試験方法

（ 1） ア ル カ リ 環 境 下 に お け る 鋼 材 の 再 不 動 態 化 電 位 (E_R)測 定

塩 化 物 イ オ ン を 含 む ア ル カ リ 環 境 下 に お け る 鋼 材 の 防 食 条 件 を 検 討 す る た め ， 再 不 動 態 化 電 位 （E_R） 測 定 を 実 施 し た ． テ ス ト ピ ー ス に は SS400（JIS G 3101）（ 供 試 面 9.5cm²） を 用 い た ．テ ス ト ピ ー ス 表 面 を エ メ リ ー 紙（#800）を 用 い て 研 磨 し ，ア セ ト ン 脱 脂 を し て ER

測 定 に 供 試 し た ．E_R 測 定 シ ス テ ム は 図-4.3.1 に 示 す よ う に テ ス ト ピ ー ス ， 対 極 ， 照 合 電 極

（sat.KCl Ag/AgCl電 極 ，SSE）， 電 解 セ ル ， 自 動 分 極 装 置 （ 北 斗 電 工 製 HZ3000） に よ っ て 構 成 さ れ

図 -4.3.1 E_R測 定 シ ス テ ム の 詳 細 図

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て い る ．試 験 溶 液 に は Ca（OH）2の 飽 和 水 溶 液 を 用 い ，塩 化 物 イ オ ン 濃 度（[Cl^-]）が 300， 500，1000，2000，5000，10000，50000ppmと な る よ う NaClを 添 加 し て 調 整 し た ．

ER測 定 方 法 の 模 式 図 を 図-4.3.2 に 示 す ．ER測 定 は JIS G 0592 を 参 考 に し ，時 間 の 短 縮 を 図 る た め に 再 不 動 態 化 過 程 に お け る 卑 電 位 方 向（ カ ソ ー ド 方 向 ）へ の 掃 引 方 法 を 10mV/min の 動 電 位 と し た ．ERの 測 定 手 順 で あ る が ，は じ め に 前 処 理 を し た テ ス ト ピ ー ス を 試 験 溶 液 の 入 っ た 電 解 セ ル 中 に 設 置 し ，N2ガ ス を 用 い て 脱 気 処 理 を 行 っ た ．続 い て ，N2ガ ス を 通 気 し た ま ま 30mV/min で テ ス ト ピ ー ス の 電 位 を 貴 電 位 方 向 （ ア ノ ー ド 方 向 ） に 掃 引 し ， 孔 食 発 生 後 50μA/cm²で 2 時 間 保 持 す る こ と に よ り 孔 食 を 成 長 さ せ た ．そ の 後 10mV/min で テ ス ト ピ ー ス の 電 位 を カ ソ ー ド 方 向 に 掃 引 し ， 電 解 電 流 が ゼ ロ 到 達 時 の 電 位 を ERと し た ．

図 -4.3.2 E_R測 定 の 模 式 図

（ 2） コ ン ク リ ー ト 試 験 体 の 詳 細

コ ン ク リ ー ト 試 験 体 の 配 合 を 表-4.3.2 に 示 す ．セ メ ン ト に は 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト ， 細 骨 材 に は 川 砂 ， 粗 骨 材 に は 川 砂 利 を 用 い ， こ れ ら を 練 り 混 ぜ 水 （ 水 道 水 ） で 混 合 し ， 所 定 の 型 枠 に 流 し 込 ん だ ．塩 害 環 境 を 模 擬 す る た め ，練 り 混 ぜ 水 に 5kg/m³（as [Cl^-]）の NaCl を 添 加 し た ．ま た ，混 和 剤 と し て ，AE 減 水 剤 お よ び AE 剤 を 用 い た ．水 セ メ ン ト 比（W/C）

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は 0.55 と し ， 目 標 ス ラ ン プ は 8±1cm， 目 標 空 気 量 は 4±1%と し た ． 打 設 後 1日 で 脱 型 を 行 い ， 約 30日 間 の 湿 潤 養 生 を 行 っ た 後 ， 電 気 防 食 試 験 に 供 試 し た ．

コ ン ク リ ー ト 試 験 体 の 形 状 を 図-4.3.3 に 示 す ． コ ン ク リ ー ト 試 験 体 は 200×100×100 mm の 角 柱 状 で あ り ， か ぶ り 30mm の 位 置 に 鉄 筋 （φ13mm） を 埋 設 し た も の を 用 い た ． ま た ， 定 電 位 通 電 を 行 う た め の ア ノ ー ド（ リ ボ ン メ ッ シ ュ 電 極 ）を か ぶ り 2cmの 位 置 に ，照 合 電 極 （SSE） を 鉄 筋 の 近 傍 に 設 置 し た ． 海 水 に 接 す る 面 を 上 面 （ 打 設 面 ） の み と し ， 周 囲 5 面 を エ ポ キ シ 樹 脂 で 被 覆 し た ．

コ ン ク リ ー ト 試 験 体 は 12 体 を 同 時 に 作 製 し ，6体 （ 飛 沫 暴 露 試 験 体 ） を 飛 沫 環 境 ，6 体

（ 湿 潤 曝 露 試 験 体 ） を 湿 潤 環 境 に 曝 露 し た ．

表 -4.3.2 コ ン ク リ ー ト 試 験 体 の 配 合

図 -4.3.3 コ ン ク リ ー ト 試 験 体 の 詳 細 図 W/C

単 位 量 （kg/m³）

W C S G

0.55 166 302 826 1056

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（ 3） 電 気 防 食 試 験

コ ン ク リ ー ト 試 験 体 の 電 気 防 食 特 性 を 把 握 す る た め ， 定 電 位 通 電 試 験 を 実 施 し た ． 電 源 に は ポ テ ン シ ョ・ガ ル バ ノ ス タ ッ ト（ 北 斗 電 工 製 HA-151）を 用 い ，内 部 の 照 合 電 極 に よ っ て 所 定 の 電 位 に 制 御 し た ．ま た ，鉄 筋 － 照 合 電 極 間 の IR 降 下 の 補 正 は ，イ ン ス タ ン ト オ フ 電 位 差 計 （ ナ カ ボ ー テ ッ ク 製 ） を 用 い て 行 い ， 定 期 的 に 計 測 し て ポ テ ン シ ョ ・ ガ ル バ ノ ス タ ッ ト の 制 御 電 位 を 調 整 し た ．ER測 定 結 果 を 考 慮 し ，設 定 電 位 を 表-4.3.3に 示 す-400，-500， -550，-600，-650，-725 mV vs.SSE の 6 条 件 と し た ． 試 験 体 の 供 試 数 は 各 条 件 1 体 ず つ と し た ．

コ ン ク リ ー ト 試 験 体 は ，（ 独 ）港 湾 空 港 技 術 研 究 所 内 の 海 水 噴 霧 場 と 屋 外 循 環 水 槽 に 暴 露 し た ． 海 水 噴 霧 場 は 飛 沫 帯 を 模 擬 し て お り ， 図-4.3.4 に 示 す よ う に 海 水 噴 霧 ⇒ 乾 燥 が 1 日 に 2 回 繰 り 返 さ れ る 環 境 で あ る （ 写 真-4.3.1）． 一 方 の 屋 外 循 環 水 槽 は ， 干 満 帯 を 模 擬 し て お り ， 図-4.3.4 に 示 す よ う に 1 日 に 2 回 干 満 （ 潮 位 差 1.5m） が 繰 り 返 さ れ る 環 境 で あ り ， 干 潮 位+1.0m の 位 置 に 試 験 体 を 設 置 し た ． 海 水 浸 漬 時 間 が 約 5 時 間 と 屋 外 乾 燥 時 間 が 約 7 時 間 の 繰 り 返 し 環 境 と な る （ 写 真-4.3.2）． い ず れ の 施 設 も ， 海 水 に は 久 里 浜 湾 （ 神 奈 川 県 横 須 賀 市 ） の 海 水 を 使 用 し て い る ．

表 -4.3.3 試 験 条 件 設 定 電 位

(mV)

試 験 体 数

試 験 体 合 計 飛 沫 環 境 湿 潤 環 境

-400mV 1 体 1 体

6体 ×2 環 境 ＝12 体

-500 mV 1 体 1 体

-550 mV 1 体 1 体

-600 mV 1 体 1 体

-650 mV 1 体 1 体

-725 mV 1 体 1 体

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図 -4.3.4 循 環 水 槽 の 干 満 サ イ ク ル と 海 水 噴 霧 場 の 噴 霧 サ イ ク ル

鉄 筋 を 腐 食 状 態 と す る た め ， 電 気 防 食 適 用 前 に 92μA/cm² で 9 日 間 の ア ノ ー ド 電 解 通 電 を 行 っ た ． 電 解 条 件 は 既 往 の 研 究 を 参 考 に し た ^{7 ) - 8 )}． 通 電 終 了 後 ， 鉄 筋 の 自 然 電 位 測 定 ， AC イ ン ピ ー ダ ン ス 測 定（3電 極 法 ，振 幅±20mV，測 定 周 波 数 ：10k～10mHz），分 極 曲 線 測 定 を 行 い ，1 日 放 置 後 に 所 定 の 電 位 で 定 電 位 通 電 を 開 始 し た ． 通 電 期 間 中 は ， デ ー タ ロ ガ ー を 用 い て 維 持 電 流 （ 定 電 位 通 電 時 に 計 測 さ れ る 電 流 ） を 1 時 間 イ ン タ ー バ ル で モ ニ タ リ ン グ し た ． ま た ， 定 期 的 に 24時 間 の カ ソ ー ド 復 極 量 測 定 ，AC イ ン ピ ー ダ ン ス 測 定 （ 振 幅

±20mV，10m～1kHz）、 分 極 曲 線 測 定 を 実 施 し た ．

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写 真 -4.3.1 (独 )港 湾 空 港 技 術 研 究 所 の 海 水 噴 霧 場 （ 赤 い 矢 印 の 部 分 が 試 験 体 ）

写 真 -4.3.2 (独 )港 湾 空 港 技 術 研 究 所 の 屋 外 循 環 水 槽 （ 赤 い 矢 印 の 部 分 が 試 験 体 ）

飛 沫 環 境 試 験 体

（6 体 ）

湿 潤 環 境 試 験 体

（6 体 ）

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