れからは水分や酸素などさらにコンクリートを劣化させる因子が容易に入り込めることになり、鉄筋腐食が進んでいきます。

すると、コンクリートはく離やはく落が起こり、鉄筋は断面減少を生じます。

結果として構造物の耐久性能、耐荷性能は低下してしまいます。
中性化はコンクリートの表面から内部へ向かって進行しますが、進行の速度はコンクリートの通気性や含水率、強度、セメントの種類、配合、施工条件等に加え温度、湿度、二酸化炭素濃度等の環境条件によっても異なります。

コンクリート構造物の劣化状況は潜伏期、進展期、加速期、劣化期といったものに分類することができますが、中性化で劣化したコンクリート構造物の補修工法はどういった劣化過程にあるかによって異なります。

したがって、中性化の進行状況を把握し適宜構造物の余命を分析することが重要です。

構造物の寿命のコントロールは適切な補修の実施が必要なのです。
なお、中性化は酸性物質によって進行しますが、特殊な環境で得ない限り、原因となる物質は大気中の二酸化炭素です。

二酸化炭素以外の酸性物質による中性化は化学的腐食に分類されるのが一般的です。