Title
コンクリート中の鉄筋の発錆実験 その2 −9ケ月および１
ケ年時点−
Author(s)
具志, 幸昌; 和仁屋, 睛讙; 伊良波, 繁雄
Citation
琉球大学理工学部紀要. 工学篇 = Bulletin of Science &
Engineering Division, University of the Ryukyus.
Engineering(16): 1-41
Issue Date
1978-09-01
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12000/27454
琉球大学理工学部紀要(工学篇)第16号， 1978年
コンクリート中の鉄筋の発錆実験
その
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1 まえがき 筆者等の調査によれば.沖縄県内のR C構造物の広 汎かつ深刻なJ員i
第の原因は一部を除いて.コンクリー 沖縄県内の鉄筋コンクリート(以下R Cと呼ぶ)構 ト中に含まれる高い塩分量である。つまり，塩害であ 造物は鉄筋の腐食により，広汎かつ深刻な傾傷をうけ るが，ミの塩害を助長しているのが，コンクリートの ていることが判明している。筆者達をはじめ数人の人 低品質と池工の悪さであり，更に高温多湿の亜熱帯・ 達 がその娘傷についてふれており1)-ιl特に筆者達の 海洋性気候であることも指摘しておいた。コンクリー 調食は沖縄県内の各地域におよび，各地域内の建築物 ト中に含まれる塩分の源泉は色々あるが，海砂 (30年 或は橋梁の全数調査なので.損傷の度合，範囲，割合 以上の広汎かつ多量の使用の歴史を有する叩11，211)，海 等が明修にとらえられており， t.員傷の原因や対策の樹 砂利141，151，i昆練水等の材料面から由来するものと， 直 立等に大いに役立っていると巧ーえている。筆者等の調 按の海水の渉透や波しぶきや海風の直撃等.硬化後コ 査結果や考察はfnl球大学紀要をはじめ，色々の形で発 ンクリート中に入りこんだもの剖，i)，削，141，1国とに大別 表きれている日)一191。 される。この塩分量の特微は高含有かつ普遍的である琉球大学理工学部紀要(エ学篇)第16号.1978年 3 ことである。 る。組骨材は沖縄本島北部の本部半島産の硬質石灰岩 沖縄県下のR C情造物のうち，特に塩分含有量の高 砕 石 で，比重2.71.吸水量0.24%の上質なものであリ， い海摩に面する橋梁のうち国道にかかるものは大体に 最大寸法は 2加"でいある。 おいで20年以内に架替えられておりl日，波しぶきが時 細骨材は那覇西方洋上のチービシ産の海砂であり， 折り戸)かかる位置にある学校校舎の多くは20年又は 5 -ふるい通過分を使用した。比重2.49.吸水量6.90 それ以内でひどい損傷を蒙むり.危険と判断されるIl)， %.粗粒率2.38である。沖縄県産の細骨材としても， また.20年を経ずして，ひどい損傷をうけているR C 低品質のものに属する。海砂は実験室外でしばらく放 構造物l;t数多くあリ.スラプの軽微な鉄筋露出やひぴ 置したものを使ったので.含塩量はそれほど多くなし われのあるものを含めると，調査区域(沖縄本島北部 平均0.019%.最 小0.010%.最 高0.033%である。使用 3村，那覇市，宮古島.石垣島等の諸地域の全域)内 に当っては一日の使用分をよくZE練り及びミキサーを の学校校舎の77%にも達するl目。 使って練り，極分の平均化につとめたので.各実験番 この機な状況に対し，筆者等は事態を深刻lに受けと 号毎のコンクリートに使う砂の塩分の変動はごく少な めており.何等かの改善等を早 急に樹立するために， い。これは試料を l日分毎に数ケ所からとり，確認し 色々と検討を行った。幸にして，昭和50年度及び51年 た。 度に文部省の科学研究費を「沖縄における鉄筋コンク 混練水は水道水でトある。 A E剤・減水剤等は使用し リート締造物の塩害調査と対策に関する研究Jと云う てない。その他くわしいことは前報却を参照されたい。 題目で頂けることになったので，その第2年度分とし 防錆剤は市販されているP社. 0社. H社のものを て，本実験が計画された。本実験はコンクリート中に 使用した。使用量のっち標準量とあるのはメーカーの 埋め込んだ鉄筋の発錆実験である。コンクリート中に 指定してある値で311m'および2.41Im'である。 あらかじめ塩分を混入するか，後から塩分が入り込む 鉄筋は19欄と16帽の市販の丸鋼棒て'大半は前者て砂あ 様に計画し.それに防錆剤を種々添加し，水セメント る。引張強きは41.7勾1
.
.
，(19酬).44.6kyl...'(l6-) 比や鉄筋のかぶり厚さを色々とかえて，発錆または防 である。鉄筋は200冊に切断し，黒皮をワイヤーブラシ 錆上の資料が得られるようにしてある。本実験は昭和 で認とし.番号を記入し.重量を測定してからコン7 51年8月からコンクリートの供試体の作製を開始し， リート中に埋込んだ。 10月に終了している。以後4ヶ月.6ヶ月， 9ヶ月. コンクリートは水セメン卜比にかかわらず，スラン 1ヶ年目にコンクリートを割って鉄筋 を 取 り 出 し 鉄 プは 100 m程度とした。 プリージング量は測定していな 筋の発錆面積を測定している。4ヶ月と6ヶ月の結果 いが.非常に多かった。そのため.タッピング等の措 については既に報告221，231しであり，今回の発表は 9ケ 置を講じたが，発錆は鉄筋下面が上面にくらべてずっ 月と1ヶ年自の結果である。なお供試体中に添加した と多かった。供試体製作と同時に 10X20酬の円柱供試 塩分量は沖縄県下の実態調査にもとずいているため， 体を l配合毎に3個製作し. 4週強度を測定した。 かなりの高い量となっている。また本実験は実験計画 供試体は20(幅)X 12(高さ )X30 (長さ)酬の直 法にもとずいて計画されている。 方体て 20師長の鉄筋を3本.所定のかぶりを保つ 様2
，使用材料・供民体製作・実験計画 これらについては前報却にくわしいので，ここでは 概述するのにとどめる。まず材料から述べる。 セメントは市販のM社製の普通ボルトランドセメン トで，使用の都度.購入し，強度試験と比重の測定を 行った。圧縮強さの平均は346勾1
0m'で，琉球大学コン クリート教室で従来得ていた 4遡強きにくらべると低 い。種々のセメントに対するコンクリートの4週強度 も筆者の以前の報告別にくらべてかなり低くなってい にして埋めこんだ。所定のかぶりを保つために， か ぶ り深さに応じて，木製の定規を作り，上から鉄筋を押 し込む方法を採用した。コンクリートは2層に分けて 打ち込み.60回ずつ突き固めを行った。供試体引わく は木製で数回くり返して使用できる様工夫してある。 今回の実験は実験IとIIとに大別きれ，両方共，実 験計画法にもとずき計画きれている。実験IliL32(231) 表にもとづく.5因子4水準からなり，実験IIはL. (3‘)表にもとづく 4因子 3水準の実験である(表一 1および2参照。)4 コンクリート中の鉄筋の発錆実験 その2 表 1 因子と水準(実験1)
ート¥ご
T
1 2 3 塩 分 量Ai
環境条件Br
F=AB
0 % 0.1% 0.5% 水 セ メ ン ト 比C 40% 50% 60% 防 錆 斉IJ 量 D 零 %標準量 標 準 量 か ぶ り 厚 E 1 cm 2cm 3 cm 表-2 因子ーと水準(実験Il)よ ご
T
l 2 3 防錆ilIJの極類O
0
，O.
0
， 防錆ilIJ量P
%標準量 標 準 量 標 準 量2f
音 塩 分 量 Q 0.05% 0.20% 0.80% 1 Ju
熱R
自 然 加 熱 4 5 6 7 8 1.0% 」、りかけ 半 浸 { 元 浸 (0.5%) 自 鉄 70% 2f
音 標 準 量 5 cm 縄県下の海砂含塩量の実態から20)，2Q， . .現実にコン クリート中でよく実現きれている値であるl目。A
，は 0.5%で海砂だけからでは滅多に実現できない値であ るが.現実には沖縄県下のRC
構造物の変状部(鉄筋 の腐食によるコンクリ トの娘傷が外部に露われた個 所)では.
i
<
実測される値であるIQ0 A，の1.0%は一 部が海中に存在したり，或'
i
.
i，度しぶきが時々かかる 環境にあるRC
構造物のコンクリートの変状部の実調JI 含塩量の平均値に近い値てあるl因。環境条件B
で.r自 然」は琉球大学土木教室屋上に自然放置しである場合 を指す。i
ふりかけ」は土木教室コンクリート笑験室 実験Iの5因子は，コンクリート中の極分量A.供 の屋外骨材置場に隣接した個所に放置し. 1日l回午 試体の環境条件B.水セメント比C.防錆剤添加量D. 後に3.0%の塩水を如雨露を使って .481 (最初の6 かぶり厚Eより成る。これら5因子は鉄筋の発錆に対 ヶ月は 60/)を40個の供試体にふりかけた。i
半浸J
し.重大な影響を及ぼすものと考えられ.比較的コン ポリエチレン製のたらいに供試体を立てて.塩水(3.0 トロールし易いこともあって.選ばれた。当初A. B %)に半分高さまで与漬かる様にした。塩水は時に応じ 2因子は組合せ法によって lつの因子として計画した て繍給したり，とりかえたりしている。i
完浸jは3.0 が，結果の解析に当っては，前半分，後半部にわけて %の塩水液を入れたポリ容器 (ふた付き)に供試体を L16(215 )表にもとづく 2種類の実験とみなした。 32 2段に立てて.完全に水没させ.100 m程は余裕ある程 実験の中に5因子 4水準を組込んであるから，当然不 度に浸潰した。ふりかけ， 半浸， 完浸は夫々.!皮し . l..-: 完全実施であり，主効果の測定のみを目的としている。 きを時々うける倦造物，ー音肋￡海中にある情造物，完 これは，当初，どの因子が鉄筋の発錆にとって大きな 全に海面下にある憐造物を想定しである。防錆剤量は 彬響力をもつか，既往文献からは判断することができ 経済面も考慮して.メーカー標準量の2f音を限度とし ず.目安をつける意味もあったので.成可〈多くの凶 た。水セメン ト比やか_;:1)については説明の必要はな 子・水準をとりこんだためて'ある。実際には.A. D いと思われる。か...);"り厚については.もっと厚い場合 聞に綾雑な交互作用があり.A. 0の水準の組合わせ も現実に存在するので，その様な場合についても実験 の有利・不利が，他の因子・水準の効果に大きく影響 を行うべきと考えているが.供試体重量が大きくなり. を与える結果となっている。因子Aの塩分量の水準は 取扱いが不便なので.今回は計画から除外してある。 沖縄県下の実情に合う様に選んであり.A"
は建築学 実験I
の各因子・各水準のわりつけは表-
3
にポして 会の何も緒置を講じない時の海砂許容含塩量の上限に ある。 近 <2~. A，は0.1% (以下いずれも配合時のコンクリ ート重量に対して)て何等かの特別な措置を講じた ・筆者等の研究室で使用の海砂の含塩量は集中個所で 場合の建築学会の j毎砂許容含極量であり 2~. また i中 は0.15-0.35%. 一山平均で0.05%伎である内琉球大学理工学部紀要(工学篇)第16号， 1978年 5 表
-3
実験計画のわリつけとデーター(錆面積)，実験I
実 供実 ~'I 番号 T - 守 ー (尭錆面構)(XIQ-'繍) iJal(21114l118) 験 試量 白1111冊 目JI 3 6 体 9 ケ 月 ケ 年A
B
要I
c
因I
D
名1E
ケ ケ 番 番順 月 月 号 号序 計 計 t側 の の 水 準 計 計。。。。。。。。。。。
。
。
。
。。。
6 2 2 2 21 29 26 761 12 67 29 8 51 46 14 41 261294 98ω 101 3 7 3 2 329 310 5371176 351 384 3日 246404 2邸 456 440 4臼 33邸 1128693 793 4 12 4 2 4 331 32 114 477 292 195 44 120 42202 111 3524041764 588426 525 5 23 3 3 189 137 215 541 166 9 1 ω ω 8 1 82 51 92 193 888 296 112 194 6 16 4 2 142 724 3221188 339358812 254 295 722463392 735437014575似 688 尭鏡面積の 7 14 2 3 4o
0 0。
I 0 0.4 8 14 0 0 0 0 n 8。
。
試料品)1 8 27o
15 10 25o
0.2o
2.69.4。
o
2.2 0.3 14 5o
1 7 9 M 3 3 2 187 566 3ω 1113 504 334 613 171 769351 283454 414 38'幻 1298866 834 10 4 4 4 2 74 48 126 248 176 166 97 128 51 85 112 160 1501125 375 240 231 3ヶ月と6ケ 1 1 18 4 2 3 0.8 0.5 0.4 2。
。。
4 5 1 17 6。
9 月の計の列は 12 22 2 3 4 110 101 893∞
118 16 7 ω 8 8 71 73 68 42 28715 238278 148 3本の試料の 13 19 3 2。
o
0.8。
。
5。
。
。
。
。
。
。
和
。
14 31 4 3 43104 66 213 88 91 ~ W M 94 U la lW761 254 148 144 15 11 3 4 4 236 71 85 392 233 123 3制 204 154 162 195 165 2∞
17a 593 4お
496 16 32 4 3 3 192 319 218 729 125 244 181 135329 1692邸 193 186 1847 616 274 470 17お
7 2。。。。
3o
0.3 6 3 5 6 1 25 8 5 18 8 8 486 302315 1103 131 186 234 473350490 154 62 1322212 737 7576ω 19 29 5 2 4。。。
o
1 0.7。
。
。。。
。。。
。。
20 2 6 3 10 48 22 ω u。。
。
。
o
54 42o
1 123 41。
21 30 5 2 4。。
7 7o
104 4o
62お
77。
012w 93。。
22 21 6 3 2。。。。。
。
。。。。。。。
。。。
。
23 13 7 4 3。。。。。。。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
24 10 8 2 3 4 3“
334 184防4m
w
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m
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m
~m
w
3074 10お
6ω 921 25 9 5 4 2 10 46 34 901 15 68 43 19 76 43 96 64 124 548 183 361 51 26 15 6 3 4 34 36 74 1 25 59 96 42 41 29 30 27 15 364 121 172 114 27 7 3 4。
。
3 3。
。
。。
。。。。。。。。。
28 2日 8 4 2 3 126 194 103423 176244 142 406181 168 156 1642521899 633 578 512 羽 3 3。
5 8 11 6 2 16 31 21 4 6 0.6 98 33 3お
30 28 8 3 4 2 297 203 153 653m m m
~ ~m
m
m
~ 2634 878 520 440 31 17 5 3 3 3。。。。
16 2 10。。。
。
。。
お
9。
。
32 26 6 4 4 18 39 6 1 63。
120.3 51 9 2 21 31 25 151L
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実験IIは実験Iの繍足と云う目的と， "市販防錆剤の 「加熱」とは水準1の場合加熱せず自然屋外放置し， 効果に差があるか否かを判定するために行なわれた実 水準2の場合は1日 1時間500 Cに保ち.自然冷却後. 験である。当時，市販されている防錆斉JIは3種類あり， 水道水中に2時間浸潰すると言うことをくり返す。こ 夫々効果があると云う報告211，28)，捌.制があるが， 3者 れは発錆に対する日照の効果をみるための促進試験と を!司時に比較してある報告はないので，計画したわけ 考えて実施した。 日l聞が発錆を促進すると云うことは. である。なお.実験Iでは0，を使用してある。笑験 筆者等の実地調査!日一1日の結果からの推論である。各 IIでは塩分量水準は実験Iの水準と異なる様にして， 因子の水準li表一2に示してある。なお実験I1の各因 両方の場合をー諸にして考察し.塩分量や防錆剤量と 子・各水準のわりつけは表ー4に示してある。 の組合わせが発錆に及ぼす影響を一層よく確認できる 供試体は製作後，養生の意味で4週は室内放置し. 機にしてある。実験IIでは，水セメント比は65%，か その後夫々の環境条件に応じて，適宜配置した。なお ぶりは20 mと一定にしてあるので.これらの発錆に対 実験1，IIで環境条件を何も指定していないのはすべ する影響が，上記組合わせの効果に影響してこない。 て「自然jに属する。材令3ヶ月(夫々の環境条件に6 コンクリート中の鉄筋の発錆実験 その2 設置して.から3ヶ月で実際は4ヶ月)， 6ヶ月(製作 後6ヶ月，以下同じ)， 9ヶ月， 1ヶ年， 1ヶ年半等 毎に3或は9個の供試体から，鉄筋を取り出して，錆 面積を測定した。鉄筋のとり出し方は.コンクリート の引張試験の要領て二角棒鋼.丸棒鋼を供試休の上下 面に置き，圧縮し割裂することによった。錆のまわり をサインペンで縁取りした後.写真を織り，透明なポ リエチレン用紙を巻きつけ，鋪を写し取り，さらにそ れを 1-自の方眼紙に写した。方眼紙の目教を数えて.
9
骨面積を測定しである。 鉄筋を一部取出した供試体はモルタルを適当に充填 した後，元の環境条件に戻しである。鉄筋を取出した 部分のコンクリート片は.フエノールフタレインを使 って中性化深きを測定し.また.一部はpH
1
1
直を測定 するために使ったが，大部分は.コンクリート中の塩 分量分布を測定するために使用した。この部分の詳細 については前報却を参照されたい。コンクリートの塩 分量測定は.従来からの方法のいきさつもあって， 5 醐以上の粗骨材部分を取除いた後，十分微粉砕して， 秤量し，一定量の蒸溜水と共に15分間煮沸し，硝酸銀 を使って，定量した。この塩分量のislJ定は本実験の中 で多大の労力と時間を要する部分で， 1年半現在，測 定してないものが多く残っており.本報告に組入れる こヒができなかった。 3 .実験の結果と考療 材令3ヶ月と 6ヶ月時点の結果と考祭については， 前回22).23)に報告しであるので，今回は9ヶ月と1ヶ年 自の結果ならびに考察について述べる。 なお実験 IIの 方は9ヶ月自の錆量測定を行ってないので，材令1ケ 年自のみをとり上げてある。 った)と9ヶ月のものとを含み，別にあらたに3個の 全〈新しいものも割って鉄筋をとり出してある。各実 験番号毎に合計9本であるが表 -3の中で最初の 3本 の数値は3， 6ヶ月の供試体に対応し，次の 3本は 9 ヶ月自の供試体の鉄筋に対応している。供試体から 鉄筋のとり出し方.あと始末のしかた.鉄筋の発錆面 積のi
則リ方等はすべて前報却での報告の通リである。 前回問機，データーを解折するさいL32 ( 2 31)表に もとずく実験であるが.実験Iを前・後半部に分け. L'6 (2")表にもとずく 2つの実験とした。勿論全体 としての考察も終りに行つであるが，前 .t
圭2部分に 分けた方が.コンクリート中の塩分の濃い場合とうす い場合との発鋳に対する影響や，第1因子A BをAと Bとに分けることができる等，利点が多い。 3.1.2 実験I前 半 留 の 解 折 (9ヶ月. 1ヶ年) 〔全般的傾向} データーや，実験番号.水準番号等は表ー3の前半 16行をそのま、使えばよい。たゾ列番号がL32表から L'6 表に変わるために違ってくる。その様子は前線に くわしいが.表-3の列番号組合わせ第I列の (1 ) (15) (16)がL6 表の (7)(8) となり.要因記号は A BからA(含塩量)のみとなる。第2列の(2)(25) が(1) (12)に，第HI
J
の (4)(19)が (2 )(9 )に 第 4列 の (8 )(21)が (4 )(10)になる。要因記号は 変らず.夫々C
，D
，E
である。L'6 (2
15)表にもと ずく 4因子4水準の不完全実施計画であり前宣言でのべ た様に主効果の測定のみを目的として実験計画を立て たが.実際には交互作用AxDが存在するので.主効 果も必ずしもうまく測定できてない。これは計画立案 上の失敗であると反省している。しかし.分散分析以 外にも実験値の考察方法は色々あるL
，種々の興味深 3.1 実験Iの 考 察 (9ヶ月と 1ヶ年目) い事項も見出だされている。 以下それについて述べる。 まず9ヶ月目と1ヶ年ロのデーターにもとづいた分 3.1.1 総 脱 散分析表を表一5，表 6にかかげておく。 材令毎の各 9ヶ月目と 1ヶ年目での発錆面積iHlJ定の結果は表 因子の有意性については表 7を参考にされたい。解 3にのせである。 9ヶ月日のデーターは従来通り3倒 析は3回〈リ返しとみなしているので塩分以外の因子 の別々の供試体からとりだした3本の鉄筋の値である。 も有意となっており，特に1ヶ年目はデーターがl笑 この3個の供試体は3， 6ヶ月の供試体とは全く別の 験番号毎に91固あるので.有意性の検出の精度が上つ ものである。 3，6ヶ月はひとつの供試体からl本づ て，各因子共に1 %以下の危険率で有意となっている。 っとり出してある， 1ヶ年目の供試体は3， 6ヶ月と 全体の傾向としては，含温量の影響が圧倒的で，ニ 同ーのもの(これで.これらの供試体I;l:鉄筋がなくな の傾向は3ヶ月以来ずっと変っていない。このことは琉球大学理工学部紀要 (工学篇)第16号， 1978年 表 5 分散分析表(実験1，9ヶ月.前半部) 変動因 自由度 平方和S 分 散 D 分散比F T 47 1，302，179.98 ACDE 15 938，824.31 A 3 ω3，134.40 201，044.80 17.50・・ C 3 155，340.23 51，780.08 4.51" D 3 2，673.73 891.24 E 3 139，041.40 46，347.13 4.04・ e， 35 401，990.22 11，485.43 注 ..1%以下の危険率で有意
・
5%以下の危険率で有意 表-6 分散分析表(実験1，1ヶ年.前半部) 変動因 自由度 平方和S 分 散 V 分散比 T 143 4，413，220.99 ACDE 15 3，486，082.55 A 3 2，111，219.24 703，739.75 91.77" C 3 515，149.58 171，716.53 22.39" D 3 120.930.97 40，310.32 5.26" E 3 661，344.58 220，448.19 28.75" e， 131 1，∞4，576.63 7，668.52 表一7 分散分析による有意性の検定結果 (実験1，前半部)瓦
￥
里
竺
A C D E 3ヶ月.
.
. .‘ 司B・ ー.. 6ヶ月.
.
咽昆.
.
9ヶ月.
.
‘
・・.
1ヶ年.
. .
.
.
. .
.
注 ・5%
以下の危険率で有意 1%以下の危険率で有意 7 表-8 各因子の寄与率(実験1，前半) 3ヶ月 6ケ月 9ケ月 1ヶ年 A 52.91 55.35 43.67 47.32 C 8.52 6.12 9.28 11.15 D 7.88 1.47 2.22 E 11.51 8.25 8.03 14.46 ACDE 81.19 71.18 58.87 76.39e
， 18.02 28.82 40.98 23.47e
， 20.49 28.82 41.45 24.85 寄与率の一覧表の表-8をみても判る。 この塩分量A と防錆剤添加率Dとは綾維にからみ合って.発錆量に 影響を与えているため， 分散分析で云う単なる交互作 用以上に他の因子の主効果に影響を与えている。分散 分析の上からだけでも， Dの主効果はA x Dが大きい ために.おかしな結果が生じている。因子Cのみはそ の殆どがA x Dと交絡せず，その有意性は信用できる。 発錆に関する全体的な傾向を箇条書にする。 1 .発錆面積は当然のことながら.材令の経過と共 に着実に増加している。これは各因子・各水準につい ても全体についても云える。(表 9参照) 2'.コンクリート中の塩分量は発錆面積を支配して おり， 塩分量の犬小によって発錆量は左右されると考 えてよい。 3.コンクリート中の塩分量と防錆如l
量との組合わ せの発錆面積に対する影響は綾雑て 大局的にみて， 塩分量に応じた最適防鎖倒量と言うものが存在すると 考えてよL。、 従って標準防錆斉JI量なるものは存在しな 表-9 要因水準別，材令別発錆面積合計(x
lO-'cm) 。、
t vp
(
:
A C D E 3ヶ月 6ヶ月 9ヶ月 lヶ年 3ヶ月 6ヶ月 9ヶ月 lヶ年 3ヶ月 6ヶ月 9ヶ月 1ヶ年 3ヶ月 6ヶ月 9ヶ月 lヶ年 (45) (2666) (5223) (引)24)。
9 3 15 538 726 1043 889 1211 1172 1724 1741 1518 1666 2514 3008 2 486 ( 1784) (ω70) (5968) (2312) 4∞
614 595 1257 1587 2440 2690 1352 1469 1668 1987 412 526 866 771 3 2104 2317 3222(99343415 ) 1418 1452 2143(62416053) 534 808 1483(35111973) 967 1279 1932(5216715 ) 4 4 1444 1914 2642(91300635) 821 8ω 855(3612832)8 937 1191 1606(61206956) 1137 1169 1169(42148727) 計 ω34 4680 6481 (2自6前9ω7) 注 上記の数値は合計らんを除き12個の試料の和であ る 。 ( )の中は36個の試料の和である。8 コンクリート中の鉄筋の発錆実験 その2 4. 上記 3項の影響のため.他の因子の水準の発錆 面積はかなり乱きれており.一見不可思議な結果を生 ぜしめている。 5.塩分量の多い供試体は4ヶ月頃より鉄筋の発錆 のためにひびわれが入り.発銭面積を大きくしている。 1ヶ年経過時で. 32種のうち極分量の多い 11種に明瞭 なひびわれが生じている。 6. 発錆量に関し. W/C =40%のときの有利性と かぶり 10mの時の不利性は本実験て・確認でLきた。 7. 塩分量がふえるに従い発銭面積は著しく地加す るが上限はある様である。本実験シリーズでは A，= 0.5%で発錆量は最大で. 1.0%にふえるとかえって発 錆函械は減少している。この傾向は3ヶ月以来ずっと くずれていない。 〔塩分量Aの影響〕 分散分析では3ヶ月以来，常に 1 %以下の危険率で 有意と云う結果がでている。本シリーズの実験では極 分の影響は非常に強<.塩分量によって発錆面積の大 まかな値はきまり，その他の因子はそれを多少変更し ているにすぎない。平均値差の検定の様子は9ヶ月は 時発錆が多い。しかしその差は段々とちぢまってきて いる機である。 各水準とも発錆面積は材令と共に順調にふえている。 水準1 (0.003%-0.006%) では 9ヶ月. 1ヶ年でも 発錆は殆ど零である。水準2(0.1%) になると発錆量 は急増しており.W/C=40%. 防錆 ~J を 2
f
音標準量 を加えたもののみ発鏑は抑えられている。水準3(0.5 %)になると発錆量は更に5倍程に増加する。そして 防鏑朔l
量や水セメント比の如何にかかわらず.すべて の供試休中の鉄筋 ，:t.発錆しておリ，しかも発錆面積も 多い。水準 4(1.0%)になるとかえって発鏑量が減っ ているが，これは水溶液中の発錆速度が極分量濃度 3.6%で最大となる事実2nに関連していると思われる。 以後.各水準毎に発鋪の状況をもう少しくわしく検討 してみる。 ( 1 )水準A
，(名目上零，コンクリート配合上で0.003 -0.006%程度.海砂換算0.011-0.017%程度) a)この水準の供試体は極分が少ないので. 1ヶ年 目で.全供試体36倒中.発錆しているのは10個であり. 発錆率28%である。 b) No.l A，C，D，E， 3. 6. 9ヶ月 1ヶ年共 表-10に 1ヶ年は表ー 11に示してある通りである。水 に発錆なし 準Az(0.1%) とA，(0.5%)聞に発錆量の大差があり No.7 A，C.D.E. 3. 6. 9ヶ月発錆なし。 1ケ 常に 1%以下の危険率で有意差ありとなっている。 そ のほか.A
，-Aa・ A.問.A
2-A.間にも 1%台の有 意差がある。んとん問では有意差はなく，常にA
，の 表ー10平均差の検定(極分.9ヶ月前半部)
(
x
1<r'，""，) 表ー11 平均値差の検定(極分量，実験1. 1ヶ年前半部) 年では3個発錆 No.ll A，C‘
D2E. 3ヶ月発錆なし。 6.9ヶ月は 全部発錆。 1ヶ年目では 9本中 3本に発錆なし。 No.I3 A，C，D.E2 3. 6ヶ月発錆なし。9ヶ月と 1ヶ年，:1同じ供試体の鉄筋 1本づっ発錆あり。 c )最高の発錆面積でも実験番号NO.7-14の 143...， で発錆面積率1.20%とごく僅かで.鉄筋コンクリート として.実質上の障碍とはならない。 d) 海砂で0.02%未満.防錆剤標準量添加で. 1ヶ 年目に発錆がみられることは注目してよい。この理由 としては. ['海砂中に検出できなかった溢分濃度の濃 い部分があったJ
['打込みのきいのプリージングによ って塩分の集中がおこった。 また鉄筋のまわりに空隊 もできたJ
['乾燥による極分集中がおこったj等が考 えられる。なお.この{共試体のコンクリートの水セメ ント比は50%. かぶりは 5仰で.条件としてはかなり よい筈である。スランプは全供試体共に100m前後であ る。但し.プリージングは相当多かった。 e) 1ヶ年間を通じて 1本も発錆がなかったのは，A
，C
，D
，E
，の場合て1
防錆剤は零，かぶりはl
酬とフ琉球大学理工学部紀要(工学篇)第16号.1978年 9 すいが.W/Cは40%であった。発錆を防ぐ上で水セ メント比の大切なことがわかる。一方，水セメント比 70%のA，C.D.E，は6. 9ヶ月で3本全部に 1ヶ年 では2/3の6本にすべて発錆がみられた。この場合水 セメント比が大きいこと以外に，防錆 ~J 量が標準量の 1/2量であることも原因かも知れない。 f) A，C，D.E.は3. 6ヶ月と発錆なし 9ヶ月と 1ヶ年目に夫々 1本づっ同一供試体のものに発錆がみ られた。発錆は偶発的なものと考えられるが，防錆剤 が標準量の2倍も加えられていることに問題があるか も知れない。 ( 2 )水準A2(コンクリート中の塩分率0.1%.海 砂換算0.3%程度) a)この程度の極分量は沖縄県下のR C構造物中に よく見出される値である。 No.2. A.C.D.E. 3.6. 9ヶ月. 1ヶ年とす べての鉄筋に発錆がみられる。最大発錆蘭積は1ヶ年 のもので.673mm'てι発錆面積率は5.64%。 No.8 A.C，D.E. 3ヶ月発錆なし. 6ヶ月 l本. 9ヶ月 2本(夫々 3本中). 1ヶ年目は 9本中 5本に 発錆がみられる。発錆面積は小きい。最大のものが94 mm'で率にして， 0.79%である。 No.12 A2C3D，E. 各材令のすべてに発錆がみられ る。発錆面積も大きし最大は1ヶ年目で， 1673mm'て時 発錆面積率で14.01%である。 No.14 A2C.D.E， 各材令のすべての鉄筋に発錆が みられる。最大のものは1235酬で面積率で10%程度で ある。 1ヶ年目の平均発錆面積は，上のNo.12を上廻る ( 3. 6， 9ヶ月では逆)。 b) 3ヶ月以来の発錆状況をみると，No.8のA2C，D.
E
.
の発錆が一番少ない。A
，水準の場合と同じく水セ メント比40%の優越性が反映きれている。 f旦し.この 場合はA
，水準の時と違って.防錆剤2
1
音量添加.かぶ りも30 mもあるので，水セメント比だけに発錆量の少 ない理由を求めることはできない。 c )この水準の塩分量は先述のように.沖縄県下の R C構造物の変状個所では，よくみられる値であるが， この様な塩分量に対し，防錆剤量をメーカー標準量のf
音量使用し.水セメント比も40%にとれば，かなり発 錆を防止することができ 1ヶ年現在.実用上発錆な しと云える程である。別の見地から云うと.水セメン ト比を40%にし，防錆斉JIを倍量使用しでも，発錆を防 止できなかったと言うことにもなる。 d) A.水準に対する防錆剤の効果 実験番号，配合名称，発錆面積計(耐)，説明の順。 No.12 A.C.D，E. 7150 防錆剤を加えてないのと， C.E.と空気を比較的透し易いのが原因。 No.2 A.C2D.E2 2940 水セメント比が50%と小さ いのと，防錆剤が少なかったことが原因か。 No.14 A.C.D.E， 7610 この塩分量に対し.D.li発 錆をかえって刺激するものとも考えられる。かぶりも うすいし水セメント比も大きい。 No.8 A2C
，D.E. 50 水セメント比が小きいこと と防錆剤が多いことが発錆を防げた理由。 (3) A.水準(含極量0.5%) a) 海砂からだけでは，コンクリート中にこれ程のI
孟分をもちこむことができない。 実験番号 配合名称 1ヶ年発錆面積合計(皿匠) No.3A
.
C.D，E
.
33830 各材令すべて発錆 No.5 A.C，
D.E. 8880 No.9 A.C.D.E，
38930 11 No.15 A.C.D.E. 17800 11 b)水セメント比40%.防錆剤l
標準量添加のNo.5が 発錆量は一番少ない。水セメント比を小さくすること は好結果をうむ様である。ひぴわれも生じていない。 c ) No.15供試体も発錆量は2番目に少ない(上のNo.5 の倍もあるが)。これは水セメント比70%と云う悪条件 にもか、わらず達成きれているので，防錆剤倍量添加 の効果があったと考えてよい。しかし効果があったと しても発錆そのものは多し平均発錆面積は1ヶ年で 16.57%に達する。このf
共試体は1年現{tまだひびわ れは生じていない。 d) A，水準て。li3ヶ月からすべての供試体にかなり の発錆がみられ. 1ヶ年現在.発錆の最大は7686mm'. 面積率64.4%に達する。平均発錆面積率でも23.1%と なる。発錆によるひびわれも早いものは4ヶ月で生じ ている。 e) A.水準に対する防錆剤の効果 D.:逆効果，防錆剤を加えない時より発錆量が多い。D
.
:
一応きし防錆剤を加えない時より発錆はずっ と少ない。水セメント比が40%であることも大いに効 いていると恩われる。 D.:或経度はきし防錆剤を加えない時の半分位!支 の発錆量。 f) 0.5%と云うコンクリート中の塩分はi
毎砂か らだけではとうてい到達できない程多い含溢量である。10 コンクリート中の鉄筋の発錆実駅 その 2 海岸j!i:くで時々しぶきをかぶる
RC
機造物の変状部で はよく見出される。この機な多量の塩分がコンクリー ト中に存在する時は，水セメント比40%.防錆剤標準 量添加でも発錆量を半分乃至1/4程 度 に で き る 程 度 で 発錆そのものはかなり多い。 ( 4 ) ん 水 準 ( 含 塩量1.0%) a )発錆が一番少ないのは防錆剤を加えない場合て これは3ヶ月以来ずっとー賀した傾向である。つまり， 塩分量が1 %と多い場合.なまじっか防錆斉JIなんか加 えない方がよいと言うことである。防錆 ~J の添加;量が ふえる位，発錆量も増加する傾向にある。 b) A，水準ーよりも一貫して発錆量は少ない。 c )九C
2D
.
E
，は全{共試体中発錆量が一番多い。 これはかぶりがl酬とうすいので，ひびわれが早くも， 4ヶ月附i!i:で生じていることにも帰凶する。d
)
発錆面積が一番多い鉄筋も んC
2D
.
E
，て"
'
1
0
3
7
7
m にも達し.発錆面積ヰ'も86.9%となヮている。 e )ニの溢分量水準では水セメン ト比40% の~jj錆対 策上の優位性は認められなくなっているが，一つには D2とぶう中途半端なl坊錆斉1J:l量のせいであろう。 実験I前半部における嵐分量の発錆に対する彬響を 調べた結果.防錆対策上明らかになった事項を述べる。 ( 1 ) 建築学会の作I
も対策を講じない場合の海砂 介在含I
i
i
h
t
の上j;J:
U
由一0.02%251は.鉄筋に絶対錆が生し ては凶る後築物にとって.ほんとの上限値である。 この際 .!史に次の諸注怠ーが肝要である。 1 )泌総水や誌け日材料のI
孟分量にもi
a
t
をく，!る。 2 )水セメント比は60%までとする。 3 )防錆斉IJを加えるなら傑i_f量加える。 ( 2 ) 1ヶ年迄の発錆量試験ではコンクリート中 の出分量0.1%(海砂侠算約0.3%)まで発錆をはゾ完 全にtflJえることができた。しかし.この際水セメント 比は40%.I坊錆斉JIは標準量の2f古を使っている。 ( 3 ) コンクリート中の駈分量0.1%では.(2) 以外の場合，発錆はかなり生じていた。この0.1%と ιう含出量は.沖縄県下の泌水のJ
U
響を受けないRC
機造物の変状部試料の平均値!日の約半分で，ごく普通 にみられるコンクリート中の出分量である。県下の海 砂のi1¥.分集中部のi.M;.分量は0.15-0.35%程度・なので. 0.1%とか0.2%とz
ょうコンクリートの温分量は.il~練 勺lr[J;，巨大'-'y:思工学部土木工学科コンクリート教室での iW民:例および文献14)から， 水から由来したものや.乾燥による集中を考えればご く当り前の値である。この様な塩分量に対して，防錆 釦l
をメーカーの標準量添加しでも役に立たないことが 本実験において明らかになったものと考えている。海 砂を洗機して海分を少くすることが先決である。 ( 3) 海砂の含塩量は一山の中で場所によってか なり大幅に変化しており，時間の経過による変動も大 きい。従ってi
毎砂使用の直前に，かなり録取個所を 多くして塩分量測定を行なうべきである。鉄筋の発錆 は局部的に塩分量の多い所からはじまるので，塩分量 の最大量を検出することが大切である。そしてこの最 大塩分量に対して十分対応できる防錆剤量を加えるべ きである。或程度の塩分が存在する時，防錆 ~J 量は少 なすぎても.多すぎても悪い結果が生じることは，前 に述べた通りである。 (4 ) しぶきを時々あびる様な所や， 一部が海中 にあるRC
織造物では.時間の経過と共に多量の塩分 をコンクリート中に含有することになる。その値は0.5 %をこえるのが普通である1lI，1，日191，31)-331。こう云う多 量の塩分が存在する時は，防錆剤を標準量またはその1
音量使用し.水セメント比を小さくすると云う防議手 段を講じても，発錆は防止できな，， ~o そうすることに より発錆量は防議手段を講じない時の半分以下にでき る が . 発 錆 量 は 多 し 本 実 験 の 場 合 . 1ヶ年目で，発 錆面積率で，平均8.3%.最高16.2%.最低4.3%とな っている。ひぴわれは生じていなL、。海中に一部ある 場合を除き.海岸近くの倦造物では.波やしぶき或は 温風が構造物に当らない様な防護措置をとることがま ず第一に必要で、ある。 〔水セメント比Cの彫響〕 分散分析の結果は9ヶ月 1ヶ年共に 1%以下の危 険率で水セメント比の水準差の影響は発錆面積に対し 有志、となっている。3ヶ月も同じてvあるカヘ 6ヶ月目 だけは5 %台の有意となっている。 平均値差の検定結果は表ー12及び表ー13に載せてあ る通りで. 1ヶ年の方が供試体数が多いので検出の精 度があがっているだけである。 C ，と C2•C
3 問 に 有意 差があるが .C
，とC
.
問にはない。これはほゾ一貫した 傾向である。表-9をみて判る通り，各水準共に材令 の経過につれて発錆面積は増加している。最初の3ヶ 月で発鋳速度が大きいのは.I容存問責索があるからであ ろう。 またブリージング空隊の存在も原因しているで琉球大学理工学部紀要(工学篇)第16号， 1978年 11 あろう。 表一12 平均値差の検定 (水セメント比，実験I. 9ヶ月前半部) 表一13 平均値差の検定 (水セメント比，実験1， 1ヶ年前半部) 表-14は塩分量と水セメント比による発錆面積め 2 元表であるが.温分量が少ない時.水セメント比をIJ、 さくすることは非常に効果があることがやjる。 水セメント比40%は.防錆上甚だ有効でレ発錆面積が 小きくなっていることは当然であるが，
C
.
つまり水セ メント比70%の時もはJ同程度に少なく50%，60%の 時より有利と云う.おかしな結果もえられている。こ 表ー14 1孟分量と水セメント比による発錆量の 2元表(実験1，前半)i
x
C，
C. C. C. 合 計A
，
。
。
。
2 3 8 2 6 15A
2 25 76 300 213 614 5 98 238 254 590A.
524916 11112786 11121983 539932 33121227A.
457887 11418587 762169 327458 32063425 lロh、3ロ1ト 1043 2440 2143 855 6481 889 2690 2153 1228 6960 注:上段は9ヶ月.下段は 1ヶ 年 自 の 発 錆 量 の 合 計である。9ヶ月日は 3本の鉄筋の合計， 1ヶ 年目は9本の鉄筋の合計値の1/3である。(X
l
σ'
，
m. ) れは3ヶ月目以来，ずっと同じ傾向である。これは塩 分量と防錆剤添加量の組合せの有利・不利があるから である。これをC
2とC
.
の時を例にとって検討してみる。A
，水準 3ヶ月 6ヶ月 9ヶ月 1ヶ年A
，C
2D
.
E
.
0 0 0 8 ( 3本の鉄筋の {発錆面積の合 A，
C. D. E. 0 0 2 6l
~十 (XlO-'，m') A，水準の場合，AとDとの組合せの有利・不利はない。A
2水準A
，
C
，
D.E2
60 101 76 98 A2C.D.E
，
148 144 213 254 この場合，D" D
.
'
i
量が不足できいてなし 発 錆 面積 は酸素の供給が容易なC.E，の方が大きくなっている。D
.
'
i
逆効果の気配もみえる。A
.
水 準A
.
C
2D
，
E
.
693 793 1176 1128A.
C
.
D
.
E
.
433 496 392 593 この場合A.lニ対しD‘は効果があって.発錆量は半分程 度に有1
1
えられている。塩分j農度が高いので発錆量はA
2 水準よりずっと多L。、 A.水準 A.C
2D.E
，
504 688 1188 1457 九C
.D
，
E
2 240 231 248 375 A.水準では防錆剤を加えることは逆効果でかえって. 発錆を助長している。かぶりがうす し ひ び わ れ が 入 ったこともC
2の方の発鏑量を多くしている。 以上の様に発銭面積の多い ，1孟分量が多い水1(1;で.A
とD
の不利の組合せカ、2
つあることが，C
.
よりC
2の 方が発錆面積が多い理由である。水セメント比が大き い方が防錆上有利と判断してはいけない。 [防舗網量 Dの影嘗〕 分散分析の結果，9ヶ月は有志でなく， 1ヶ年目は 1 %以下の危険率で有志、となっている。この凶-
f
は3 ヶ月以来一番発錆に対する彬響力つまり寄与率が小さ い (表-Bloその理由'
i
，極分量との組合せによって. 発錆に対する影響力が大きく異なるからである。 平I均値差の検定は表ー15と表 16に載せであるi!uり で， 9ヶ月では各水準の平均値に有志、ままなし発錆山 積値は平均化して.各水if，ーであまりi
主わない(表 9 および表一15)01ヶ年目はまた 9ヶ月以前の傾向に戻 って水準聞に有意差が出ている。9ヶ月目で変った傾12 コンクリート中の鉄筋の発錆実験 その2 表一15 平均値差の検定(防錆斉JI量. 9ヶ月前半 部)(X 10-'，鯛) 表-16 平均値差の検定 (防錆剤量 1ヶ年前半部)(XI0ーら附) 表-17 塩分量と防錆剤l量とによる 発錆面積の2元表(実験1.前半) D， D2 D， D.
