【
論文
】
UDO ；691．
32 ：666．
97 ：620．
191
．
3
：620
．
194 日本 建築 学会構 造系論文報告集 第397
号・
1989
年3
月コ
ン
ク
リ
ー
ト
中
の
鉄 筋
の
腐食
に
及
ぼ す
ひ
び
わ れ
幅
の
影
響
正会 員
正 会 員 正 会 員 正 会 員 正 会 員＊ 聯
＊ ＊ ＊
＊ ＊ ＊ ＊ ホ ホ ホ ホ ホ
夫
照
ン一
博
ト
ナ
計
義
タ
b
木
野
ル
宮
村
蜘
鈴
大
ソニ
田
1
．
序
各 国
におけ
るコ ンク リー
ト構 造 設
計
の規
準
や指
針
に お い て，
環 境 条 件
との関 連
で許容
ひび わ れ幅
が定
め ら れて おりIL2 ，，
ひ び わ れ が腐 食
に影 響
を及
ぼ す とい う点
で は ほぼ見 解
の一
一
致
をみ て いる。 しか．
し，
ひび わ れ幅
と腐 食
との関 係
にっ い て は，
いま だ十 分
に は解 明
さ れ ていな い。
複
数
の曲
げ ひび
われ が生
じた試 験 体 あ
る い は鉄 筋
コ ン ク リー
ト部材
に おいて，
腐食
箇 所 が
ひび
わ れ位
置
と
一
致
し て い ること は多
くの文
献3 ）−
9 ） で報
告 さ れ，
こ の ことは ひび わ れ が腐 食
を発 生
さ せ る大
き な要 因
で あ るこ と を示
し て い る。一
方
，0
’
Neil
E ．
F ．
の約
24
年
間
苛
酷
な環 境
条 件
に さ ら さ れ た鉄 筋
コ ン ク リー
ト構 造 物
の調
査結 果
η では， すべ て の ひび わ れ位 置
の鉄 筋
におい て腐 食
が始
ま る わけで は な い こ とも示
さ れて いる．
ま たひび わ れ幅
と腐
食
との関 係
に関
し て は，関 係
が あると する多
くの調
査研
究
41・
6，があ
る反
面
，森
，蒔
田 らは，海洋環 境
下
に2 年
8
カ 月間 暴 露
し た鉄 筋
コ ン ク リー
ト構
造
物
の解体
調 査
の結 果
B），
ひ び わ れ幅
がO
．
3mm
程 度
で も腐 食
が 生 じ て い ない例
や，
逆 に ひび わ れ幅
が0
．
05mm
と小
さい にも
か か わ らず
著
しい腐 食
が生
じ た例
が あ り，
ひび わ れ幅
と鉄
筋
の腐 食
との問
に は関 連 性
は認
め られな い と し て い る9丿 。 またBeeby
A
，
W
．
は，
ミュ ンヘ ン工科 大 学
の調
査 結 果
1ωな ど か ら，
ひ び わ れ幅
と鉄 筋
の腐 食
との関 連 性
は少
な く，
ひびわ れ輻
は鉄 筋
の不 動 態 皮 膜
が破 壊
さ れ て腐 食
が始
ま る まで に要 す
る期 間
に影 響 を 与
え るだ けであ
る と述
べ て い る610以 上
の よ うに，
ひびわ れ が腐 食 進 行
に及
ぼ す影 響
は非
常
に複 雑
で，
コ ンクリ
ー
ト表 面
にお け るひび わ れ幅
が同
じで も，
腐 食
の程 度
は“
腐 食
な し”
か ら“
非 常
に激
し い腐 食
”
まで広範 囲
と な り う る7L8 ） 。 これ は，
ひ び わ れ が コ ンク リー
ト中
の骨
材
に よ る閉塞
な どに よりコ ンク リー
ト内部
で分 散
し た り，
極 端
にゆ が
め ら れ た り して ひび わ れの形
状
が変
化
す る11〕こと も影 響
してい る が， そ れ よりも鉄 筋
の腐 食
の発 生
機
構
に よ る ものが主
な原
閃 で あ る と考
え られる。 し か しな が ら，
既 往
の調 査
，
研 究
におい て は，
試 験 終 了 後
の一
時 点
で の鉄 筋
の腐 食状
況の観
察
によ
っ てそ
れら
の結 論
が導
か れてお り，
ひ び わ れ と鉄 筋腐
食
との関 係
が十 分
に は把 握
されて い な か っ た といえ る．
本 研 究
では，
鉄 筋
の腐 食 状 況
を非破
壊
的
に調 査
で き る 電気 化 学 的 測 定 方 法
を用
い るこ とに よ り，
鉄 筋
の腐 食
の進
行
を試 験 開 始
か ら終 「
まで連 続 的
に と ら え，
ひ びわ れ の生
じ たコンクリ
ー
ト中
の鉄 筋
の腐
食 機構
な らび
に ひび
わ れ幅
と 鉄筋
の腐 食
と の関 係
を検 討
し た．
腐食
試 験
は140
日間
の乾
燥 浸漬 繰
り返
し に よ る腐 食促
進 試 験 と し，持続 曲
げ載 荷
に よっ て大 小
の複 数
の ひび わ れ を生
じ さ せ た鉄 筋
コ ンク リー
ト試 験 体 を
用い て行
っ た。
2．
実 験 概 要
2
．
1
試 験 体
の種 類
お よ び使
用材料
試 験
体
の形 状
と電 気 化 学 的
測 定の位置
をFig．
1
に，
試 験 体
の種 類 を
Table
l
に示
す。試 験 体
の寸
法
は ユ40
×110
×600
（
mm）
で，
引 張 縁
か ら鉄 筋
表 面
ま での コ ン ク リー
トの か ぶ り厚
さ は20mm
であ る。 鉄筋
はD13
の異形
鉄筋
を 黒皮
つ きのま ま用
い たn コ ン クリー
トのW
／
C
比 は45
％ で，
普 通
ボルト
ラ ン ドセ メ ン ト，
水 道
水
，
川
山i
ヒ： ＊ 大 阪 大 学 教 授・
工 博 ＊ ＊ 大 阪 大 学 助 教 授・
工博 ＊ ＊ ＊ 大 阪 大 学 大 学 院生 ＊＊＊＊ 大 阪 大 学 大 学 院 生 ＊ ￥ ＊ ＊ ＊ 〔財 ） 日 本 建 築 総 合 試 験 所・
工 修 （昭和63
年9
月9
日 原 稿 受 理 ｝ 覧「
ρ
1吟
， P「
、」
霜
驢 O Oド
4
嬬
裡
三
℃
plb
’ 弔 監pr31
φ ←十一一一
十一一一
i
− 一一
十→H
一
十 →50
1502eo
l50
50
35 7035
Sec 辷ion A
＿
A Section B−
B9
・… t・・c ・・ni
… 一 吶 p・・…Fig
，
1
SpecLmen
andloading
arrangementTable
l
Spec
五men tit且e，
steel stress and exposureperiod
Speci
皿en
TitleSteelStress
（
k
！
c
皿2）
Exposure
Period
（
days
）
S
（
1
，1）
，S （1
，2）
2000
32
L1
，1
，L
（
1，2
3000
32
S
（
2
，1
）
，S
2
，2
2000
48
L （
2
，1
）
，L
（
2
，2）
3000
48
S
（
3
，1
）
，S
（
3
，2
）
2000
64
L3
，1
，L
（
3
，2
3000
64
S （4
，1
）
，S
（
4
，2
）
2000
140
L4
，1
）
，L
（
4
，2
3000
140
砂
お よ び最 大
粒
径
10mm
の砕 石
を用
い た。
鉄 筋 応 力
は，
大 小
の曲 げ
ひび
わ れ幅
を
得
る た めに2
水 準 と し
た。
鉄 筋
応
力 度 が2000kg
／cm2 の試 験 体
をS
試 験 体
，鉄 筋 応 力
度
が3000kg
／
cm2 の試 験 体
をL
試 験 体 と 呼
ぶ。
試 験
開始
時
に お け る各試
験 体 側 面
の鉄 筋 位 置
で の最 大
ひび
わ れ幅
の平 均 値
は，
S
試 験 体
で は0
．
06
mm ，L
試 験 体
で はO
．
18
mm と なっ た。
コ ンクリ
ー
トの調合
と材 令
28
日
の力 学
的 性 質 を
Tabie
2
に示
す。
試 験
体
は約 2
カ月 間 水 中養 生
を行
っ た後
，腐
食 促 進 試 験
に供
し た。2．
2
試 験 方 法
試 験
体
はFig．
1
に示
す よ うに，
2
体
1
組 と して鉄筋
応 力 度 が 前 述の値
とな る所 定
の荷 重
まで曲
げ載
荷
を行
っ て ひび
わ れ を発 生
さ せ た後
，
載 荷 点
のPC
鋼
捧
の ナ ッ ト を しめ て ひびわ れ幅 を保 持
し た。
腐 食 促 進
の方 法
と して，
水 温
65
±3
°
C
のNaCl
3
．
1
％溶 液 槽
に24
時
間浸
漬
後
，
実 験 室 内
に24
時 間 放 置 乾 燥
す る乾
燥 浸 漬 繰 り返 し を行
っ た。
腐食
の電 気
化 学 的 測 定
は，
著 者
の一・
人
ら が考
案
し た非
破 壊腐食探
査 装 置 （
Pt
対 極
，
Ag
／
AgCl
照
合
電
極使
用
）
12） を 用い て行
い，
各 試 験 体
の引
張縁
のFlg
，
1
に○ 印
で示
すpl
〜
p4
の位 置
で電 気 化 学 的
特性 値 （
自然 電 位 （
Ec
）
，
分 極
抵
抗 （
R。
）〕 を測 定
し た。
測 定 時
期
は，
試 験 体
をNaCl
溶 液 槽
か ら取
り出
しコ ン ク リー
ト表 面 温 度 が
ほぼ室 温
とな る約
6
時
閭後
と し，測 定 間 隔
は原 則
とし
て試 験
期 間
の初 期
は1
週間
，
後期
は3
週 間
と し た。
目
視 観
察
によっ ても腐 食 状 況
の経 時 変 化 を連
続
的
に と ら え る た め に，
試
験 期 間 を
32
，
48
，
64
，
140
日の4
つ に 分 け，
各
試 験 終 了時
に は試 験 体 表 面
のひ び わ れ状
況 を観
察
し た後 割 裂
し，
鉄 筋 を 取
り出
し て腐食状
況（
腐 食 長
さ，
Table
2
Mix
prDportiom
andproperties
of concreLe醒
aterials
（
kg
／
m3
）
Properties
（
kg
／
cm2）
U
／
C
（
＄
）
Slump
（
c
皿）
り
aterCe
皿e
ロtSand6rave1Fc
Ec
Ft
454
．
5180400
8668663963
．
29
×10538
．4
rack
Uidth
）
Rank
一
〇。
029A
0
．
030
−
0
．
059B
0
。
060
− 0．089C
0
。
090
−
0
．
H9D
0
。
120
−
0
．
149E
0
。
150
一
F
S
cj漁Pttie
T
窓
二
：
i1
：
，。ミ
掣
一
96
．
曹
、
r
Surface
cracs
［Rank
C
ASteel
Axis
’
馬
J Lrst a eerinofti
団edas onitudinal
crackB
B
、
■
，ぞ
、’
笹
、 つ’
’
、
） −、
’
し・
一
靱
爵 ・・。e1口 蘯 ：：：⊃
蝕 症ed Spot二B
B
B
F
E
A
F
A
E
禦
e
・
9
ρ
、
，一
C
B
訪 ⊥ 、押
鋲
撫
…佃
十
■
一一 一
C
Lad
（of
Data
F
D
F
，
≡
三
）
6
甥
〔
DD
F
響
（
∋
窃
臼
s
（z，
z
），
．
ノ
xヘ
ダ
s・
：，
一、’，
r
：，
，
曹
、
、
’L
∫
3
弋1
〕、
一
ノ
，
一
、
、
！ 一1
一
ぞ
三
、●
亟
：コ 麗
コ
s
戰
1
〕｛
：ノB
A
A
∋
‘
∋
1
∋
響
L
し
A
B
，
1
’
D
F
F
ほ
、
−
L ’L
（3
，
1
）＿
，
t
景
一
〕
F
）ta
：、
F
F
E
L
（3
，
2
，、
辷
・62
’
汁 ｛
．
痛
）
｝
…
F
F
L
〔4
，
1
，、
＿
し
Sd
・
、
2
）’
一
、
〆
！、
’
、，
、一
、
’ ”一
”73
93
’
101
… s
岑
’・
灘
覦
鑿
’
諦
t
・1
［
eez2z
w
w
：コ
t
w
wazz
Fig
．
2
Locatlons
of
crack
and
rust
腐 食 面 積 等 ）
の観 察 を行
っ た。
3．
実
験結果
お よび
考察
3．
1
ひ び わ れ
状 況
と腐 食 位 置
Fig，
2
に，
コ ン クリー
ト引 張 表 面
の ひびわ れ状 況
と鉄
筋
の腐 食 位 置
を示
す。 ひび わ れ幅
の大
き さを
，
ひびわ れ位
置
の．
ヒに0
．
03mm
ご とに分 け
たラ ンク（
A 〜F
）
で示
し て いる。 いず
れの腐 食 位 置 も試 験 開 始 時
に ひびわ れ が生
じ て い た箇 所
であ
る こと
が分
か る。
こ れ は ひび
わ れを
通
じて，
腐 食 を促 進 さ
せ る塩 化 物 イ オ
ンが鉄 筋 表 面
まで達
し た ためと考
え られ る。
しか し な
が
ら， すべ ての ひび
わ れ位
置
で腐食
が発
生
し て い た わ けで は ない。
自
然 暴
露
環
境
下
にお け るい くつ か の試
験6 ）−
Y ）で も 見 ら れ た こ とであ る が，
本 実 験
におい て もひび わ れ に は腐食
を発 生
さ せ るひび わ れ と発 生 さ
せな い ひびわ れ と が存 在
し た。
前 者 を 活 性
ひび われ（
active crack）
，後 者
を不 活 性
ひ びわ れ（
passive
crack｝
と呼
ぶ こと
にする。
同
一
試 験 体 中
に活 性
お よび不活性
の両ひ びわれ が 存 在・
する場 合
は，不 活 性
ひびわ れ は活 性
ひびわ れよ り も ひび
われ 幅 が 小
さいと
いう傾 向 が あ
る。
し か し，
あ
る試験 体
の不 活性
ひ びわ れ が，
ほかの試 験体
の活 性
ひび わ れ よ り も幅
が大
きい場 合
が あ る。例
え ば，
S
（
3
，
2
＞
の ラ ン クB
の ひび
わ れ は活
性
で あ る が，
L （3
，
1
）
の ランクD
の ひび わ れ は不 活 性
となっ て い る。
こ の よ うな不 活 性
な ひ｝
02 ’3
：
＾S
1
， ε勾
以 F 風｝
→’
．
ナ尉
∋
び
わ れ が なぜ 生
じ る かにつ い ては，
3
．
4 節
で考察
す る。
3
．
2
電 気 化 学 的 測 定 結 果
につ い て3
．
2
．
1
自 然 電 位 （
Ec
＞
，
分 極 抵 抗 （
R
ρ）
の分 布
と最
初
に腐 食
し た箇 所
の判 定
Fig．
3
は，同
一
．
・
試 験 体 上
の4
点
に おける，異
な る試 験
期 間
で の自然 電 位 （
E
， ：単 位
mVvsAg／
AgCl
を
mVと
略 記 ）
と分 極 抵 抗
（
R
ρ）
の分 布
の一
例 を示
し たも
の で あ る。
初 期
におい て，自 然 電 位 （
Ec
）
に4
点
の差 異
は認
め ら れ な かっ た。
これに対
し分 極 抵 抗 （
R
。）
は， ひび
わ れの ある位
置の方
が ない位
置 よ り も高
い値
を示
し たQ一
定 期
間 を
経
た後
におい ては，
自
然
電位 （
E
。）
，
分極
抵 抗（
Rp
）
と も4
点 中の1
点の値
が，
ほ か の3
点に比 べ て極
めて顕 著
に減 少
す る。例
え ば，S
（
3
，
2
）
と かL
（
1
，
1
）
の よ うに腐 食 箇 所
が一
つ し か ない試 験 体
に お い て は，自 然 電 位 （
E
，）
お よ び分 極 抵 抗
（
Rp ）
が低
い値
を示
し た点
は腐 食 箇 所 と
一
致
して い る。
こ の電 気 化 学 的
特 性
分布
より，
試 験 体 中
に複 数
の腐 食 箇 所
が存 在
する場
合
の最 初
に腐 食
し始
めた箇 所 を 判 定
する ことが で き ると考
え ら れ る。
3
．
2
．
2
自 然 電位
lE
。）
の経 時変
化Fig．
4
に，
特徴 的
な傾 向
を示
す4
つ の試
験 体
の電
気化
学
的測 定値
の経時変 化
を示
す。
第
1
回 目
に測
定
し た自
然
電 位 （
E
∂
の最 小 値
の平 均
は，
Fig
．
4
に示
し て い ない→
曾
一
L−．
遠
．
e
凾
Cnc 傷 （ CS ξ」
’
冒
，
弋400
ハ
渚
300
↓
v200 国lOO
OO
O
4
300a
）200a
lOO
L
｛4
，1
） F Pぞ’，
噛 ハ ”
O
pl p2 p3 p4 pl p2 p3 p4 pl p2
p3
p4 p
ユp2 p3 p4
阿easuringPoint
Measuring
Point
裡easurin 底Point
醜e絃suringPoint
Sy
細bolEx
osu 「ePeriod
days
o
2
◇
8
△
16
口
32
Fig
．
3
The
typicaldistribution
ofhalf
cellpotentia
旦（E
∂ andpolarizatiQn
resistance （Rp
）along specimens試 験 体 を含
め，S
試 験 体
で は一
176
mV，
L
試 験
体
で は一
185mV
であっ た。
こ れ らの値
は ，硫 酸 銅 電 極
の基 準
電 位
に換 算
する と一
296mV
と一
305
mV
と な る。
し たが
っ て，ASTM
の基 準
13L］4）に よ ると
， これ らの値
は鉄
筋
の腐 食 状 態
は不 確 定
な状 態
に あ ること を示
し てい るこ と に な る。
自然 電 位
（
E
。）
の経 時
変 化
に は，
ほ と ん ど の試
験 体
において次の3
つの顕著
な 傾 向の変 化 が 認 め ら れ る。
自然
電
位 （
E
，）
は初期
に貴
に向
かい，
その後 卑 変 す
る。 そ し て，
卑変
し た後
ほ ぼ定 常
と な る。
例 外
と してL
（
4
，1
）
を含
む2
体
の試 験 体
に は第
1
の変 化
， つ まり初 期
に貴 変
す
る傾 向
が認
め ら れ なかっ た。
こ れ らの試 験
体
では，貴
変
は第
2
回 目
の測 定 よ
り前
に起
こ っ たも
の と考
え ら れ る。
初 期
の貴 変
は，鉄 筋
の不 動 態
皮膜
厚
の増 大
に よ り起
こ S （3
，
2
） A H一
℃’
400
匸 ：＝ 璽 Σコ
曾
…↓
200
園
lo
。400a300
α
200
ユOO
L ｛1
．
1
） P E「
．
ナ司
尸
．
引ド：’
；、
嗣
る現 象
，
あ るい は少 量
の塩 化 物 イ
オンが不 動
態 皮膜
の欠
陥箇 所
に吸 着
して起
こる現
象
と考
え ら れて いる15〕−
17）。
第
2
の変
化，
す な わ ち 初 期の貴 変の後 卑変
す る とい う傾 向
はい くつ かの既
往
の研 究
5｝・
’7）・
tg｝にも 報
告
さ れ てい るが，
こ の卑
変
は多
量の塩
化 物 イ
オンがCl−
／
0H 一
比の限 界
を 超 えることに より不 動
態皮 膜
が破 壊
さ れる時 期
に現
れるzo ）。
不 動 態 皮 膜
が破 壊
され た後
t電 位
は ほ ぼ定 常
に な る。
こ の定
常期 間
に お ける電
位
の最
卑 値
はS
試 験
体
で は一
350
mV一一
250
mV，
L
試 験
体
で は一350
mV一一
300
mV の 範 囲 と なっ た。
これ らの値の 範 囲 は，
ASTM
の基 準
に よ る と，
鉄 筋
の腐食
が90
％以 上
の確 率
で予
測
さ れ14 ），
ま たArup，
H ．
に よ る と孔
食
が生
じ る可 能
性
を示
し て おOP
M ） ，試 験 終 了 時
に おけ る目視 観 察 結 果
と一
致
し た。s
〔4
，
1
） C C C L （4
、
1
） F F20
40
60
80
0
20
40
60
0
20
40
60
90
100
L20
140
0
20
40
50
80
100
120
140
欧閃5ur8τ
i
閥（曲ys ）
勵 5uro
Ti
閖（飴ys ）
ltpasure
Ti四
〔」ay5 ）
欧P◎5ure
Ti
飴（
d
己y5）Me
＆
3囗
rin ＆P
。
int
Sy
曲ol CorrodedUncorroded P1o
o
P2 ◆ ◇ P3 ■ 口4
▲ △Fig
．
4
The
typical
Ec
andRp
・
time
curves 403 ⊃orU2 ° ロ ユo 40 ♂30
×
2。 10 4009300fs−t2oo
畠
lOOo．
一
．
e・
一
曹
曹
o0
20 40 60 80 100 120 1401tposure
TiDe
（days
）
o
− −
o
Uncracked
S
ts ofS
−
S
ci団ens ロー一
口Uncvacked
S
t5
0fL
−
S
eeimen3 ●一 ・
● CreckedS
ts
ofS
屆1
」
−
S
cユ配 n400
ハ
コ9
画 200 100 20 4060
80 100 工20 工40E
風P。sureTi
鵬 （days
） （a，dnoorroded
Zpcation
（b
）OD
雌d
Iρ ca 廿Fig
．
5
The
electTochernical characterist 主cs of corroding and uncorroded spQts3
．
2
．
3
分 極 抵 抗
（
R
ρ）
の経時 変 化
Fig，
4
の下 半 分
に示 す 分 極 抵 抗
（
R
，）
の経 時
変
化
で は，
自
然 電
位 （
E
∂
が 貴 変 し
て い る期 間
に おい て，
分 極
抵
抗 （
R
。）
は すべて の試 験
体
で時 間
と とも
に増 加
す る傾
向
が示
さ れ てい る。
こ の分 極 抵 抗
（
Rp
）
の増 加
は，
不
動 態 皮 膜 厚
の増 大 等
によるも
のと考
えら
れ る。
自然 電 位
（
E
，）
は不
動
態
皮 膜
が破 壊
され る間
，試 験 体
のすべ て の測
定 点
で卑 変
し た が， 分極 抵 抗 （
R
。）
はL
（
1
，
1
）
のp2
やS
（
3
，
2 ＞
のp3
の よ うに腐 食
してい た箇 所
で漸 次
減 少
し，
腐 食
してい な かっ た箇所
では漸
増
した。
し たがっ てt分 極
抵
抗
（
Rp
）
の減 少
よ り不
動 態
皮
膜 が破 壊
され
た箇 所
を判 定
で き る と考
え ら れ る。
S
（
4
，1
）
やL
（
4
，
1
）
のよ う
に複 数
の腐 食 箇 所
を持
つ試 験 体
に おい て，
腐 食 箇 所
の分 極
抵
抗
（
Rp
＞
が減
少
し始
める時 期
は そ れ ぞ れ異
な っ て い る。 したがっ て分極
抵 抗 （
R
。）
の経 時 変 化 よ
り，
腐 食
し始 め
る順 序 を 判 定
する こと がで きる。 また，
最 初
に腐 食
し始
め た箇 所
の方
が ほ か の腐 食 箇 所
よ り も 分極 抵 抗 （
Rp
）
は常
に低
い値
を 示 し た。
3
．
3
電気化 学的
測
定 結果
と
腐
食 状 況
3
．
3
．
1
腐 食
して い る 箇 所 お よ び腐 食
して い な い箇 所
で の
電 気 化 学 的
特
性
値
Fig．
5
の（
a
｝
お よ び（
b
）
に，
そ れ ぞ れ腐 食
してい な い箇 所
お よ び腐 食
し て い る箇 所
の電 気 化 学 的 特 性 値
の経
時 変化
を示
すe自 然 電 位
（
E
，）
の平 均 値
の経 時 変 化
は腐 食
して いる 箇 所 と腐 食
してい な い箇 所
と で ほ ぼ同
じ傾
向
を示
し た。腐 食
し てい る箇 所
の自 然 電 位 （
E
。
）
は，
腐 食
して いない箇 所
よ り わず
かに低
い値 を示
す程 度
であ
り，
腐 食
して い ない箇
所の電位
の レベ ル も，腐 食
の可 能
性 を 示 す 低
さ14 ）で あ っ た。 し たが っ て自
然 電 位 （
Ec
＞
の み を用
い て腐食 状
況 を判
定
す るこ と は難
しいと言
え る。
こ の
よ う
に腐 食
して いる箇 所
，
腐食
してい ない箇所
に お ける自然 電 位 （
Ec
）
の測 定 値
の経 時
変
化
お よび
その値
の大
き さ に大
き な差
が ない理 由 と して，著 者
の一
人
ら の実
van
）に お い て明
らかに さ れ た「
不
活性
な箇 所
の自然
電
位 （
Ec
）
は，近
くに活 性
な箇 所
が あ る場
合
その箇 所
の影響
を
受
ける た め，実 際
の値
よりも低
く な ること」
が挙
げ ら れ る。
分
極
抵 抗
（
Rp
）
は，
自 然 電 位 （
E
∂
と異
なっ て腐 食
して い る箇 所
と腐 食
して いない箇所
と では，明
らか に異
な る経
時変化
を示
し てい る。
す な わち
，腐 食
して い な い箇
所
で は漸 増
しているの に対
し，腐 食
して い る箇 所
で は初 期
に増
加
し た後漸
次 減
少
して いる。
腐 食
し て い な い箇
所
の 分極
抵 抗
（
Rp
）
は腐 食 箇 所
の影 響 を
ほと
んど 受 け
て いないと考
え ら れ る。
し た がっ て
，
分 極
抵
抗
（
R
。）
を 用い る こ と に よ り，任
意の測定 位 置
にお ける鉄 筋 腐 食
の活 性
，
不 活 性 状 態
を 判定
す るこ と が可 能
であ
る と考
え られる。
3．
2
．
2
分
極抵 抗 （
R
ρ）
と腐
食 劣 化 度
前 掲
のFig．2
に は，
鉄 筋
の腐
食
に よ り生
じ た軸 方 向
ひびわ れ の位 置
とその発
生時 期
を 示 してい る。
分 極抵 抗
（
Rp
）
が低
い値
を示
し た箇 所
の方
が，
高
い値
を示
した箇 所 よ り も早 期
に軸
方 向
ひ び わ れ が発 生
し ている。
例
え ばFig
．
4
に おい て，
S
（
4
，
1
）
の分 極 抵 抗
（
Rp
）
が最
も低
い値 を示
し たp2
点
の軸 方 向
ひび わ れ は，
試 験 開
始 後
101
日目
に観 察
さ れ，
p3
部
，
p
4
部
に は130
El
目
に観
察
され た。
こ れ は，分 極 抵 抗 （
Rp
）
が低
い ほど腐 食
速度
が 速
く腐
食 が 激
しい こと を示 し
てお り，
分 極 抵 抗 （
R
ρ）
と腐
食 速 度 と
の間
に は反 比 例
の関 係
がう
か が え る12）・
231L241 。3．
4
ひ
び
わ れ に よっ て生
じ る腐 食
の メカニ ズムハ
亘
。．
2fi
袰
寓0
．
1
鴬
80
．
o
ハ
亘
，．
2
石
稟
3b
．
1680
．
oA
亘
o ．
2
ヨ
箕
30
．
158
o
．
o
〔
》
5
唱 H着
Exposure
・
Tiice
＝64
days
S
（
3
，
1
）
S
（
3
，2
）L
（
3
，1
）
L
（
3
，2
）
O ．
2
0 ．
1
0
．
0
S
｛4
，1
｝S
（
4
，
2
）
Exposure Tire
＝
140 days
。
■
L
｛
4
，1
）
L
（
4 ，
2
》
■
Majar
Crack
習ith Corrosi
皿
Minor
Crack
σith
CQrPQsion
匚
匠inor
Crack
uithout
Corrosion
Note
：X−
axissh
（矯the
locati
（morder
of
the
α ad くoom
廿 ngfmm
the
left
end
of
the
spe
（畑．
Fig
．
6
The
major and minor cracks of each specime 皿3
．
4
．
1 主
ひびわ れ と副
ひびわ れ にお け る鉄 筋
の腐 食
状 況
最 初
に腐 食
が発 生
し た箇 所
はすべ て，
各 試 験
体
上
の いず
れか の ひびわ れ位 置
に一
致
し て い る。
本 報
で は最初
に腐 食
が発
生 し た位 置
の ひ びわ れを 主
ひ び わ れ（
majorcrack
）
，
その他
の ひ び われ を副
ひび
わ れ（
minor crack＞
と呼
ぶ。
最 初
に腐 食
が発 生
し た箇 所
は，3．
2
．
1
項
で述
べ た分 極 抵 抗 （
R
。）
の分布
よ り決
定
し た。主
ひび わ れ位
置
の分 極 抵 抗 （
R
。）
は すべ て，
同一
試
験 体
の ほ か の位
置
の分極 抵 抗 （
R
ρ）
よ り も低
い値
を示
した（
Fig
．
4
参 照 ）
。
こ の ことは，主
ひ び わ れ位 置
の鉄 筋
の腐 食 速 度
がほかの位 置
よ り も速
い こ と を示
して いる。
Fig．
6
は，
そ れ ぞ れの試 験 体
の ひびわ れ の種 類
と割 裂
時
に観
察
し た腐 食 状 況 を
3
つ に分 類
し て ひび
わ れの発 生
位
置 順
に示
して いる。
同 図 よ
り，各 試 験 体
において最
も
幅
の大
き な ひびわ れ が主
ひびわ れ になる傾
向
が あ るこ と が わか る。
な おL
（
2
，2
）
での傾 向
が異
なっ て いる が， これ は骨 材
によ
る閉 塞
など
によ りコ ン ク リー
ト内部
の ひ びわ れが極
端
にゆが め ら れ た り分
散
し た か らで は ないかと考
え ら れ るuFig．
7
は，
前 記
の森
，
蒔
田 らの調 査 結 果
s ）・
P｝を，
著 者
ら がFig．
6
と同
じ手 法
で整 理
して作 成
したも
の であ
る。
た だ し複
数
の ひび わ れ位 置
に腐 食
が発 生
し てい る場 合
は最
も腐
食 劣 化
の激
し か っ た箇 所
の ひびわ れを主
ひび
われ とし，
ほ か の ひびわ れを副
ひび
わ れ と し ている。同 図
に おい て ひ び わ れ幅
と腐 食 と
の関 係 を
み る と，H −
2
−
1
−
a の幅
0
．
30mm
の ひ びわ れで腐 食
は 発生
して い な かっ た が，H
−
2
−
1
−b
の幅
0．
25
mm の ひび
わ れ やH −2−5−b
の幅
O
．
20mm
の ひび
わ れで は腐食
が 発生
して い た。
前 者
の場 合 同
一一
試 験 体
」二に幅
0
．
45mm
の ひ びわ れ が存
在
し て おり，
幅
0
．
30mm
の ひび わ れが 副
ひび
わ れ であ
っ たの に対
し，
後 者
の場 合
ど ち らも同
一
試 験 体 上 最 大 幅
の ひ び われ であり，
主
ひびわ れ でも
あっ た。
こ の よ うに森
，蒔
田
ら の調 査 結 果
に お い ても
，各 試 験 体 中最
も大
き な ひび
わ れ が主
ひび わ れになる傾 向
が認
め ら れ る。
3
．
4
．
2
主
ひびわれ位
置
と副
ひびわ れ位
置
にお け る電
気 化 学 的 特 性 値
Fg ．
8
は，
ラ ン クC
の主
ひび
わ れ位 置
（
4 箇
所
）
およ び副
ひびわ れ位 置
（
4 箇
所
）
にお け る自然 電 位 （
E
。〉
，
分 極 抵 抗 （
Rp
）
の平均値
の経時 変
化
を示
し たも
の であ
る。
分 極 抵 抗
（
R
ρ）
は，
自
然 電
位 （
E
。）
が卑 変 以 降
，
副
ひ4eo9
『
3GO
；
2
。o
国 ユ00o400
（
3009a200100
0
20
40
60
80
100
ユ20
ユ40
E
翼posure
Ti
田e（
days
）
●OMa
’
orCrack
Hinor
Crack
Fig
．
8
The
companson of electrochemical characteristics ofstee 且at major and minor cracks of rank
C
0
0
B
4
●
9
0
0
（
豊 V ‘ 省 蚩著
田
O080
40
0
0
（
日 日）
‘ 網 ℃ 唄 3 詫 o 田 り0
Fig
．
7
Th
巳 maj桝 and minor ciacks of specimens expDsed atTokyo
Bay
（plotted
frQm
thedata
by
Makita
et al，
）びわ れ
位 置
の方
が主
ひ び わ れ位
置
よりも
常
に高
く なっ て い る。
こ の ことは，同
一
ひび わ れ幅
で あっ て も主
ひび わ れ位 置
よ りも副
ひび
わ れ位 置
の鉄 筋
の方
が腐 食 速 度
が遅
い こ と を示
して いる。
Fig．
9
は， ひびわ れ幅
と電 気 化 学 的 特 性
との関 係 を
み る た め に，
異
な る測 定 時 期
において ひび
わ れの大
き さ（
ラ ンクで示 す）
を横 軸
にと り，主
ひ びわ れ位
置，副
ひ びわ れ位 置
，
ひ び わ れの ない位
置
（
副
ひびわ れ図の横軸
に お け る記 号
0
で示
す）
での自
然
電 位 （
Ec
）
，
分極
抵 抗
（
R
。）
を比 較
し たも
の で あ る。
主
ひび わ れ位 置
に お け る自
然 電位 （
E
。）
，分 極 抵 抗 （
Rp
）
は，
幅
の大
き なひび わ れ位 置
の方
が小
さい ひび わ れ位 置
より早 期
に減 少
し始
め る。
こ の こ と は， ひびわ れ幅
の大
き い方
が腐 食
の発
生 が早
い こ とを 示
し ている。
同
ランクの ひびわ
れで比 較
した場 合
，
Fig．
8
にも示
さ れて い るよ う
に副
ひび わ れ位 置 よ
りも主
ひ び わ れ位
置
の方
が早
期
に， 分極
抵 抗 （
Rp ）
が減
少
し始
めて いる。 ま た副
ひ び わ れ位
置
では主
ひび
わ れ位
置
に 比べ て，
分
極
抵
抗 （
R
。〉
の減
少
の仕 方
が無 秩 序
であ
る。
3
．
4
．
3
ひび わ れの生
じ たコ ンク リー
ト中
の鉄 筋
の腐
食
メカニ ズム主
ひびわ れ位
置に お け る塩 化 物 イ
オ ン浸 透 速 度
は，
副
ひび
わ れ位 置
や ひ び われ の な い位 置 よ
りも速
い ため，
まず 主
ひび
わ れ位 置
で の鉄 筋
の不 動 態 皮 膜
が破 壊 さ
れ，
こ の箇所
を アノー
ド， ほ か の箇 所 を
カ ソー
ド
と するマ クロ セル腐食
が始
ま る8L 17），
IS）。
その結
果，電 流
は主
ひ び われ位
置
から ほかの位
置
に向
けて流
れ る。
こ の電 流
はマ クロ〔
〉日
↓り
国 400 300§
22
。G 1eo A B C D E Ft
と adk RaJDc 400300
亳
S
200品
工OO
400 30D§
品200ZDO
☆ セル電 流
と呼
ば れ， カソー
ド部
の還 元 速 度
を速
め，
金属
の溶 出 を抑 制
する ため，
副
ひびわ れ位 置
の鉄 筋
の腐 食
を抑
制
す る働
きを
持
つIT｝・
IS）。
一
定 期 間 を 経
た後
において は，
副
ひ び わ れ位 置
におい て も多 量
の塩 化 物 イ
オンが鉄 筋 表 面
に蓄 積
さ れ不
動態
皮
膜
が破 壊
さ れ る た め，多
くの副
ひびわれ位 置
においても
鉄 筋
は腐 食
する。
ただ し腐 食 開 始 後
の副
ひび わ れ位 置
の 腐食 速 度
は，
主
ひ び われ位 置
よ りも遅
い、
こ れ は主
ひび わ れ位
置
の鉄筋
の周
りの電
解
質 が
，腐 食
の進 行
に伴
い，
次
の よ うに変
化
す る た め と考
え ら れる。
主
ひびわ れ位 置
で鉄 筋
の腐 食
が始
ま る と，
主ひび わ れ位 置
の鉄 筋
の周
りで は ミ ク ロ セ ル腐 食 還 元 反 応
に よ り酸
素 濃 度
が低
下 する：5 ）・
ZG ♪。
ま たFe2
＋
とOH 一
が結 合
する こ とに よ り，pH
が低
下
する zs］・
ZG）。
こ の よ うな酸 素
お よ びpH
の低 下
と塩 化 物 イ
オン濃 度
の上 昇
は， マ ク ロ セ ル腐 食
を 進 め，
主ひ び わ れ 位 置の 鉄 筋溶 出
を助 長
す る13L16 ），
18）。 （旭
）器
』 く ℃嬬
畠
00
Crack
Width
（
m皿）
Fig
．
10 Relationship
between
crack width and rusted area400fr300
£
、。。畠
10
。 ☆ O A B C D E F C【adk 咫 nk040
s 1E瓦
s むeP iα出 daS 十2
“8
や 16 十32
廿64
女140
30a
）
20蝨
XO
Ca
｝Major 〔hraCkCb
）Minor tradcFig
．
g
The
electrochemical characteiistics ofsteel at major andFig
．
11
minOf cracksE
スposure
Ti
皿e（
days
）
o
●
