コンクリート構造物の
塩害劣化対策と電気防食技術の動向
日本エルガード協会
～電気の力で塩害を防ぐ～
(基礎・原理)
最も信頼できる塩害対策 ⇒
電気防食
大井コンテナ埠頭（国内最大施工実績）
桟橋下面
内 容
１．コンクリート構造物の塩害について
塩害のメカニズム・劣化進行過程 塩害劣化事例 鉄筋腐食のメカニズム２．塩害劣化対策工法とその考え方
各種塩害劣化対策補修工法 電気防食の原理とその有効性３．電気防食（エルガード工法）について
電気防食工法の概要 施工事例の紹介塩害とは？
RC桟橋上部工の塩害劣化事例 コンクリート中の鋼材の腐食 が塩化物イオンの存在により 促進され，腐食生成物の体積 膨張がコンクリートにひび割 れや剥離を引き起こしたり， 鋼材の断面減少などを伴うこ とにより，構造物の性能が低 下し構造物が所定の機能を果 たすことができなくなる現象塩害とは？
1)塩化物イオンによる鉄筋不動態皮膜の破壊
2)鉄筋の発錆
3)鉄筋の断面欠損，かぶりコンクリートのはく落
コンクリート 保護膜 （不動態皮膜）不動態皮膜の破壊
塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 鉄筋 塩分 塩分（１） 潜伏期 塩分がコンクリート内部へ浸透 （２） 進展期 鉄筋の腐食が進行 （３） 加速期 ひび割れ、錆汁が発生 （４）劣化期 はく離、はく落が激しくなる 劣 化 が 目 に 見 え な い 劣 化 が は っ き り と わ か る
塩害劣化の進行過程
膨張圧塩害劣化の進行過程
ひび割れ発生
腐食生成物かぶりのはく落
コンクリート 鉄筋健全
潜伏期 進展期 加速期 劣化期 供用期間塩害による
劣化
部材の
性能低下
破
壊
耐
力
低
下
コンクリート標準示方書 維持管理編 含有塩分量 １．２ ㎏／ｍ３ 鋼材腐食開始 鉄筋腐食量 １０ mg／ｃｍ２ コンクリートに腐食 ひび割れ発生
飛来塩分による塩害
海岸近辺のコンクリート構造物
例：桟橋、橋梁、建築物など
桟橋 橋梁 塩 塩 塩 塩 塩 塩内在塩分による塩害
使用材料に塩化物がすでに含まれている
例：除塩不足の海砂を使用した構造物
コンクリート 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 鉄筋 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 コンクリート全体に渡って 多量の塩化物イオンが存在 塩 塩 塩 塩 塩 除塩不足の海砂 塩 塩 塩 建設省 塩化物総量規制通達 昭和61年凍結防止剤による塩害
海岸近辺でなくとも塩害が生じる可能性
例：橋梁、道路、駐車場など
凍結防止剤の散布 橋梁など 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩塩化物イオン
の浸透
塩化カルシウムなど 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩 塩塩害による劣化事例（道路橋）
塩害劣化
塩害再劣化
←床版下面の
剥離状況
１年後には →
さらに進行
← 中から
出てきた
鉄筋は
↓
もはや
鉄屑同然？
プラットホーム
下面の損傷状況
もはや鉄筋の
機能は消滅？
塩害劣化はなぜおこる？
腐食に必要なものは？
Fe＋Ｈ
２Ｏ＋－Ｏ
１
２２
→
Ｆｅ（ＯＨ）
２（水酸化第一鉄）
水
酸素
コンクリート中の鉄筋の状態は？
⇒ 不動態皮膜に守られている
鉄筋コンクリートが成り立つための３つの条件の１つ ⇒コンクリートは強アルカリ性であるので鉄筋が錆びるのを防ぐ不動態皮膜
水
酸素コンクリート ＝ 高アルカリ
コンクリート中に塩化物が侵入すると？
水
酸素⇒ 塩化物は不動態皮膜を破壊
塩
⇒ 水、酸素が鉄と接触 ＝
さびる
⇒
錆は元の体積の
2.5倍
＝
剥離
コンクリート
塩害のメカニズム
保護膜 （不動態皮膜） 鉄筋 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 不動態皮膜の破壊 Fe2+ Fe2+ Fe2+ ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー Fe → Fe2+ + 2e－ アノード部 2e－＋H 2O＋1/2O2→2OH－ カソード部 2e－＋H 2O＋1/2O2→2OH－ カソード部 電位の高低差 ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー ｅ ー表面被覆
⇒
腐食因子（塩分・水分）の遮断
断面修復工法
⇒
劣化部復旧および塩分除去
脱塩工法
⇒
電気化学的作用による塩分除去
電気防食工法
⇒
電気化学的作用による腐食進行の停止
各種塩害劣化対策補修工法の目的
各種塩害劣化対策補修工法の目的
腐食因子の侵入抑制 表面被覆工法 電着工法 ひび割れ補修工法 断面修復工法 脱塩工法 腐食因子の除去 防食体となる コンクリートの性能改善 電気防食工法 鉄筋の腐食停止 被防食体となる 鉄筋の防食塩分 塩分 酸素
塩分 塩分 酸素
塩分 塩分 酸素
新設から表面塗装
塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分
補修対策表面塗装
塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分
断面修復工法
塩化物イオン濃度が大きい箇所を除去 断面修復材で復旧マクロセル腐食現象
マクロセル腐食電流 Clー 補修した部分 補修してない部分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 塩分 腐食マクロセル腐食電流
マクロセル腐食現象と自然電位
切出し暴露供試体（10年）2010/9/17調査
電気防食の原理と
コンクリートへの電気防食とは？
犠牲陽極による電気防食 (流電陽極方式) 塗被覆【目的】コンクリート中の鉄筋へ電気を流し、
塩害などによる鉄筋腐食を防止する
鋼管杭 電流 陽極材 直流電源 桟橋 塩 塩 塩 塩 塩電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位の高低 差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 電位 差 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 陽極 アノード部 カソード部 カソード部 陽極 防 食 電位差０
電気防食のメカニズム
＋ － コンクリート表面 劣 化 因 子電気防食
無防食
ＰＣ（ポステン）大型供試体
電気防食
無防食
ＰＣ（ポステン）大型供試体
鉄筋表面状態（表面処理後）
電気防食の利点
１） 再劣化しない
２） 多量の塩分が存在する環境でも防食可能
３） 塩分を含有するコンクリートの除去が不要
４） 鉄筋の防錆処理が不要
５） 防食効果の確認が容易
腐食反応
を
直接制御
する防食方法
電気化学的に
電気防食実験（電気防食学習キット）
電気防食あり
実験後 実験前
電気防食の方式（通電方式）
外部電源方式 流電陽極方式
陽極（チタンなど）
直
流
電
源
鉄 筋
防
食
電
流
鉄 筋
防
食
電
流
陽極（亜鉛など）
外部電源方式と流電陽極方式
外部電源方式
電源装置が必要⇒電気代がかかる
耐用年数が長い（陽極材で異なる）
通電電流で防食効果がコントロールできる
流電陽極方式（犠牲防食方式）
電源が必要ない⇒陽極が消耗する
耐用年数に限度がある
発生電流量に限度がある⇒
防食効果が不十分な場合がある
20071205-4
電気防食の方式（陽極の形状）
面状陽極
線状陽極
エルガードシステムの陽極材
ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ陽極
（面状陽極）
ﾁﾀﾝﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ陽極
（線状陽極）
点状陽極
電気防食の方式（陽極の形状）
面状陽極
ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ陽極ﾁﾀﾝﾒｯｼｭ陽極方式
ﾊﾟﾈﾙ陽極方式
長所：電流分布の均一性に優れる 短所：設置全面の下地処理が必要電気防食の方式（陽極の形状）
線状陽極
ﾁﾀﾝﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ陽極ﾁﾀﾝﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ陽極方式
長所：部分的な前処理で良い 短所：美観に劣る電気防食の構成
陽極材 照合電極 陽極被覆材 ﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰﾀ 直 流 電 源 鉄筋大井埠頭
桟橋下面への適用事例
（チタンメッシュ陽極１回路）
側面
底面
施工手順
直流電源装置設置工
配
線
配
管
工
陽
極
設
置
工
排流端子・照合電極設置工
下
地
処
理
施
工
前
処
理
START END・ﾒｯｼｭ
・ﾘﾎﾞﾝﾒｯｼｭ
・ﾊﾟﾈﾙ
各陽極材で 陽極設置 方法が異なる 他の施工手順は 同一1）マーキング工
鋼材 コンクリート
2）表面露出金属探査除去復旧工
コンクリート
セパレータ等 はつり
3）排流端子・照合電極取付け部
はつり工
鋼材 コンクリート
4）排流端子設置工
鋼材
コンクリート
排流端子 溶接
5）照合電極設置工
鋼材
コンクリート
6）はつり部復旧工
鋼材
コンクリート
7）陽極設置部溝はつり工
２５mm
２０mm
8）パテ補修・異物除去
パテ処理 溝切部
9）陽極設置工
プラスチック釘 チタンリボンメッシュ陽極
10）ディストリビュータ設置工
チタンリボンメッシュ陽極 ディストリビュータ スポット溶接
11）陽極被覆工
チタンリボンメッシュ陽極
12）配線・配管工
プルボックス
13）直流電源設置工
直流電源BOX 調 節 つ ま み スイッチ 直流電源装置北海道開発局 ＲＣ道路橋 北海道開発局 ＲＣ覆道 青森県 ＰＣ道路橋 青森県 ＰＣ道路橋 青森県 ＰＣ道路橋 ＪＲ東日本 ＰＣ鉄道橋 国土交通省 ＰＣ道路橋 国土交通省 新設ＰＣ道路橋 東京港埠頭公社 ＲＣ桟橋 横浜市 ＰＣ桟橋 三重県 ＰＣ道路橋 電力会社 揚油桟橋 八幡浜市 ＲＣ桟橋 ＪＲ西日本 ＲＣ鉄道橋 国土交通省 ＲＣ桟橋 ＪＲ西日本 ＲＣ鉄道橋 今治市 ＲＣ桟橋 民間 新設ＰＣ桁 民間住宅 ＲＣガレージ 日本道路公団 橋梁 沖縄総合事務所 ＰＣ道路橋 民間 ＲＣ倉庫
2010年3月末
現在
約14万m
2エルガードシステム
施工実績
http://www.elgard.com/にリスト掲載桟橋の施工事例
桟橋下面への適用事例
（チタンリボンメッシュ＋パネル陽極方式）
杭
梁
(ﾊﾟﾈﾙ) 床版下面 (リボンメッ シュ)揚油桟橋への適用事例
施工面積３,７５０㎡ 防食回路１５回路
ＰＣ橋への適用事例
（チタンメッシュ陽極方式）
張出部
側面
底面
ＰＣボックス桁梁への適用事例
（チタンメッシュ陽極方式；施工
5年後）
ＰＣ橋梁への適用事例
（チタンリボンメッシュ陽極方式）
側面
底面
（はく落防止対策併用）
