コンクリート構造物の補修・補強に関するフォーラム、コンクリート構造物の補修・補強材料情報
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中性化とは,pHが12~13の強アルカリ性であるコンクリートに大気中の二酸化炭素が侵入し,水酸化カルシウム等のセメント水和物と炭酸化反応を起こすことによって細孔溶液のpHを低下させる劣化現象です.|コンクリート構造物の補修・補強に関するフォーラム、コンクリート構造物の補修・補強材料情報|JCMA・一般社団法人コンクリートメンテナンス協会
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(1)中性化とは

 中性化とは,pHが12~13の強アルカリ性であるコンクリートに大気中の二酸化炭素(CO2)が侵入し,水酸化カルシウム等のセメント水和物と炭酸化反応を起こすことによって細孔溶液のpHを低下させる劣化現象です.この反応は図2-16に示す反応式で表すことができます.中性化の劣化因子は二酸化炭素なので,中性化はあらゆるコンクリート構造物にとって切実な問題となります.大気中の二酸化炭素濃度は年々増加の傾向を示しており,それに加えて自動車等の排気ガス中の亜硫酸ガス(SOx),それを含んだ酸性雨などもコンクリートを中性化させる原因となります.
図2-16 中性化の進行過程
図2-16 中性化の進行過程
 高アルカリ環境のコンクリート中にある鉄筋表面には不動態被膜が形成されていますが,pHが概ね11より低くなると不動態被膜は破壊され,鉄筋が腐食環境下に置かれることとなります.不動態被膜が破壊された後の鉄筋腐食の進行は,塩害の節で述べたとおりです(図2-2参照).鉄筋が腐食すると腐食箇所の体積が膨張し,その膨張圧によってコンクリートにひび割れが発生します.そのひび割れを通じて水分,酸素などの劣化因子の供給が容易になることにより,さらに鉄筋腐食が促進され,コンクリートはく離やはく落,鉄筋の断面減少を生じ,構造物の耐久性能,耐荷性能が低下していきます.これが中性化によるコンクリート構造物の劣化メカニズムです.鉄筋の腐食開始時期の判定基準は,一般的に中性化残り10mm以下とされています.
 中性化はコンクリート表面から内部へ向かって進行していきます.その進行速度は,コンクリートの通気性,含水率,強度,セメントの種類,配合,施工条件等のほか,温度,湿度,二酸化炭素濃度等の環境条件にも影響を受けることが知られています.


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