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中 性 化

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劣化メカニズム 中性化

Ｑ２．１

コンクリートの中性化とは何ですか？ 中性化によるコンクリートの劣化は、どのよう

なメカニズムで生じるのですか？

（コンクリートの中性化は、

「農業水利施設の長寿命化のための手引き(平成 23 年 5 月)」農林水産省農村振興局より

引用

（解説）

１．中性化とは・・・？

中性化は、本来高アルカリ性（ｐＨ12 以上)であるコンクリートが中性（ｐＨ8.5

～10）に近づく現象であり、最も一般的な中性化は大気中の二酸化炭素がコンクリ

ート内へ侵入し、コンクリートの空隙中の水分のｐＨを低下させる。大気中の二酸

化炭素がコンクリート中の空隙)に侵入し、内部へ拡散するため、コンクリート表面

から内部へと進行する。

２．中性化によるコンクリートの劣化とは・・・？

中性化による鉄筋コンクリートの劣化は、コンクリート内部の鋼材の不動態皮膜

の破壊（腐食保護機能の低下）による鋼材の発錆・腐食の発生により生じる。コン

クリートは高アルカリ性であり、鋼材はこのような環境下では腐食しない。しかし

ながら、二酸化炭酸がコンクリートに侵入しつづけ、コンクリートのｐＨが低下す

ると、不動態皮膜が破壊され、鋼材の腐食が始まり、これに伴い鋼材が膨張し、ひ

び割れ、剥離・剥落、鋼材断面の減少が発生する。コンクリート中の水分と酸素の

量により、鋼材の腐食進行速度は異なる。

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写真 中性化によるひび割れ・鉄筋の露出

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作成：関東農政局土地改良技術事務所

中性化の劣化メカニズム

大気中の炭酸ガスの侵入

◇大気中の炭酸ガスが毛管空隙より侵入し、内部へ拡散する。

ひび割れの発生

◇鋼材の体積が膨張する

◇膨張圧により被り厚の薄い場所から鋼材に沿ったひび割れが発生する。

鋼材断面の減少

◇腐食の進行に伴う鋼材の断面欠損が発生する。

コンクリートの剥離剥落

◇ひび割れ進行に伴うコンクリートの剥離剥落が発生する。

鋼材腐食の進行

◇一定量以上の炭酸ガス進入に伴う鋼材の不動態皮膜が破壊される。

◇腐食生成物が発生する。

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劣化メカニズム 中性化

Ｑ２．２

中性化によるコンクリートのひび割れの要因は、どのようなメカニズムで生じるのです

か？

「農業水利施設の長寿命化のための手引き(平成 23 年 5 月)」農林水産省農村

振興局より引用

（解説）

中性化は、コンクリート自体の品質、気温・湿度や、融雪剤の散布などの要因により影

響を受ける。

①材料・設計・施工の要因

「セメント」、「骨材」、「混和材料」が材料に起因する中性化の要因である。高炉セメント

は高炉スラグを混和材として使用しているが、スラグの使用量が増えると、ポゾラン反応に

よりコンクリート中の水酸化カルシウムが消費され中性化速度は増大する。通気性の高い

骨材を使用した場合、炭酸ガスの拡散が促進されるため中性化の速度は増大する。

コンクリートの表面仕上げを実施する場合やコンクリートのかぶり厚が大きいほど、大

気中の炭酸ガスの侵入が抑制されるため、コンクリートの中性化は進みにくい。締固め不足

による豆板（ジャンカ）1)及びコールドジョイントがあるほど、大気中の炭酸ガスの侵入が

促進されるため、コンクリートの中性化は進みやすい。さらに、中性化の原因となる炭酸ガ

スはコンクリート中の空隙（孔径 2nm～1μm）より侵入する。したがって、コンクリート

に水を多く添加するほど粗大な空隙が出来るため、水セメント比が大きいほど中性化が進

みやすい。また、水セメント比の違いにより、コンクリートの強度特性は異なる

さらに、鉄筋かぶりと設計基準強度がコンクリート標準示方書に規定されたのは 1978 年

であるので、それ以前に施工されたコンクリート構造物では、これらの考え方が反映されて

いないため、中性化が起こりやすい可能性がある。

②環境などの要因

中性化は、気温・湿度が高い地域、海から多く塩分が飛来する地域、融雪剤が散布される

地域で発生しやすい。中性化の進行速度は、湿度 50～60％で最大となり、それ以上になれ

ば、湿度が上がるほど小さくなるとともに、気温が高いほど大きくなる。

また、塩化物イオンによりコンクリート中の水酸化カルシウムが消費され、ｐＨが低下す

るため、海からの飛来塩分が多い地域や融雪剤散布がなされている地域では中性化の進行

速度は速くなる。

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【中性化とは】

中性化とは本来高アルカリ性（ｐＨ12 以上)であるコンクリートが中性（ｐＨ8.5～10）

に近づく現象である。最も一般的で代表的な中性化は、大気中の炭酸ガスのコンクリートへ

の拡散による炭酸化である。

中性化の要因

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劣化メカニズム 中性化

Ｑ２．３

コンクリートの中性化に関して、農業水利施設における留意点は何か？

「農業水利施設の長寿命化の手引き(平成 23 年 5 月)」農林水産省農村振興局より引用

（解説）

農業水利施設における中性化は比較的発生し難い環境にあるが、一部の施設では注意

する必要がある。

【気温及び湿度との関係】

・相対湿度が 80％以上の環境下にあるものが多く比較的中性化し難い

【中性化が進行しやすい施設】

・海岸保全施設や海岸付近に位置する開水路及び排水機場

・道路沿いに位置し、融雪剤の流れ込みが想定される開水路

・侵食性遊離炭酸が多く含まれている土壌と接するパイプライン（ＰＣ管）

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劣化メカニズム 中性化

Ｑ２．４

コンクリートの中性化に関して、化学などもっと専門的なことを学びたい？

「コンクリートの基礎講座」(一)材料試験センターのホームページを基に作成

http://www.jtccm.or.jp/library/jtccm/public/mokuji07/kikanshi/0704_konkurikiso.pdf

（解説）

コンクリートの中性化とは、硬化したコンクリート中の水酸化カルシウム［Ｃａ(Ｏ

Ｈ)2］が大気中の二酸化炭素ＣＯ2 の作用によって、徐々に炭酸カルシウムＣａＣＯ3 にな

り、コンクリートのアルカリ性が低下する現象のことです。すなわち、ｐＨが低下しま

す。化学式で表すと次のようになります。

Ｃａ(ＯＨ)2 ＋ ＣＯ2 → ＣａＣＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ

コンクリートの中性化を判断するには、フェノールフタレイン溶液をコンクリート表面

に噴霧し、赤紫色を呈しない部分を中性化していると判断します。フェノールフタレイン

溶液はｐＨ１０以上のアルカリ性では赤紫色を呈しますが、中性では無色を呈するからで

す。このため、ｐＨ１０以下を中性化していると判断します。

中性化深さＸと時間ｔの間には、

Ｘ＝ａ ｔ

の関係があります。ここで、ａを「中性化速度係数」と呼びます。コンクリート内部の鉄

筋まで中性化が進むとそのコンクリートは強度を失います。この式を用いてそこに達する

までの時間を予測することができます。

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「農業水利施設の機能保全の手引き総論編(平成 19 年 3 月)」農林水産省農村振興局より引

用 http://www.jtccm.or.jp/library/jtccm/public/mokuji07/kikanshi/0704_konkurikiso.pdf

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