コンクリートの炭素化と中性化現象

コンクリートの中性化

コンクリートの中性化

セメントと水の化合によって水酸化カルシウムができ、
この水酸化カルシウムは、
コンクリート中で結晶、または飽和水溶液として存在しています。

 

この飽和水溶液は、pH(水素イオン濃度)であらわすと、
pH12.5前後の強いアルカリ性を示します。

 

この状態のところにコンクリートの表面から徐々に大気中の炭酸ガスが侵入すると、
飽和水溶液となって水酸化カルシウムは、炭酸ガスと反応し、
炭酸カルシウムに変わります。

 

すると、コンクリートは水素イオン濃度でpH10前後になり、アルカリ性が消失します。

 

このようなコンクリートの炭酸化現象を「中性化」といいます。

 

水素イオン濃度は、pH7を境とし、
pH7以上を「アルカリ性」、pH7以下を「酸性」といいますが、
pH10前後になるということは、pH7に限りなく近づくことになるので、
「中性化」という言葉で表されるのです。

 

大気中の炭酸ガスは微量のため、
通常コンクリート構造物の中性化は、徐々に表面より進行し、
長い年月をかけて鉄筋まで達します。

 

鉄筋まで達してしまうと、
鉄筋の表面を覆っていた不働態被膜が破壊されるため、
鉄筋に錆が発生し、酸化鉄となり、鉄筋の体積は約2.5倍もに膨張し、
その膨張力によって鉄筋のかぶりコンクリート部にひび割れが起こります。

 

すると、ひび割れの部分から雨水と炭酸ガスが侵入し、
さらに鉄筋の錆が進行し、膨張による圧力も大きくなるので、
かぶりコンクリートも剥離し、破壊します。

 

この「破壊」が、コンクリート構造物の耐久性に大きな影響を与える
コンクリートの中性化による被害です。

 

コンクリートの中性化を見てみると、炭酸ガスだけでなく、
亜硫酸ガス熱等の作用にも大きく影響されていることが分かります。

 

とはいっても、実際のコンクリート構造物における中性化は、
大部分が大気中の炭酸ガスとの反応によるものです。

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