塩害促進条件の違いが RC 床版の材料劣化に及ぼす影響

塩害促進条件の違いが塩害促進条件の違いが RCRC 床床版の材料劣化に及ぼす影響版の材料劣化に及ぼす影響

１６１１１４　高洲　勇太１６１１１４　高洲　勇太１６１２０８　渡部　愛美１６１２０８　渡部　愛美

背景背景

　写真 -1 　融雪剤散布

写真 - ２　塩害を受けた道路橋

コンクリート構造物の早期劣化が社会問題

　　　道路橋 RC 床版

写真１　㈱北海道ロードサービスH.P

写真 2 　ショーボンド建設㈱ H.P より

融雪剤の大量散布により　　　塩害劣化が深刻化し、今後塩害劣化の加速が予想される

しかし、道路橋 RC 床版に対して塩害劣化を評価する塩害促進試験はあまり行われていない

研究目的研究目的

②② 　それぞれの　それぞれの塩分浸透状況塩分浸透状況を詳しく調査を詳しく調査するする

道路橋道路橋 RCRC 床版を模擬した供試体に対床版を模擬した供試体に対して３条件で塩害促進試験を考案して３条件で塩害促進試験を考案

①① 　　目視による劣化状況目視による劣化状況と、自然電位測定にと、自然電位測定による　よる　　　内部鉄筋の腐食度合い　　内部鉄筋の腐食度合いの調査・検討を試の調査・検討を試みる　みる　

これらの試験方法が塩害の進行に及ぼす影響について検討を行った

実験概要実験概要

塩害促進試験方法塩害促進試験方法

比較的小型の供試体に用いられる促進方法

　上部からの融雪剤の散布が行われている床版を想定

１．

２．

３．

　すでに塩分が浸透している床版を想定

浸漬

散布

内在

塩害促進試験状況塩害促進試験状況

溶液に 3.5 日全面浸漬の後 3.5 日の全面乾燥　　　　　

溶液を７日に一度供試体上面に満遍なく散布

浸漬供試体散布供試体内在供試体コンクリート練混ぜ時、外割りで 10kg/m ３の NaCl 添加

単位量（ｋｇ単位量（ｋｇ //mm33)

s/as/aＷＷ // ＣＣ

４６．４６．００

５３５３ .. ９％９％浸漬‐２浸漬‐２

４７．４７．６６

６６６６ .. ００％％

浸漬‐１・内在・散布浸漬‐１・内在・散布

W C S G AE 剤

２．６４３．２０

９９６

１００５

８５７

８１５

２６４

３２０

１７４

１７２

供試体概要供試体概要

C.L.

上端筋

D16―4@300=1200

D16―16@150=2400

3000

150150 150 60

90

160

3030

D13

―6@

250=

1500

D13

―12

@12

5=15

00

1200

210160 50

100 303050

174

76

ハン

チ

A-A

A A

B

B

60

166

B-B 2000

100100

D16―4@300=1200200 100100

C.L.

上端筋

D16―4@300=1200

D16―16@150=2400

3000

150150 150 60

90

160

3030

D13

―6@

250=

1500

D13

―12

@12

5=15

00

1200

210160 50

100 303050

174

76

ハン

チ

A-A

A A

B

B

60

166

B-B 2000

100100

D16―4@300=1200200 100100

1200

mm

160mm

160m

m10

00m

m

30mm 30mm

1200mm100mm 50mm

50m

m50

mm

30m

m30

mm

SD295A D16

SD29

5A D

16

250mm

1200

mm

160mm

160m

m10

00m

m

30mm 30mm

1200mm100mm 50mm

50m

m50

mm

30m

m30

mm

SD295A D16

SD29

5A D

16

250mm

1200

mm

160mm

160m

m10

00m

m

30mm 30mm

1200mm100mm 50mm

50m

m50

mm

30m

m30

mm

SD295A D16

SD29

5A D

16

250mm

1200

mm

160mm

160m

m10

00m

m

30mm 30mm

1200mm100mm 50mm

50m

m50

mm

30m

m30

mm

SD295A D16

SD29

5A D

16

250mm

調査項目調査項目～塩害促進試験～～塩害促進試験～

① 自然電位の測定

② 目視による鉄筋腐食状況の確認

③ 電位差滴定試験

実験結果実験結果

C.L.

上端筋

D16―4@300=1200

D16―16@150=2400

3000

150150 150 60

90

16

0

30

30

D1

3―

6@

25

0=

15

00

D1

3―

12

@1

25

=1

50

0

12

00

210160 50

100 303050

17

47

6

ハン

チ

A-A

A A

B

B

60

16

6

B-B 20

00

100100

D16―4@300=1200200 100100

鉄筋腐食判定鉄筋腐食判定～自然電位測定～～自然電位測定～

浸漬供試体 -1初回測定時：３１日目

表　鉄筋腐食判定基準（表　鉄筋腐食判定基準（ ASTM C ASTM C 876876 ））自然電位　 E(mV CSE)

-200<E

-350<E≦-200

E≦-350

90% 以上の確率で腐食なし

不確定

90% 以上の確率で腐食あり

鉄筋腐食の可能性1

-550- -500 -500- -450

-450- -400 -400- -350

-350- -300 -300- -250

供試体全面で腐食の可能性を示した

鉄筋腐食判定鉄筋腐食判定～自然電位測定～～自然電位測定～

C.L.

上端筋

D16―4@300=1200

D16―16@150=2400

3000

150150 150 60

90

16

0

30

30

D1

3―

6@

25

0=

15

00

D1

3―

12

@1

25

=1

50

0

12

00

210160 50

100 303050

17

47

6

ハン

チ

A-A

A A

B

B

60

16

6

B-B 20

00

100100

D16―4@300=1200200 100100

表　鉄筋腐食判定基準（表　鉄筋腐食判定基準（ ASTM C ASTM C 876876 ））自然電位　 E(mV CSE)

-200<E

-350<E≦-200

E≦-350

90% 以上の確率で腐食なし

不確定

90% 以上の確率で腐食あり

鉄筋腐食の可能性

散布供試体初回測定時：３１日目　測定２回目：８０日目

供試体中央部で腐食不確定を示した

1

-550- -500 -500- -450

-450- -400 -400- -350

-350- -300 -300- -250

供試体全面で腐食の可能性を示した

鉄筋腐食判定鉄筋腐食判定～自然電位測定～～自然電位測定～

C.L.

上端筋

D16―4@300=1200

D16―16@150=2400

3000

150150 150 60

90

16

0

30

30

D1

3―

6@

25

0=

15

00

D1

3―

12

@1

25

=1

50

0

12

00

210160 50

100 303050

17

47

6

ハン

チ

A-A

A A

B

B

60

16

6

B-B 20

00

100100

D16―4@300=1200200 100100

内在供試体初回測定時：６２日目

表　鉄筋腐食判定基準（表　鉄筋腐食判定基準（ ASTM C ASTM C 876876 ））自然電位　 E(mV CSE)

-200<E

-350<E≦-200

E≦-350

90% 以上の確率で腐食なし

不確定

90% 以上の確率で腐食あり

鉄筋腐食の可能性

供試体全面で腐食の可能性を示した

1

-550- -500 -500- -450

-450- -400 -400- -350

-350- -300 -300- -250

ひび割れ進行状況ひび割れ進行状況～内在供試体～～内在供試体～

材齢 81 日目

主筋方向にひび割れが広がる

材齢１７０日目 配力筋方向にひび割れ主筋方向のひび割れが顕著：

0.20~0.30mm

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 20 40 60 80 100 120 140 160mm構造物表面からの距離（ ）

kg/m

塩化

物イ

オン

濃度

（3 ）

-1 135浸漬供試体 （促進期間 日）-2 323浸漬供試体 （促進期間 日）

鋼材腐食発生限界濃度

塩化物イオン濃度分布塩化物イオン濃度分布～～浸漬供試体浸漬供試体 -- １・浸漬供試体１・浸漬供試体 -- ２～２～

　鉄筋位置

一般的な鋼材腐食発生限界濃度　 1.2 ㎏ /m3 　　

拡散作用により外部から内部へ塩分が浸透

　　　　鉄筋位置

　　約6.0~7.0kg/ ㎥　　　　

高

低

　打設面で濃度高の傾向

打設面 底面

浸漬供試体‐１ほどではないが鋼材腐食発生限界濃度を超える結果

浸透時の重力による影響

打設時の振動による底面組織の緻密化

塩化物イオン濃度分布塩化物イオン濃度分布～散布供試体～～散布供試体～

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 20 40 60 80 100 120 140 160mm構造物表面からの距離（ ）

kg/m

3塩

化物

イオ

ン濃

度（

） 135散布供試体（促進期間 日）

鋼材腐食発生限界濃度

拡散作用により外部から内部に向かって塩分が浸透

90mm 付近でほぼ 0kg/ ㎥

鋼材腐食発生限界濃度の2 倍以上

打設面 底面

塩化物イオン濃度分布塩化物イオン濃度分布～内在供試体～～内在供試体～

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 20 40 60 80 100 120 140 160mm構造物表面からの距離（ ）

kg/m

塩化

物イ

オン

濃度

（3 ）

200内在供試体（材齢 日）鋼材腐食発生限界濃度

初期の塩化物イオン濃度

6.0kg/ ㎥

高低

塩化物イオン濃度分布は打設面で低く、内部で高い傾向

打設面側での風雨による洗い流し

中性化による影響

打設面 底面

打設面

底面

5mm

見かけの拡散係数の比較見かけの拡散係数の比較

012345678910

散布供試体 - 1浸漬供試体 - 2浸漬供試体

cm見

かけ

の拡

散係

数（

2/年

） 打設面底面

同一促進方法の浸漬供試体 -1と浸漬供試体 -2 の比較

拡散係数に大きな差が見られた

浸漬供試体 -2 は浸漬供試体 -1 より水セメント比が低く、より組織が緻密であるため塩分の拡散が抑制されたと考えられる

W/C=53.9%

促進方法が異なる浸漬供試体 -1 と散布供試体の比較 拡散係数に大きな差はな

い

それぞれ同一配合であるため、強制的な乾湿を与えている浸漬供試体 -1 で多少拡散係数が高くなる傾向を示した

W/C=66.0%

鉄筋腐食状況鉄筋腐食状況～浸漬供試体‐２～～浸漬供試体‐２～

鉄筋位置での塩化物イオン濃度

　　　 130mm ： 1.8kg/ ㎥

供試体全面で部分的な腐食が見られた

鋼材自体に大きな欠損はほとんど見られない

今後の予定

今回促進試験を行った供試体を用い、輪荷重走行試験を行い塩害劣化度合いの異なる RC 床版の疲労耐久性の調査検討を行う予定

まとめまとめ　・すべての供試体で鉄筋が腐食想定される塩　・すべての供試体で鉄筋が腐食想定される塩

分量が見られたが、鉄筋腐食を顕著に発生さ分量が見られたが、鉄筋腐食を顕著に発生させるには内在供試体以外は不十分であった。せるには内在供試体以外は不十分であった。

　（内在供試体のみ腐食ひび割れが確認され　（内在供試体のみ腐食ひび割れが確認された）た）

　・塩分供給条件が異なっても、見かけの拡散　・塩分供給条件が異なっても、見かけの拡散係数には大きな影響を及ぼさず、配合（水セ係数には大きな影響を及ぼさず、配合（水セメント比）が支配的要因となる。メント比）が支配的要因となる。