中性化
中性化は、コンクリートが空気中の二酸化炭素を吸ってアルカリ性を失っていく現象です。アルカリ性が中の鉄筋を守っているため、中性化が鉄筋まで進むと鉄筋がさびて、構造物の劣化につながります。
セクション別の図解
鉄筋を覆うコンクリートの厚さ(かぶり)を大きくし、緻密なコンクリートにすることで、中性化が鉄筋に達するまでの時間を延ばす様子が示されています。
中性化は、鉄筋コンクリート構造物の寿命を考えるうえで重要です。中性化が鉄筋に達するまでの時間は、鉄筋を覆うコンクリートの厚さ(かぶり)が大きいほど、またコンクリートが緻密(水セメント比が小さい)なほど長くなります。設計では、かぶりを十分にとり、緻密なコンクリートにして中性化を遅らせます。維持管理では、中性化の深さを測って、鉄筋が腐食しはじめる前に補修を計画します。
二酸化炭素による中性化、塩分による塩害、凍結による凍害が、コンクリートの劣化機構として原因別に対比されています。
中性化は、ほかの劣化機構と原因がちがいます。中性化は、空気中の二酸化炭素でアルカリ性が失われ、鉄筋が守られなくなって劣化します。塩害は、塩化物イオンが鉄筋を直接さびさせます。凍害は、コンクリート中の水の凍結融解で組織が壊れます。いずれも鉄筋やコンクリートを傷めますが、中性化は「アルカリ性の低下による鉄筋の保護喪失」が特徴です。
二酸化炭素がコンクリート内部のアルカリ成分を消費し、鉄筋を守る保護膜が失われて、鉄筋がさびて膨張する様子が示されています。
中性化が鉄筋を傷めるのは、鉄筋を守るアルカリ性が失われるからです。コンクリート中の水分に空気中の二酸化炭素が溶け込み、アルカリ成分と反応して中性に近づけます。鉄筋の表面の保護膜(不動態被膜)は、まわりがアルカリ性であることで保たれているため、中性化が鉄筋まで進むと膜が壊れ、鉄筋がさびはじめます。さびた鉄筋は膨張してコンクリートを押し割り、ひび割れや剥落を起こします。
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