【論 文
1
UOC ：691．
32 ：620．
193 日本建築学会構造系論文報告集 第 383 号・
昭和 63 年 1月RC
造 建
築
物
に お
け
る
鉄 筋
腐食
速 度
に
及
ぼ
す
コ ン
ク
リ
ー
ト
中
の
塩化 物 量
の
影 響
正 会 員 正 会 員 正 会 員 正 会 員 正 会 員 正 会 員桝
安
友
阿
田原
田
田沢
部
中
佳
正
史
道
謙
寛
＊雪
＊ ＊紀
＊ ＊ ＊彦
＊ ＊ ＊＊斉
＊ ＊＊＊ ＊治
＊ ＊ ＊＊ ＊ ＊1．
は じ め に 近年， 塩害に よる鉄 筋コン ク リー
ト造の早期 劣 化が顕 在化し，
大き な社 会問題と なっ た。
鉄 筋コ ン ク リー
トの耐 久 性に とっ て，
コ ンクリー
トに 含まれ る塩 化 物は， 中 性 化とな らんで重 要な影 響 因 子の一
つ である。
コンクリー
トは通 常 強ア ル カリ性 を呈 し，
その中に埋 め 込 まれ た鉄 筋の表 面は不 動 態 被 膜で覆わ れ 腐食か ら保 護され て い る。
し か し， コ ン ク リー
ト中に一
定 量 以 上の塩 化 物 が 存 在 すると 不 動 態 被 膜が破 壊 され，
．
鉄 筋は腐 食し始める。
また，
コ ン ク リー
トが中 性 化する と腐食速度は一
層 速くな る と い わ れ て い る。
こ の た め， 鉄 筋コ ン ク リー
トに用い るコ ン ク リー
トに は， できるだ け塩 化物が侵入 し ない よ うにす ること が重 要で あ り，
昭 和61
年6
月に建 設 省か ら特定 行政庁な ら びに地 方 建 設 局あてに通 知さ れ た 「コ ン ク リー
ト中の塩 化 物 総 量 規 制 基 準」に よっ て， 打 込み前の フ レッシュ コ ン ク リー
トに つ いて， 塩 化物量が規制され る こと とな っ た。
しか し，
フ レッシュ コ ン クリー
ト中の塩 化 物 量 を規 制 しても，
海 岸 付 近で は建 築 物が完 成 後に海 水 飛 沫や海 塩 粒子によっ て コ ンク リー
ト中に塩 化 物が侵入 する こと が 考 えら れ る。
また，
既 存の建 築 物の コ ン クリー
ト中に も 多くの塩 化 物が含ま れ てい るもの がある。
そこ で，
今 後 のRC
造 建 築 物の 維 持・
管 理の た め に，
コ ン ク リー
ト 中に含ま れ る塩 化 物 量が鉄 筋の腐 食 速 度にお よ ぼ す影 響 を定量的に把 握し てお くこ と が重 要と な る。
コ ンク リー
ト中の塩 化 物 量 が 鉄 筋の腐 食 速 度に およぼ 寧 建 設省建築 研 究 所 主任 研 究員・
工博 S＊ 建 設 省 建 築 研 究 所 研 究 補 助 員 ． 榊 建 設 省 建 築 研 究 所 無 機 材 料 研究室長・
工博 綿 綿 建 設 省 建 築 研 究 所 研 究 員 ＃ ＊ “ 建 設 省 建 築 研 究 所 主 任 研 究員・
工博 ＃ ＃ ＃ 建 設 省 建 築 研 究 所 部 外 研 究 員 〔昭 和 62 年 7月6日原稿 受理） す 影 響に つ いて は，
電気化学の理論に基づ く基 礎 的 検 討1），
鉄 筋を埋め込ん だコ ン ク リー
ト供試体の促 進 試 験 や暴露試 験に よ る実験的検 討2）・
3）・
4）・
5） お よ び既 存 建 築 物 の 実態 調 査3 ）・
4 ）・
6 ］が 多 数行わ れ，
定 性 的に は か な り明ら かに さ れ ている。
しか し，実 際の RC 造 建 築 物におい て，
コ ンクリー
ト中に塩 化 物 が 含 まれ る時，
1年 間にどの程 度 腐 食が進 行する か と い うことにつ い て はあ ま り 明 らか で は な い。
本 報 告は，
実 際のRC
造 建 築 物 を対象に行っ たコ ア 採 取およ びはつ りによる塩 害調査の結果 を も と に，
鉄筋 の腐食速 度に およぼすか ぶり厚さ， コ ン ク リー
ト中の塩 化 物 量 等の影 響につ い て検 討し た もの で あ る。2．
塩 害調査の概 要 2．
1 調査対象 塩 害 調 査の対 象と し た建築物は，
海岸か らの距離が 近 いか あるい は海 砂 等を使用 して い る と 考え ら れ る 中 小 規 模のRC
造 建築物45 棟で あ る。
建築物の用 途は，
共同 住 宅， 事 務 所， 公 民 館， 研 究 施 設 等であり，
調 査対象 建 築 物の概 要は表一
1に示すと お りである。
図一
1は， 調 査 時に おける竣工後の経過年数， 海岸か らの距 離，
細 骨 材の種 類お よび設 計 基準強 度の内 訳 を示 し た もので あ る。
経 過 年 数の範囲 は7− 46
年であ る が，
多く は昭和40年 代 以 降に建設 さ れ て いる。
細 骨材は， 川 砂を使 用し たものが44 ％，
海 砂 を使 用し たものが 33 ％ あるが，
残り のもの につ い て は不 明で ある。
また，
混 和 剤の使 用 状 況 も 不 明であ る。
設 計 基準強度は135−
210kgf／cm2 の範 囲にあ り，大 部分は 180kg
正／cm2 で あっ た。 2．
2 調査 方 法 コ ン ク リー
ト中の塩 化 物量は， 各 建築物の屋 外に面 す る柱，
壁 等か ら直 径 10cm の コ ン ク リー
トコ アを2−
10 数 本 採取 して調査し た。
採取し たコ ア はモ ル タル等の仕8
表
一1
調 査 対 象 建物の概 要 筋 数 鉄 本22467249199814241889132380129261819814122222152819241426231322171625171810141921
査 所 調 箇 数412244442344223314244422346375554523334332244
2
材 輔 骨 の 類 細 種鑼
驪
騰
構
態
順臆
雛
雛
雑
難
纏騰
の 離 祠 ら ゆ 、（ 力 海 距
驪
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一
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邸655
跏 約 約 約 約 約 約 約 約 ） 準 度 基 ／ 亠 ーf
弐 ロμ
0 設 強 依 轄10
硼 糊懿
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溜
擺
溜
擺
擺
擺
齧
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1
材 類 上 の 仕 種 ン ン ン ン ン ン ル ル ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン ン シ ン シ シ シ シ シ タ イ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ シ リ シ リ リ リ リ リ ル タ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ リ・
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…
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…
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．
．
．
．
．
鰤 臓 臓講
難
棚難
脇 翻 撒 撒 瑚饕
碗 撒 撒覊
鑿
鰤 物 途 建 用鑼
雛
難
鑿
羅蕪
雛
雛
雛
欟雛
過 数 経 年2417177102119152720141411124671715151681315141513121212121071313181027173012101510924
工耡 竣 年 昭 （ −
6
麗
黠
39
鮭
器
靂
塞
・5
，鶉
震
52
磊
46
靂
麗
疆
5
・駻
錫
5
・ ・器
・5
・ ・5
・爨
地 在 所 瀰饕
蕪
難
罐
姉難
鏤
饕
馨
鮒慧
＊1
：建 物 を工期で区分し た 。 ＊2
：建 物 を工期で区 分し た。
＊3
：1
階部分が210kgf
／cdi，
2
階以 上 が180kgf
／c ＊4
：一
は，
海 か らの距離が10kmLJ
上で ある ことを 示 す。 ＊5
；そ の他は．
河口砂，
山 砂 お よ び 不明を含む。9
上げ が ある場 合は こ れ を取り除き
，
外 部か ら1−
Lscm の厚さ で 円板 状に 4−
6枚に ス ライス し た。 ス ライス し た試 料は 105℃ の雰 囲 気 下で恒量 と な る まで乾燥し，
ジ ョー
ク ラッシ ャ お よ び振 動ミ ル で 149μm 以 下にな る よ う に微 粉 砕し， Z規 定の硝 酸で溶 解し，
塩 素 イオン選 択 電 極に よる電 位 差 滴 定 法ま た は チ オ シ アン酸第 2水 銀 吸 光 光 度 法で塩素イ オンの分 析 を行っ た。
鉄 筋の腐 食 度は，
コ ア を採取した近傍で か ぶ りコ ン ク．
リー
トを はつ り取り，
目視お よび写真 撮 影に よっ て調 査 した。
1箇 所の はつ り面 積は約50×50cm 程 度と し，
は つ り深さは鉄 筋の裏 側まで と し た。鉄 筋腐食度の評 価は， 表一
2に示 す5段 階の腐食状況を基準に行っ た。
腐 食 度 皿お よ びV
の 腐 食 状 況の代 表 的な 例 を 写真一
1−
2に示 す。
表一
2 鉄 筋 腐 食 度の評 価 （5段 階 〉 腐 食 度評 点 評 価 基 準 1 腐食がなく黒皮の状態 n 鉄 筋表面に僅か な点錆 が 生 じて いる 状 態 皿 鉄筋 表面に薄い浮 き錆 が拡がって生じてお り コ ンク リー
トに錆 が付 着して いる状 態 IV や や厚みのある膨張性の錆 が 生 じてい るが、
断 面 欠 損 は 比較 的少な い状態 V 鉄 筋 全 体にわ たって著し い膨 張性の錆が生じ て おり，
断 面 欠 損 が あ る状態 要 因 臀 20A・
．
WO 1 はっ り調 査で は，
鉄 筋の腐食度の ほ かに か ぶ り厚さ，
仕上 材の厚さ お よ び中 性化 深 さ等も調査した。
2．
3 調 査 結 果の概 要 はつ り調 査し た箇所は合計 171箇 所で，
鉄 筋の総 本 数 は 800本で ある。
調 査 箇 所の仕上材の種 類は表一
1に示 す よ うに，
モ ル タル塗りまたはモ ル タル塗りの上に リシンを吹き付け た ものがほ と ん どで，
その他は打ち放しコ ンク リー
トま た は打 ち放しコ ンク リー
トの上に リシンを吹き付け た もの 写真一
1 鉄筋 腐 食 状 況の例 （その 1） 経 過 年 数靆
鴇
驪
言殳計 基準 弥度 （kgf／cゴ〕 o 溺 且 未 10−・
15 15〜
2D 50未 漢 50〜
100 10Q〜
20020n〜
IOOO1 〔mn 以【 悔砂 川砂［｛
1
！
］
且50 1BO 210 1り1 o L囗
20｝
o向
0 5e eo TO 図一
1 調査 対 象 建 物の内 訳 so gP leo 写 真一
2 鉄 筋 腐 食 状 況の例 （そ の2） 説 埓 浴 緡 ／SOO 【OO 200薹
1・・ 10 20 30 40 50 6070 0 仕 上げ 材の
M さ 〔mn ） 図一
2 仕上 げモ ルタル塗り の厚さの分布 図一
3」
拙 1 80 0 13 且oo 130コ
ンクIJ一
トのかぶ り厚さtm簡） コ ンクリー
トの か ぶ り厚さの分布 談 椅 瀘 癒 200 田0H
ρ
つ
v
e
卜
喝
の
Vl
O oロ
o o一
一
：pm
Pt tC
の
6 6 6d ti 6a
666 6 6ユ
ンクリー
ト中 の 塩 化 物 量 （％1 図一
4 コ ン ク リー
ト中の塩 化物量の分布．
一
一
10
一
コソク リ
ー
ト中 の 塩化物 量の範 囲〔％ ｝ 鉄 筋 の 膸食度の馴 合 0呻
O．
O且5 0．
015〜
O，
0．
3 0．
U3−．
O．
Oli o．
06以 上 経過年 数 〔年 ）一
一
一
一
0
10
10
］
0亀
050
60
了
08D
90
100 図
一
5 塩化物量別の鉄 筋 腐 食 度の内訳 畉筋の腐飯 の割白 0〜
lO 10−一
］5 15以 上一
P
t
a
s
e le ZO ，0
鞠
O SO O “ 70 Ba 90 10囗
図一
6 経 過 年 数 別の鉄 筋 腐 食 度の 内 訳 である、
仕上げモ ル タル塗りの厚さの分布を図一2
に示 す。
仕 上厚さ が10mm
未 満の もの は， い ずれ も打ち放 しまた は打ち放 しの上に リシ ンを吹き付け た もの で，
仕 上厚さの平均値は0．
3mm で ある。
コ ン クリー
トのか ぶ り厚さの分 布は図一
3に示す と お り である。
コ ン ク リー
トの か ぶ り厚 さの 平 均値は43 mm であるが， か ぶ り厚さ30 mm 未 満の箇所も約26
％ あっ た。
はつ り調 査 箇所に お け るコ ン ク リ
ー
ト中の塩化物量の 内 訳を 図一
4に示す。 コ ン クリー
トに含ま れ る塩 化 物の 量はコ ンク リー
トの中で一
様で は なく， 表 面付近に多く 含ま れ る 場合も あ れ ばコ ン クリー
トの内部で多く含ま れ る場合も あ る。 図一
4で は，
各 鉄 筋に対す る か ぶ り厚さ の深さにお け る 塩化 物 量を示し て ある。
各 鉄筋位置にお け る塩化物量 は，
コ ン クリー
トに対す る塩素イ オン量で 0．
015 ％未 満の もの は約30％である が，0．1
％ を 越 え るもの も約11
％ あ る。塩 化 物 量 別の 鉄 筋腐食度お よび経 過 年数 別の鉄 筋腐 食 度の 内 訳は図
一
5−
6に示 す よ うで あり， 塩 化物量 が多 い ほど， また経過年数が長いほ ど腐 食 度の大きい鉄 筋が 多く なる。
なお， 鉄筋の位置まで コン ク リ
ー
トが中性化して いる 鉄 筋は32
本あっ た。3．
解 析 方 法 3．
1 概 要鉄 筋腐食度は時 間の経 過と ともに増 大す る が
，
腐 食 度 の時 間 変 化は各種の要 因の影 響 を受 け， 常に一
定という わ け で は な い。
し か し各 鉄 筋 につ い て，
調 査 時に お ける 腐 食 度の時 間 変 化を求める ことは困難で ある の で，
こ こ では各 鉄 筋につ い て単 位 質量 あ たり の腐 食 量の百 分 率 を 腐食 減量 と し， これ を経 過 年 数で割っ た値 を調 査 時にお け る腐食速度と定 義し，
こ の値につ いて各 種 要因の影響 を検討 す るこ と と し た。
3．
2
鉄筋の腐 食 速 度に影 響 する要 因 コ ンク リー
ト中の鉄筋の腐 食 速 度に影 響 をお よ ぼ す と 考え ら れ る 要 因 は 数多く あるが， 本 論 文で取り上げ た要 因は， 以下の5
項 目で ある。 （1 ） （z ） （3
） （4 ） （5） コン ク リー
ト中の塩 化 物 量 かぶ り厚さ 仕上 げモ ル タル塗りの厚さ 中性化の有 無 縦 筋と横 筋の別 コ ンク リー
ト中の塩 化 物 量 が鉄 筋腐食度に お よ ぼ す影 響につ い て は，
調 査 時に おける か ぶ り厚さの位 置の塩 素 イ オン濃 度と鉄 筋 腐 食 速 度の関 係につ い て検討し た。 コ ンク リー
ト中で の塩 化 物の分 布は，
海岸付近に立つ 建築 物で は飛 来 塩 分の影 響を受けて時 間 経 過 と と もに増 大す る し，
また， 海 砂 を用い た建築物で も，
コ ン クリー
ト中 で塩 素 イ オンが 移 動 することが あ る た め常に一
定とい う わ けで は な い。
しか し， この よ うに変 化する塩 化 物 量と 鉄筋 腐 食 速 度の関 係 を調べ ること は非 常に難 しい の で， こ こ では，
か ぶり厚さ位置に お け る調 査 時の塩 素 イ オン 濃度と鉄 筋 腐食 速 度の 関 係につ い て調べ ること とし た。
中 性 化の有 無につ い て は， か ぶ り厚さの 深 さ まで中 性 化が進 行 して い る かどう かで区別し た。 ま た，
縦 筋 と横 筋とで は，
ブ リー
ジン グの影 響で腐 食 状 況に差がある こ と が考えられる ため， 検 討の対象と し た。 こ の他にも， 鉄 筋の腐食速度に影 響 をおよぼす 要 因 と し て，
コ ン ク リー
トの水 セメ ン ト比 や締め固め程度， 鉄 筋の品 質や径， 温度・
湿度 等の気 象 条 件， 屋 内・
屋 外の 別 等の環 境 条 件，
塩 化物の侵入経 路 等が考え られ る。
コ ン クリ
ー
トの水セメ ン ト比につ い て は， 本調 査の対 象とし た建築 物は， 4〜
5階 程 度の 中 層・
中 規模のRC
造 建 築 物が中 心で，
コ ン ク リー
トの設 計 基 準 強 度 も大 部 分が 180〜
21ekgf
／cm2 の範 囲にあり，
調 査 建 築 物に よっ てそ れほど大き な違い はないと考え ら れる。
締め固め程 度の差が鉄 筋の腐食度におよぼす影 響につ い て は，
ジャン カ やコー
ル ドジョ イン トが 生 じ て い る箇 所で は鉄 筋は著 しく腐食 して お り，
いずれも，
腐 食 速 度 は極めて大 きい。 し か し，
ジャ ンカ やコー
ル ドジョイン トが 生 じ て い な い箇所につ い ては，
締め固め程 度に差 を つ け るこ と は難 し く，
今 回の解 析で は，
ジャ ンカ やコー
ル ドジョ イン ト以 外の箇 所 を対 象 とし，
いずれ も よ く締 め固め られ て い る ものと して解 析し た。
ひびわ れ箇 所につ いて は， 鉄 筋腐 食に よっ て生 じ た と 考え ら れ る鉄 筋に沿っ た ひびわ れ箇 所は解 析の対 象と し た が， 乾 燥 収 縮 等に よっ て生 じ た と考え ら れ る 鉄筋に直一 11 一
交す る ひ びわ れ箇 所は解 析の対 象か ら除いた。 鉄筋の品 質につ い て は不 明であり
，
いず れ も同じ品質と して扱っ た。
ま た，
鉄 筋径につ いて は，
壁 筋や剪 断 補 強 筋 （帯 筋・
肋 筋 ）に用い ら れ る φ9
やD13
の よ う な細 径の鉄 筋と，
主 筋に用い ら れ る φ19
やD25
の よ うな比較的 太 径の鉄 筋 とがあり，
そ れ ぞ れ腐食の傾 向が異な ること が考え ら れ る。
し か し，
細 径の鉄 筋 は か ぶ り 厚 さ が小さいもの が 多 く，
太 径の鉄 筋は か ぶ り厚さ が大きい もの が多い ため， 同じか ぶり厚さ に お け る 鉄筋径の大 小に よ る腐 食 度の比 較は で き な か っ た。 建 築 物の屋 外と屋 内とで鉄 筋の腐食速度が異なる こ と が 考え ら れ る が，
今 回の調 査はいずれ も屋 外 を対 象 とし ている。
また， 温 度の影 響につ い ては，
北海 道がr 例で あ る以 外はいずれ も本 州・
四 国・
九州の い わ ゆ る 温帯地 域 が対 象で， 沖 縄の よ うな亜 熱帯地域あ るいは寒帯地 域 は対 象外と した。
塩 化物の侵入経路の違い によっ て鉄 筋の 腐 食 速 度に差 表一
3 4段 階 評 価の腐 食度に対 する腐 食 減 量 腐 食 度 評点 腐食 減量 （瓢） 評 価 基 準 10〜1
黒て い皮 の 状 態るが全 体的、
ま た はに薄錆い緻 密が生なじ 鋼であ り，
コ ンクリー
ト面に 錆 が 付 着 してること は ない。
旺 1〜
3 部 分 的に浮 き錆 び が あ る が，
小 面積の斑 点状である。 皿 1〜
8 断 面 欠損は目視 観 察で は 認 め られないが，
鉄 筋の全周ま た は全長にわたって浮き錆が 生 じて いる。
rv 6〜
16 断面欠損 を生じてい る。
が ある ことも考えられ る が，
海砂を用いた 場合と海 砂 以 外の砂を用い海 岸 付近に建っ てい る 場 合 とで，
鉄 筋 位置 におけるコンクリー
ト中の塩化物量 に差が あ り， 今回の 調 査で は同一
の塩 化 物量に対す る腐食速 度の比 較は で きP な かっ た。 3
．
3 鉄 筋 腐 食 度と腐 食 減量の関係 はっ り調査にお け る鉄筋 腐食度の評価は，
目視に よ る 5段 階 評 価であ るの で，
』
これ を腐 食面 積 率 あ るいは腐 食 減 量に置き換え る必 要が あ る。 この う ち腐食面積率は， 腐 食 度が小さ い うちは有 効な評価尺度と な る が，
腐 食 度 が大き くな ると腐 食 面 積 率で は評 価で き な く な る。
し た がっ て， こ こ で は目視に よる5
段 階の腐 食 度を腐食減量 に置 き換え て考 察する こと とし た。 目視に よる腐 食 度と腐 食 減量の関 係につ いて は，
建設 省 総 合 技 術 開 発プロ ジェ クト「建築物の耐久性 向上技 術 の開発」（昭和 55年〜
59年 度 ）におい て，
4段 階 評価の 腐食度に対する腐食 減 量が表一
33〕・
7 ）の よ うに 求め ら れ てい る。
本調査で行っ た 5段 階 評 価 も 「腐食なし （腐食 度1
）」 か ら「断面欠 損あり（腐食 度V
）」までを取り扱っ てお り，
腐食 度の範 囲 とし ては 4段 階 評 価と大き な違いは ないと 考えられ る。
し たがっ て，
こ こ で は4段 階 評 価の 腐 食 度1 〜IV
に対する腐 食 減 量の範 囲を，
図一
7の よ うに 5段 階評価の腐 食 度1
−
V
に対 する腐 食 減量 の範 囲に置き換 え て；
腐 食 減量の範 囲の 中 央を結ん だ関係 線，
最大 値 を 結ん だ関係 線お よ び最 小 値を結ん だ関係 線を 用いてそ れ ぞ れ解 析す ること とし た。3．
4
仕 上 材の評 価 方 法 コ ン ク リー
トの表 面に仕．
ヒ材が 施 して あ る と，
コ ン ク 2015
（
濃）
10
噸 驚 姻 嚶e
5
01 2 3 4段 階 評 価 4 1 2 34
5
5段 階 評価 図一
7 鉄 筋 腐 食 度の評 価と腐食 減 量の関係 O．
3（
叶 ＼ 凝）
2 1 0 0 制 劉 劍 悽 e 屡 繕 仕．
ヒ げ 材 10mm 未 満 1Q−w
3皿
m 未 潤 蟹型阻
丶 0 20 40 60 80 1QO か ぷ り」享 さ （mm ） 図一
8 ゴ ン ク LJ一
トのか ぶ り厚さ と 鉄筋 腐 食 度の関 係 〔仕上材 厚さの範 囲 別〕12
一
リ
ー
ト中へ の酸素と水分の供 給が妨げ ら れ，
鉄筋の腐食 は抑制さ れ る。
この仕上材に よ る鉄筋腐食 抑 制 効 果 を評 価す る た めに，
仕上材 厚さが10mm 未 満， 10〜
30 mm 未 満お よ び 30mm 以上の もの に区 分し，
各 区 分 毎にコ ンク リー
トの か ぶ り厚さ に対 する鉄 筋 腐 食 速 度の 関係 線 を求め，
この関係線が 仕 上材の 厚さによっ て どの ように 異な る か を調べ て仕 上 材に よ る鉄 筋 腐 食 抑 制 効 果 を評 価 し た。
3．
5 鉄筋腐食 速度の 定義 1本 1 本の鉄 筋の腐食速 度は，
3，
3で求め た腐 食 減 量 を経 過 年 数で割っ た値で定義し た。 し か し，
1調 査 箇 所 に鉄筋 が 数本あ る 場 合には，
その調査箇 所の条 件が大き く影 響するこ とにな るの で，1
調 査 箇 所 1デー
タ とする た め に，1
調 査箇所で か ぷ り厚さ が ほ ぼ等 しい鉄 筋 をま と め， その腐 食 速 度の平均 値 を求め て解析に用い た．
か ぶ り厚さにつ い ては，
3．
4に述べ た仕 上 材に よる鉄 筋腐食 抑制効 果 を評価してか ぶ り厚さに換 算 した値 を，
コ ン ク リー
トのかぶ り厚 さに加 え た値 （以 下， これ を等 価か ぶ り厚さ とい うこ と に す る）を用い ること とし た。4．
解 析 結 果と考察 4．
1 仕上材の効果 仕 上 材 厚 さの範 囲の各 区 分に おけるコ ンクリー
トのか 表一
4 鉄 筋腐 食 速 度に及ぼす等 価か ぶ り 厚 さ とコ ンク リー
ト中 の塩 化 物量 の 影 響 等価 か ぷり厚さ 20 烈上 40 以 上 コ ンク リー
ト の範 囲 （ ） 60 以 上 中の塩 化 物 量 40 未 満 60 未満 の範 囲 （罷） 調査 箇所 数 123636 o 以上 等価か ぶり厚さ 〔 1‘
32．
351．
875，
3 塩 化 物 量 〔冤）単
0，
0D70．
0080．
007 0．
015未滴．
鉄筋腐食遮度 α／年1’
0．
0450．
0350，
039 躙 査 箇 所 数 82310 0．
015以上 等価 かぶり厚さ （国ゆ゜
33，
250，
1 了2，
6 塩 化 物 量 （罰ゆ
0．
0200．
0210，
021 0．
03 未満 鋏筋腐食遠 匿 （簓 年1寧
0．
0800．
0760，
034 調 査 箇 所 数 鼠93016 0．
03 以 上 等価かぶり厚さ （覦
繭
）°
32、
649．
373．
6 塩 化 物量 α｝’
0，
047O．
045O，
043 0．
06 未 満 鉄 筋 腐 食 速 度 （彫 年 尸 0．
106O，
且05O．
060 調 査 箘 所 数 4442 四 等価 かぶり厚 さ （）
寧
3L849．
673，
3 o．
06 以上 塩化物量 α）’
0．
103o．
1030．
102 鉄 筋 腐 食 速 度 （彫 年 ｝心
0，
2290．
1990．
165 〔庄〕 D ＊：各欄の平 均 値 を 示 す 2｝ 等 価 かぶり厚 さ＝
仕 上 げ材 厚 さxO，
5 ＋かぶり厚さ コ ン ク リ ー ト 中 の 塩 化 物 量 の 範 囲 ％ （ O．
0 1 5 未 満 O．
O l 5〜
O．
0 3 0−
0 3 0．
0 6 O．
0 6 以 」二 尊 価 か ぶ り 厚 さ の 範 囲 （mm ） 2 0〜
4 0mm 15 0 50 15 0 50 1 0 50 151．
；，
．
：・
・
『
リ
コ
．
．
・
，1．
t・
OL 50 4 0〜
6 0mm 15 0 50 15 0 50 15 0 50 15藷
OI 50 6 0mm 以 上 0 50 15 0 50 15 0 50 151
｛ d50 図一
9 塩 化 物 量 お よ び等 価か ぶ り厚さ の範 囲 別の鉄 筋 腐 食 速 度 〔横 軸一
経 過年数，
縦 軸一
腐 食 減量 （％ ）〕一 13 一
ぶ り厚さ と鉄 筋 腐 食 速 度の 関 係を図
一
8に示す。 図一
8 による と， コ ンク リー
トのか ぶ り厚さ が同じ時に は ， 仕 上 材 厚さ が大き い ほ ど，
鉄筋の腐食速 度は小さ く なっ て い る。
また図一
8で は，
仕 上材厚さ が10〜30mm
未 満お よ び 30mm 以上の範 囲の鉄 筋に対して，
仕 上 材 厚さをコ ン クリー
トの か ぶ り厚さに加え た値に対す る鉄筋腐食速 度 を 点 線で併せて示して あ る。 な お，
仕上材の厚さが ユOmm 未 満の もの は，
仕．
上材厚さの平 均値が0．
3mm で あ るの で仕 上 材 が ない もの と み な し た。 図一
8に おい て，
仕上材が ない場 合の コ ンク リー
トの か ぶ り厚さ に対す る鉄 筋腐食速 度を表す関 係線は，
仕 上 材が あ る場 合の コ ンクリー
トのか ぶ り厚 さに対 する鉄筋 腐 食 速 度 を表 す関 係 線と，
仕上材 厚さ＋コ ンク リー
トの か ぶ り厚さ に対す る鉄 筋 腐食速度を表す関係線の ほ ぼ中 央に位 置して お り，
こ の こと か ら仕上材 厚さの50
％を コ ン クリー
トの か ぶ り厚さに算入で き ること が わ か る。
以 下，
仕 上 材 厚さ の 50 ％ をコ ンク リー
トのか ぶ り厚 さに算入 し た等 価か ぶ り厚さを 用い て解 析す る。 4．
2 塩 化 物 量および か ぷり厚さの影 響 未 中 性 化 域に おける鉄 筋の腐 食 速 度に，
塩 化 物量 お よ びか ぶ り厚さ （等 価か ぶ り厚 さ 〉が どの よ うに影 響す る かを示 し たものが表一
4および図一
9で あ る。 図一9
で， 点は各調査 箇 所に お ける経 過 年 数と腐 食 減量の平 均値を 示し た もので あ り， 直線の傾き が腐 食 速 度 を表 す。 また，
等 価か ぶり厚 さと鉄 筋 腐 食 速 度の関 係を図一10
に， 塩化物量と鉄 筋 腐 食 速 度の関 係を図一
11 に示す。
これ らの図におい て，
実 線は各 腐 食 度に対す る腐 食減 量 の 中 央 値 を結 んだ関 係 線 を 用い た場 合の腐 食速度であ り，
点 線は最 大 値お よ び最 小 値をそれ ぞ れ結ん だ関係線 を用い た場 合の腐 食 速 度で あ る。
ま た， 図一
11で は，
等 価か ぶ り厚さが 20皿m 未 満の デー
タ が少ないた め，
塩 化物量 別に腐食 速 度 を求める こと ができ な かっ たので 平 均 値の みを 示し た。
こ れ らの図 表に よると，
鉄 筋 腐 食速度は等 価か ぶ り厚 さに ほぼ反比 例し，
塩 化 物 量に比 例す る傾 向にある こと が うか が え る。
・
コ ン ク リー
ト中の塩 化 物量 が 0．
015 ％未満 （コ ン ク リー
ト中の塩 素 イ オン量で 0．
30kg
／m3 以 下に ほ ぼ相 当 す る）で あれ ば，
等 価か ぶ り厚さ が20mm
以 上の 時，
腐食速度は 0．
04−
O．
05 （％／ 年 ）程 度で ある。
こ の場 合，
20
年経過 し た時の腐 食 減 量は 1％ 以 下であり，
腐 食 度 も1
〜
H
程 度で，RC
造 建 築 物の耐 久 性に は特に問 題は ない と考え られ る。
コ ン ク リー
ト中の塩 化 物 量がO．
015 ％ 以上0．
03％未 満 （コ ン ク リー
ト中の塩 素 イオン量で0．
30kg
／m3 以 上O．
60kg
／m3 未 満に ほ ぼ相 当す る）の場 合は，
等 価か ぶ り厚さが60mm 以 上 あれ ば，
腐 食 速 度はO．
04
（％／年 ） 程度で非 常に小さいが，
等 価か ぶ り厚さ が60mm
未満 の 時に は， 腐食 速 度は 0．
07〜
O．
1 （％／ 年 ）と な る。
こ の場 合，20
年 経 過す ると 腐 食 減 量は1．
5−
2％ 程度と な り，
腐 食度はll
一
皿 となる。
塩 化 物量 が 0．
03％以 上0．
06％ 未 満 （コ ン クリー
ト 中の塩素イオン量でo．
60kg ／m3 以上で未 洗 浄の海 砂を 用 い たもの に ほ ぽ相 当 する〉で，
等 価か ぶ り厚さ が60
mm 未 満の場合， 腐食速 度は O．
09−
O．
13 （％／ 年 ｝程 度と な る。
こ の場 合， 20年 経 過 し た時の腐 食 減量 は2−
3％，
ま た， 腐 食 速 度が 50年まで 同じ と す る と，
その 時の 腐食減量は 5−
8％ とな り，
50年で等 価か ぶ り厚 さ60mm
未 満の箇 所では 腐 食 度はW
と な り，
RC 造建築 物 と しての耐久 性に問 題が生 じる と考え ら れ る。 コ ンク リー
ト中の塩化物 量が0．
06％ 以上にな る と か 0曾
3（
叶 ＼ Ψ 叭 V2 1 0 0 囲 塑 姐 虞 s 霞 詣 o 等 f面 力、
五く
り 厚 （ mm ）1
20〜
40 平 均 40〜
6 60−
80 0、
02 0．
04 0、
06 0．
0 呂 0・
10コン
ク リー
ト中 の 塩 素 イ オン
濃 度 （％ ） 図一
10 等価かぶり 厚 さ と 鉄筋 腐 食速 度の関係 0．
3 2 1 0 0（
肚 ＼ 駅）
闘 咽 剣 膣 e 靄 誉丶
丶、
丶
、
、
コ ン ク リー
ト中 の、
丶
塩 イ匕 物 量 （％ ）、
丶
丶
、
、
、、、
「
0．
0 6 以 ⊥、
丶、、
一
一一
、
、
丶
丶丶
一一1噛
一一
一
一嘸
丶丶
丶
、
平 均 5一一＿
、
、
0．
0 3丶、 丶
1
ぐ丶
〜
0．
0 6一
魑
一一
1
、
、
、
≡ こー
一一
丶
マ
0、
0 1 5 未 満 1o，
01 5一
〇．
0 3 0 2 【⊃ dO 60 8 【⊃ 等 価 か ぶ り 厚 さ （m 皿 〕 図一
11 塩化物量 と鉄 筋 腐 食 速度の関 係一
14
一
表
一
5 配 筋 方 向の違い に よ る鉄 筋 腐 食速度 等 価 かぷり厚さ の範 囲 （団m〕 60未満 60以 上 鋏筋の縦横の 区 分 闘査笛所数 1！475 縦 筋 等価か ぷり厚さ （皿）甲
44．
074．
8 塩化物量 （罵）願
．
似弼 0．
042 鉄筋腐食速度 〔器〆年〉率
0，
113O．
α72 調査箇所 数 12951 横 筋 等価か ぶり厚 さ （嗣閏）廓
42．
077．
5 塩 化 物 量 α）夐
0，
056O．
3了 鉄 筋 腐 食速度 （彫年）寧
0．
172O，
066 〔注 〕 Dl；
各禰の平均値を示 す 2》 等 価 かぷり厚さ二
仕上げ材厚さ×e．
5＋かぶり厚 さ ぶ り厚さが十 分 大き くて も，
鉄筋腐食 速 度 は非 常に大き く なり，
かぶ り厚さが 40−
60 mm の 場 合の 腐 食 速 度は 0．
16〜
O．
25 （％ ／ 年 〉 とな るe こ の 場 合，20
年 経 過し た時の腐 食 減 量は 3−
5％， 30年 経 過 し た時の 腐 食 減 量 は 5〜
8％ と な り， 建 設 後30 年で か ぶ り厚さ40〜
60 mm の箇 所の腐 食 度 がIV
とな り，
RC
造建築 物と して の 耐 久 性に問 題が生 じる ことにな る。
4，
3 中性 化の影 響 中性 化 域にある鉄 筋は，
いずれ も か ぶ り厚さ が小さ く 等 価か ぶ り厚さの 平 均 値は18mm
で あり，
塩 化 物 量の 平 均 値｝S O．
055 ％で あっ た。
これに対して，
未 中 性 化 域にあ り，
等価か ぶ り厚さ が 10mm 以 上 20 mm 未 満の範囲にあ る 鉄 筋 は，
等 価か ぶ り厚さの 平 均 値が16mm ， 塩化 物量の平 均 値が0．
073 ％ で，
こ の両 者の腐 食 要 因に は中 性 化の有無 以 外に は あ まり大きな差は な い。
し か し，
中 性 化 域に ある鉄 筋の腐 食 速 度の平均 値は 0。
38 〔％／ 年 ）で あるの に対し， 未 中 性 化 域にある鉄 筋 の腐 食 速 度は O．
31 （％／ 年 ）で，
コ ン ク リー
トが中 性 化 し て い る方が腐 食 速 度が大きい こ と が わ かる。
4．
4 縦 筋と横 筋の影 響 縦 筋と横 筋とで は，
ブリー
ジングの影 響で腐 食 状 況に 差 が ある こと が考えら れ る。
表一
5は， 縦 筋と横 筋と で 腐食 速 度にどの程 度 差が ある かをみ たもの であるが， 等 価かぶ り厚さ が 60mm 未 満の場 合，
縦 筋の 腐 食 速 度の 平均 値 が0．
11 （％ ／年 ）で あ るの に対 し， 横 筋の腐 食 速 度の平 均 値は 0．
17 （％／ 年 ）と か なり違い がある。
ま た，
等価かぶ り厚さ が 60mm 以上 に な る と，
腐 食 速 度の 平 均 値はいずれ も0．
07 （％／ 年 ）で大 差な い こと が わ か る。 5．
結 び 既存のRC
造建築 物の 塩 害 調 査の 結 果に基づ い て，
鉄 筋の腐 食 速 度に およ ぼ すコ ンク リー
ト中の塩化物量， か ぶ り厚さ等の影 響を検 討し た結 果は以 下の よ うに まと め られ る。 （1 ） モ ル タル塗 り仕上 げ は，
鉄 筋の腐 食 抑 制 効 果が あ り， 仕上材の厚さの 50 ％ をコ ン クリー
トのかぶ り厚 さ に算入 す ること が出 来る。
（2） 鉄 筋の腐 食 速 度は，か ぶ り厚さに ほぼ反比例し， 塩 化 物 量に比 例し て い る。
（3
） コ ン ク リー
ト中の塩 化 物 量 が0．
015 ％ 未 満で は，
鉄 筋の腐 食 速 度は非 常に小さ く， か ぶ り厚さ が確保 さ れて いれ ば RC 造 建 築 物の耐 久 性 上は問題 ない。
し か し，
コ ンク リー
ト中の塩 化 物 量が0．
03％ 以 上に な る と，
か ぶ り厚さ が小さい部 分で の腐 食 速 度が大き く な り， 塩 化 物 量が0．
06 ％ 以上にな るとか ぶ り厚さが十 分 あっ て も腐食速 度は大き く な る。
（4） コン ク リー
トが中 性 化す ると， 腐 食 速 度は大き く な る。 （5
）縦 筋と横 筋で は，
横 筋の方が腐 食 速 度は大 き く な る傾 向に ある。 謝 辞 本 研 究で解 析に用い たデー
タの多くは， 建 設 省総合技 術開 発 プロ ジェ クト 「コ ンク リー
トの耐 久 性 向 上技 術の開 発 」に おい て実 施し た塩 害実態調査によっ た。 塩 害 実 態 調 査につ い て は，
建 設 省 住 宅局建築 指導課 越 海 係 長，
同住 宅 建 設 課 成 藤 係 長，
各 道 府 県 建 築 課・
住 宅 課 の担当者の皆 様に多 大の御 協 力 を 頂き ま し た。
ま た， 調 査の実 施に あ たっ ては 日曹マ ス ター
ビル ダー
ズ （株 ）天 沼邦一
氏，
（財）住 宅 部 品 開 発セ ンター
東 ケ 崎 清彦氏の 御協力 を得ま し た。
こ こ に記し て，
厚く お礼申し上 げま す。 参 考文 献1） Z
．
P，
Bazant：Physical Model for Corrosion in ConcreteSea Structures
，
P【Qc．
ASCE，
Struct．
Div．
， Vol，
105， No．
6，
1137 p−
1166 p，
1979 2） 岸 谷 孝一，
友沢史 紀，
福士 勲，
樫 野 紀元 ほ か ：海砂 使 用上の技術基準 に 関 す る 研究 〔その 1−
5），
日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演梗 概 集，
1980．
10 3＞樫 野 紀元 ：鉄筋コ ンク リー
ト構造物の耐久性に関す る 研 究一
主と して鉄 筋の腐 食と防 食 を 中 心とし て， 建 築 研 究 報 告 No．
90， 1980．
5 4） 森 永 繁；鉄筋の腐 食速度に基 づいた 鉄 筋 コ ンク リー
ト 建 築 物の寿 命予 測 に 関 す る 研究，
東 京 大 学 学 位 請 求 論 文，
1986．
ll 5） コ ン ク リー
ト専門委員 会報告F−
33 「海砂の塩分含有量 とコ ン クリー
ト中の鉄 筋の発 錆に関する研 究」， セ メ ン ト 協 会，
1981，
3 6） 和 美広喜，
木 村 敬三，
吉 信正弘，
小 泉 博 義 ：コ ンク リー
ト構 造 物の塩 害の実 態 調 査，
第 7回コ ンク リー
ト工 学 年 次 講 演 会 論 文 集，
日本コ ンク リー
ト工学 協 会，
1985 7＞ 建 築省総合技 術 開発 プロ ジェ
ク ト概要報 告 書 「建 築 物の 耐久性 向上技 術の開発」，
1985．
11ま た は 建築 物耐 久 性 向 上 技 術 普及委員会 編，
鉄 筋．
コ ン ク リー
ト造 建 築 物の耐 久 性 向上技 術，
技報 堂 出 版，
1986．
6一 15 一
SYNOPSIS
UDC:691.32:.620.193
INFLUENCE
OF
CHLORIDE
CONTENT
ON
THE
RATE
OF
CORROSION
LOSS
OF
REINFORCING
BAR
IN
EXISTING
BUILDINGS
byDr. YOSHIHIRO MASUDA, MASAYUKI YASUDA, Dr. FUMI)gOR]TOMOSsu
Dr.
MICHIHIKO ABE, HITOSHI[LANAKA and KENJI HARA, BuildingResearchInstitute, Ministryef Construction,Members of A.I.
J.
This
paper analyzes the influenceof chloride content, thickness of concrete cover, carbonatiqn andfinished
materials on the rate of corrosion lossof reinforcingbar
based
on theinvestigation
results of 45existingbuild-ingsusing sea sand or standing near sea. The age of investigated
building
is
between
7years and 46years,
and most of themis'
between
10years and 20years. The number of investigationpointsis
171, and the number of reinforcingbar
isabout 800.The
result of analysis arebriefly
describedasfollows.
(
1)
Finished
material, such asmortar, iseffective oninhibiting
corrosion, and thehalf
of thicknessoftarmay
be
included
inthe thickness of concrete cover,(2>
The
rate of corrosion lossincreasesas the chloiide contentincreases,
and inversly,as the thickness ofconcrete cover
decreases.
(3)
The
rate of corrosion lossisunder O.05%
/year
when the chloride content isunder o.ols%
and thethicknessof concrete cover isover
20
mm.(4
)
The
rate of corresionloss
isabout O.1%/y.eai
when the chloride contentis
O.03-O.06%
and thethickness of concrete cover is20-60 mm.
{
5
)
The
rate of corrosion lossisoyer O.15%/year
when the chloride content isover O.06%
inspite of thethickness of concrete cover
