こんなお悩みを解決します。
コンクリート中性化とは、空気中の二酸化炭素がコンクリート内部に入り込み、アルカリ性を徐々に失わせていく劣化現象です。
本来コンクリートは強いアルカリ性で鉄筋をサビから守っていますが、中性化が進むとその防護機能が弱まり、鉄筋腐食やひび割れ、剥落といった深刻なトラブルにつながります。
中性化は材料の配合や施工品質、周囲の湿度などさまざまな要因で進行速度が変わるため、仕組みを理解しておくことが耐久性確保の第一歩になります。
コンクリートの中性化とは？
コンクリートが中性化する原因や対策についてみていきましょう。
コンクリート中性化の意味
まずコンクリートの中性化とは、
空気中の二酸化炭素とコンクリート中の水酸化カルシウムが反応して炭酸カルシウムになり、コンクリートのアルカリ性が低下する現象
のことです。
本来コンクリートは強いアルカリ性で、内部の鉄筋をサビから守っていますが、時間が経つと空気中の二酸化炭素が入り込み、そのアルカリ性が少しずつ失われていきます。
コンクリート構造物の耐久性における劣化機構のひとつです。
中性化のほかにも、劣化機構には凍害、塩害、アルカリシリカ反応、化学的侵食などがあります。
コンクリートの劣化機構として必ずチェックしておきましょう。
なぜ劣化として問題になるのか
中性化が問題になるのは、鉄筋がサビやすくなるからです。
コンクリートは本来アルカリ性で、鉄筋をサビから守っていますが、中性化が進むとこの“防錆バリア”が弱くなります。
バリアがなくなった鉄筋は空気や水の影響を受けてサビ始め、サビた鉄筋は膨らむため、コンクリートにひび割れや剥落が起きやすくなります。
つまり、中性化は鉄筋腐食を引き起こし、構造物の強さや安全性を低下させるため、劣化として大きな問題になるのです。
コンクリート中性化の原因
コンクリート中性化の原因についてみていきましょう。
空気中の二酸化炭素（CO₂）が原因
中性化の原因は、ずばり空気中の「二酸化炭素」です。
コンクリートはもともと強いアルカリ性を持っていますが、時間がたつと表面からCO₂が少しずつ入り込み、内部の水分と反応してアルカリ性を弱めてしまいます。
つまり、CO₂がコンクリートの“守りの力”を奪っていくイメージです。
その結果、鉄筋を守るアルカリ性が失われ、鉄筋がサビやすくなるため、中性化は劣化の原因として重要視されています。
水分・湿度との関係
コンクリートの中性化は、空気中の二酸化炭素がコンクリート内部の水分に溶け込み、アルカリ性を弱めていくことで進行します。
そのため、水分や湿度は中性化の進み方に大きく影響します。
乾燥しすぎて水分がほとんどない環境では反応が起こりにくく、中性化はあまり進みません。
一方で、湿度が高すぎてコンクリートの細孔が水で満たされている状態では、二酸化炭素が内部に入りにくく、やはり中性化は進みにくくなります。
最も中性化が進みやすいのは、湿度50〜70％程度の“ほどよく湿った環境”で、軒下や半屋外のように雨に直接濡れず、適度な湿気が保たれる場所が典型例です。
このように、中性化は「二酸化炭素 × 水分」の反応で進むため、水分・湿度の状態が中性化の速度を左右する重要な要素となります。
配合（W/C）や締固めの影響
コンクリートの中性化は、二酸化炭素が内部の水分と反応してアルカリ性を失わせる現象で、その進みやすさは材料と施工と環境に左右されます。
水セメント比（W/C）が高いと空隙が増えてCO₂が入りやすくなり、締固め不足でも同じように空隙が残るため中性化が進みやすくなるので注意が必要です。
また、湿度50〜70％程度の“ほどよく湿った環境”ではCO₂が水に溶けて浸透しやすく、中性化が最も進行しやすくなります。
施工不良・ひび割れが与える影響
施工面では、締固め不足によって空隙やジャンカが残ると、そこがCO₂や水分の侵入経路となり、中性化を加速させます。
さらに、施工不良によって生じる表面の欠陥や仕上げ不良も、コンクリート表層の緻密さを損ない、中性化の進行を早める要因となりますのでご注意を！
また、ひび割れが発生すると、通常よりもはるかに速くCO₂と水分が内部へ到達するため、中性化がひび割れに沿って深く進みやすくなります。
コンクリート中性化のメカニズム
コンクリートで生じる【中性化】のメカニズムを解説していきます。
コンクリート内部で起きている化学反応
中性化の劣化のメカニズムは、中性化がすすみコンクリート内の鋼材位置まで達すると、鋼材腐食が生じます。
コンクリート内の鋼材の腐食がいったん始まってしまうと、腐食物の体積膨張により、コンクリートをひび割れやはく離させ、鋼材の腐食を引きおこします。
さらに腐食が進むと、鋼材の断面減少なども伴うようになるのです。
またコンクリートは圧縮強度に比べ、引張強度が弱いため、コンクリート補強材として鋼材をコンクリート中に埋め込まれていることが多いです。
そういうこと！
コンクリートと鋼材は切っても切れない関係なのです。
中性化の進行イメージ
コンクリートは本来「強いアルカリ性」を持っていて、鉄筋をサビから守る“バリア”の役割をしています。
ところが、長い年月が経つと、空気中の二酸化炭素（CO₂）が少しずつコンクリートの中に入り込み、このバリアが弱くなっていきます。
これがコンクリートの中性化です。
中性化は、次のようなイメージで進みます。
ポイント
-
① 表面からじわじわ進む
コンクリートの表面に触れたCO₂が、ゆっくりと内部へ染み込んでいきます。まるでスポンジに水が染み込むように、外側から内側へ向かって進行します。 -
② アルカリ性が少しずつ失われる
CO₂が入ってきた部分では、コンクリートのアルカリ性が弱まり、鉄筋を守る力が低下します。色で例えるなら、外側から“守りの膜”が薄くなっていくイメージです。 -
③ 中性化の前線が鉄筋に近づく
中性化は一定のスピードで進むため、時間が経つほど“中性化の境界線”が鉄筋に向かって近づいていきます。 -
④ 鉄筋に到達するとサビが始まる
中性化が鉄筋の位置まで達すると、鉄筋が空気や水の影響を受けやすくなり、サビが発生します。サビると鉄筋が膨張し、コンクリートがひび割れたり、剥がれたりする原因になります。
つまり、
「外側からCO₂が入り、守りのアルカリ性が少しずつ失われ、鉄筋に届くとサビが始まる」
これがコンクリート中性化の基本的な流れです。
中性化深さとは何か
中性化深さ（ちゅうせいかしんさ）とは、コンクリートの表面から、中性化がどれだけ内部に進んだかを示す“深さ”のことです。
もっと身近なイメージで言うと、
- コンクリートの外側からCO₂が入り込む
- アルカリ性が失われていく
- その“進んだ距離”を測ったもの
となります。
一方、コンクリートの中には鉄筋がありますよね。
鉄筋はアルカリ性のコンクリートに守られているのでサビません。
しかし、中性化が鉄筋の位置まで達すると鉄筋がサビやすくなり、ひび割れ・剥落などの劣化につながります。
コンクリート中性化の対策・抑制方法
コンクリート中性化を防ぐ対策や抑制方法を解説します。
設計・施工段階での対策
設計や施工の段階では、そもそも中性化が進みにくいコンクリートをつくることが重要です。
代表的な対策は次のとおりです。
ポイント
- 水セメント比（W/C）を低くして緻密なコンクリートにする
W/Cが低いほど空隙が少なく、CO₂が入りにくくなるため中性化しにくくなります。 - 十分なかぶり厚さを確保する
中性化は表面から進むため、鉄筋までの距離（かぶり）が厚いほど安全性が高まります。 - 締固めを適切に行い、空隙やジャンカをつくらない
施工不良による空隙はCO₂の侵入口となり、中性化を早める原因になります。 - 表面仕上げを丁寧に行い、表層を緻密にする
仕上げ不良は中性化の進行を早めるため、表面の品質確保が重要です。 - 表面被覆材（塗装・防水材）を使用する
CO₂や水分の侵入を抑えるため、外装材や塗膜防水も有効です。
維持管理・補修による対策
コクリート施工後は、中性化の進行状況を把握し、必要に応じて補修することがポイントです。
ポイント
- 定期点検で中性化深さやひび割れを確認する
フェノールフタレイン試験などで中性化の進行度を把握します。 - ひび割れ補修（樹脂注入・シール材充填）
ひび割れはCO₂と水分の“高速道路”になるため、早期補修が重要です。 - 表面被覆によるCO₂・水分の遮断
塗装や防水材で表面を保護し、中性化の進行を抑えます。 - 断面修復（中性化が鉄筋に到達した場合）
中性化が鉄筋まで達している場合は、劣化部分を除去し、鉄筋防錆処理を行ったうえで断面を補修します。 - 電気化学的防食（必要に応じて）
中性化が広範囲に進んでいる場合、再アルカリ化工法などの電気化学的手法を用いることもあります。
コンクリートの中性化とは？原因やメカニズムまとめ
コンクリート劣化機構についてサクッとチェックしておきたい方は、コンクリート劣化機構まとめをご確認ください。
今回は以上です。
ありがとうございました。