株式会社ソテック　防蝕ドットコム

（＊空気中に0.03％含まれます。水に溶けると“炭酸”という弱い酸になります。）

 

炭酸ガスも、一応（弱）酸性物質ですから、コンクリートのアルカリ成分と中和反応をして、これを中性化します・・が・・この反応は、“遊離の水酸化カルシウム”を炭酸カルシウムというコンクリート構成成分に変えるだけですから、コンクリート自体には何のダメージも与えません。 それどころか、（それによって空隙率が下る分、）強度は上ります。
   つまり、“炭酸ガスによる中性化”は、腐蝕でも劣化でもありません。
        ・・だから、“この”中性化度は、コンクリート劣化の指標にはなりません・・

 

それに対し、塩酸や有機酸のような（炭酸よりは強い）強酸類は、勿論、遊離水酸化カルシウムを中和しますが、それに止まらず“炭酸カルシウムや珪酸カルシウム等のセメント構造体”にアタックして、内部構造の破壊と成分溶出をもたらしますから、立派な？腐蝕性物質です。
（構造体成分が溶出すれば、内部空隙が増えるので、強度が下がります。）
   だから、“こちらの”中性化度なら、コンクリート劣化の指標たり得ます。

 

そういう事情を考えると・・フェノールフタレン液を塗ってＰＨを調べ、その下がり具合を劣化の指標にする・・という（広く行われている）“コンクリート劣化検査法”は、本当に劣化の検査になっているのかどうか、疑問です。
・・だから、そんな回りくどい間接的なやり方より、シュミットハンマーで一撃して直接固さを調べる方が、より合理的です。
（もっとも、この方法も、硬さは分っても、それが“元々そういう数値だったのか？” それとも、“劣化した結果”そういう数値になったのか？は分りませんので、最終的には、“目視”と併用して、“常識”で判断するしかありません。 ）
・・常識的に言えば・・普通は・・（専門家？のように薬品や機器を使わなくても・・）・・腐蝕してるかどうかは“見れば”分ります・・

 

   ・・最近中性化が問題視されていますが・・
コンクリートの中性化が問題とされる所以は、PHが下ると鉄筋の不動態状態が壊れて、錆びる可能性が出てくるからですが、それはあくまで、鉄筋腐蝕の問題であり、コンクリートの腐蝕とは無関係の、独立した問題です。
“鉄筋コンクリート”という両者が複合したテーマであっても、両者の腐蝕原因や腐蝕機構は異なるので、対策は別々に考え、それを合理的に統合する・・という対処法が良いと思います。

 

・・水みちや、乾湿が繰り返される部分が集中的に腐蝕する現象があります・・

 

       コンクリート中のセメント分は、「酸を中和する」働きをもっています。
だから、酸に晒された時は、表面が犠牲となって内部を保護する形になります。
   （コンクリートの腐蝕メカニズムを考えるときは、それを、忘れないで下さい。）

 

さて、（極端に表現すると、）コンクリートは細孔だらけのスカスカの透水性材料であり、微量ながら、水も空気も自由に出入り出来ます。
その細孔内部で何が起るか・・ストーリーはこうなります・・ 細孔に浸透してきた酸（を含む水）はたちまち中和され、腐食性を失います。⇒その水がそこに留まるかぎり、新しい酸は浸入してこれません。（厳密には、拡散現象によって、微量のゆっくりとした浸入が続きますが・・）
だから、その状態が保持される限り、内部の腐蝕は殆んど進行しません。
しかし、もし、この水が何処かに行ってしまったら・・・そこに、新たな酸が浸入するスペースが出来ます。
つまり、乾湿繰り返しは、腐食性の液を、細孔内部に呼び込む働きをするため、腐蝕が促進されます。

 

このように、水（や腐食性物質）が浸入する場所や、それが透過する通路は全てコンクリートの内部空隙です。 そしてまた、腐蝕や化学反応が起る場所も内部空隙です。

だから・・
コンクリートの内部空隙が増えると、腐蝕は早くなります。

（逆に・・内部空隙が減れば、腐蝕は遅くなります。）

 

ちなみに・・コンクリートを練る水を増やせば⇒空隙は増えますから、最近のポンプ打ちコンクリートのように多量の水を使う方式は・・水の使用量が少なかった昔の固練り突き固め方式より内部空隙が増えます。 ・・よって、次の結論が導かれます・・
今の現場打ちコンクリートは、昔のものより劣化が早い！

・・みず道が腐蝕し易いのは・・

   新たな水が供給され続け、それによって成分が溶出し続けるのが原因です。
（だから、水の入り口を放置して、出口を塞いでも、腐蝕の進行は止まります。）

 

 

追加項目・・＊水の凍結（寒い地方の皆様はご注意下さい。）

 

   水は、結晶化すると“体積が増える”という“変った性質”を持っています。
だから、コンクリート（の細孔）に水を滲みこませて凍結させると、⇒膨張圧で周囲を破壊します。
例えば・・液化窒素ガス（－60℃）を使って瞬間冷凍食品を作っている工場ラインの床コンクリートや、冷凍冷蔵庫の床は、「キチンと防水措置をしていないと」表面からグチャグチャになって崩れてきます。“凍結しっぱなし”なら、大した被害は無いのですが、凍結融解を繰り返えすと、（押したり戻したりが繰り返えされるので、）被害は大きくなります。
但し・・「コンクリートの中に常在する遊離水」・・にビクビクする必要はありません。
そういう、内部の“非常に微細な”間隙に閉じ込められた水は「少々の低温では凍りません。」
（理由の説明は、長くなるので省きます。）
・・だから、問題なのは・・「大きな間隙に溜まっている水」だけです。

 

だから・・極寒地方では・・もし、コンクリート表面にひび割れや空隙を見つけたら⇒すぐに防水を被せるか、「適当な物（＾＾）を流し込んで水が入らないように」する必要があります。

 

これはコンクリート中の骨材である砕石や砂利や砂が多少ややこしい経緯を経て、水を吸って膨らんでコンクリートを割る現象です。
石が水を吸って膨らむ？・・ンなアホナ・・とお思いでしょうが・・ “ややこしい経緯” という語にご注目されたし。 まず石が溶ける話から・・石は水に溶けます。
石の主成分であるシリカの溶解は日常の時間感覚とは桁外れにゆっくりと進行し、溶解量もチョー微々たるものですから、グラスの水にガラスが溶けているとは誰も感じないでしょうが、溶けているのは事実です。
結晶の構造が乱れている方が溶け易くなります。
ちなみに、アマゾン河口にあるとかの硅石鉱床は、上流から溶解して運ばれてきたシリカが、数億年という地質学的時間によって沈殿堆積して出来たものだそうです。
身近？な例では、化石の一種である硅化木も、そういうメカニズムで出来たそうです。
（といっても、誰か、1億年かけて、実験して確かめたわけではないようです。）
さて、苛性ソーダは（日常的時間で）ガラスを侵しますが、これは微かな酸性物質であるシリカと強アルカリの苛性ソーダが中和反応してシリカより遥かに水に溶け易い硅酸ソーダに変るからです。
このように、強アルカリ物質の共存はシリカの溶出を（大幅に）助長します。

（ちなみに、コンクリートは強アルカリ物質です。）

溶出したシリカは周囲のＣａイオンや、（海砂等に混じっているＮａイオン）とくっついて、ゴチャゴチャとした経緯で最終的には水を吸って膨らみます。

 

余談ですが、水ガラスは硅砂と苛性ソーダを熔融混合して作ります。
これは、化学屋がやる“元祖”アルカリ骨材反応であり、製品である珪酸ソーダは、水を吸うだけでなく、完全に水に溶けます。（その時、勿論、体積が増えます。）
ついでに言えば乾燥剤のシリカゲルは、その水溶液に酸を加えて沈殿させた多孔質シリカです。
この沈殿反応は、光触媒反応を阻止する目的で、塗料の白色顔料である酸化チタンの表面にシリカを被覆するのにも使われます。だから、アルコツ反応の主役の親類は、身の回りの塗料の殆んど全てに入っています。

 

ところで、自然の岩石の大半はシリカが主成分であり、これに様々な無機酸化物が結合あるいは混在した物です。結合物が例えばナトリウム等のアルカリ金属酸化物であると当然水ガラス的性質が増し、それだけ水に溶け易くなります。
つまり、そういう種類の岩石を骨材に使うと、それがコンクリート内部の強アルカリ雰囲気に助長されて、たった5年10年あるいは数十年といった程度の“極めて短い時間で”水に溶け、ゲル化し、水を吸って膨らみ、頭書のトラブルを起します。

アルカリ骨材反応というのは、そういう反応です。     

 

大よそ、こういった物や事柄が、雨水・廃水に関わるコンクリート腐蝕の原因です。