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11.6 : 鉄筋の腐食

コンクリート内の鉄筋の腐食は、材料の固有の特性と外部要因によって影響を受けるプロセスです。コンクリートに含まれる水酸化カルシウムによってもたらされる約 13 の高い pH レベルは、鉄筋の表面に不活性な酸化鉄層の形成を促進し、鉄筋を最初に保護します。

しかし、時間が経つと、炭酸化、塩化物侵入、亀裂などの特定の状況下では、この保護状態が損なわれる可能性があります。鋼鉄には、陽極領域と陰極領域と呼ばれる異なる電気化学電位を持つ領域があります。塩を含む水和セメントペーストは、これらの領域を接続する電解質として機能します。陽極領域では、鋼鉄の鉄が正に帯電したイオンとして電解質に溶解し、陰極領域では、周囲のコンクリートからの水と酸素を含む反応で電子が消費され、ヒドロキシルイオンが生成されます。

これらの水酸化イオンは溶解した鉄と結合して水酸化鉄(III)を生成し、これがさらに酸化されて錆になります。塩化物イオンが存在すると、このプロセスが悪化し、保護酸化鉄層を攻撃する塩酸を形成して局部的な孔食が発生します。この腐食により鋼が膨張し、コンクリートに亀裂や剥離が生じる可能性があります。

鉄筋の腐食を防ぐ対策としては、鉄筋自体にエポキシや亜鉛などの保護コーティングを施したり、コンクリートの品質を改善して浸水性を低減し、腐食剤の侵入を防ぐことなどが挙げられます。

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CorrosionSteel ReinforcementConcretePassive Iron Oxide LayerCarbonationChloride IngressAnodic RegionsCathodic RegionsElectrolyteHydroxyl IonsFerric HydroxideRustLocalized Pitting CorrosionProtective CoatingsEpoxyConcrete Permeability

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