知っておきたいメンテ技術 第 6 回 知っておきたいメンテ技術 ２−５．錆の種類とコンクリートのひび割れ ―錆の膨張― 鉄筋が腐食して生じる錆は、酸化鉄ではなく無機化学的には水酸化物、水和酸化物 （オキシ水酸化物）などと呼ばれ、水溶液中で生じる直径 1μm 以下の粒子であるコ ロイド粒子が集まったもので、実際には金属塩などを含んだ複雑な構造をしています。 連載第５回で簡単に記述しましたが、鉄筋表面上で保護被膜が破壊されると、鉄イ オン（Ｆｅ２＋）とコンクリート中の水酸基（ＯＨ−）とが反応し、２価の水酸化物 （Ｆｅ（ＯＨ） ２ ）が生成します。これが『緑さび』とよばれる錆ですが、直ぐに酸化 するので、われわれが観察してもなかなか見つけることが出来ません。２価の水酸化 物は３価の水酸化物となり、水を失うことで水和酸化物（FeOOH）に変化します。 水和酸化物は三つの多形を持っています。α−FeOOH（ゲーサイト）、β−FeOOH （アカガネイト）、γ−FeOOH（レピドクロサイト）です。大気中の錆ではβ−FeOOH は存在しませんが、塩分環境下で存在するようになります。 水和酸化物が酸化してマグネタイト（Fe 3 O 4 ）と呼ばれる『黒さび』に変化します。 鉄筋の錆は、三つの多形を持った FeOOH とマグネタイトの微粒子が集まったものと 考えられています。錆層はきわめて隙間多い状態で、隙間に酸素や水分が侵入するこ とで錆の速度が加速します。表−６．１は鉄錆の環境別成分量の表です。 表−６．１ 鉄錆の環境別成分量 ６−１） 環境名 支配イオン α−FeOOH β−FeOOH γ−FeOOH Fe 3O4 アモルファス質 都市・工業地帯 硫酸イオン ３０∼６５％ 0% ２０∼３０％ ＜２０％ 相当量 海岸地帯 塩化物イオン １５∼８０％ ＜３０％ ＜１０％ １０∼８５％ 相当量 生成した錆の体積は２ ．５∼４ 倍にも膨れあがるといわれていま す。この体積膨張がコンクリート のひびわれを誘発します。皆さん の中には、鉄筋腐食が生じている にも係わらず、コンクリートにひ び割れが発生していない場合を経 験されている方もいらっしゃるか と思います。これは図−６に示す ようにかぶりが影響しています。 図−６ 鉄筋腐食膨張によるコンクリートの ひび割れパターン ６ − ２ ） ６−１）井上勝也：錆をめぐる話 題、ｐ３６、裳華房 ６−２）社団法人 日本コンクリート工学協会 究委員会報告書、ｐ２７ コンクリート構造物の電気防食法研 難易度 ★★☆☆☆
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