コンクリートの化学的侵食とは？原因・メカニズムと劣化を防ぐ対策を解説

コンクリートは強くて長寿命な材料ですが、化学的な作用によって劣化が進むと、ひび割れや強度低下など、構造物の安全性を脅かす深刻な問題につながります。

とくに酸性水・硫酸塩・塩化物などの化学物質は、コンクリート内部の成分と反応して組織を破壊し、劣化を加速させる原因になります。

この記事では、化学的侵食が起こるメカニズムや代表的な原因をわかりやすく整理し、実際に取られている対策方法までを体系的に解説します。

コンクリートの化学的侵食とは？メカニズムや原因

コンクリートの化学的侵食について解説していきます。

コンクリートの化学的侵食のメカニズムとは？

化学的侵食とは、酸性物質や硫酸イオンとの接触によりコンクリートの硬化体が分解したり、化合物生成時の膨張圧によってコンクリートが劣化する現象のことです。

コンクリートの化学的侵食のメカニズムは、コンクリート内部の成分（主に水酸化カルシウムやC-S-H など）と外部から侵入する化学物質が反応し、組織が分解・溶解・膨張することで劣化が進む現象として理解できます。

反応そのものは目に見えませんが、内部で静かに進行し、最終的にはひび割れ・強度低下・鉄筋腐食などの重大な損傷につながります。

コンクリートの化学的侵食の原因とは？

一般的には、コンクリートにおける化学的侵食の劣化要因は酸性物質や硫酸イオンと覚えておけばOKです。

また、酸性物質や硫酸イオンなどの侵入性物質以外にも以下のような原因も考えられます。

また代表的な化学的侵食の種類と特徴は以下のとおりです。

化学的侵食はコンクリート劣化機構の1つです

化学的侵食以外のコンクリート劣化機構についてはまた別記事でご確認ください。

コンクリートの化学的侵食の特徴

コンクリート化学的侵食の特徴はこちらです。

化学的侵食➀水に溶けにくいセメント水和物を可溶性物質に変化させる

コンクリート中のセメント水和物と化学反応を起こし、水に溶けにくいセメント水和物を可溶性物質に変化させます。

そうすると、コンクリート組織が多孔質化したり分解したりすることにより劣化の原因になります。

化学的侵食②膨張性化合物をつくる

化学的侵食により、コンクリート中のセメント水和物と反応して新たに膨張性化合物を生成します。

そしてこの膨張性化合物が生成するときの膨張圧により、コンクリートが破壊されてしまうのです。

化学的侵食③コンクリート中のセメント水和物が外に溶けだしてしまう

コンクリートが長期間にわたって水に接することも、化学的侵食が起こる原因のひとつです。

これによりコンクリート中のセメント水和物の成分が外部に溶けだして、コンクリートの硬化体組織が多孔化し、劣化します。

コンクリート内がスカスカになるイメージ

コンクリート化学的侵食の対策

化学的侵食の対策としては、以下の４つが考えられます。

コンクリート表面被覆

表面被覆とは、コンクリート構造物の表面に被覆材を塗布することです。

コンクリート表面に膜をつくるイメージですね。

コンクリートの劣化因子となる塩分・水・酸素・炭酸ガス等の外部からの浸入を抑制し、中性化・塩害・アルカリ骨材反応等の劣化対策において非常に有効な工法となります。

表面被覆工法には、有機系被覆と無機系被覆があり、対象となるコンクリート構造物の環境条件や予測される劣化要因に応じて、最も効果的な工法を選定すること大切です。

腐食防止処置がしてある補強材の使用

腐食防止としては、金属表面に被膜を形成するものがあります。

これらにより、化学的侵食を防ぐ効果があります。

かぶりを十分とるなどして鋼材を保護する

かぶりとは、鋼材からコンクリート表面までの最短キョリで計測したコンクリートの厚さです。

要はコンクリートに厚みをもたせれば、侵入性物質の侵入の可能性が低くなります。

水セメント比を小さくして密実なコンクリートとする

水セメント比とはW/ C（水÷セメント）のことです。

水セメント比が小さければ密度の高いコンクリートがつくれます。

可能な範囲で、水セメント比は小さくしましょう。

参考に、コンクリート標準示方書に記載されている水セメント比（％）の基準値をのせておきます。

コンクリートの化学的侵食｜メカニズムや原因・対策まとめ

今回は以上です。

参考になればうれしいです。

ありがとうございました。