防食概論:防食の基礎

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          【防食設計(環境の腐食性)】

 鋼橋などの陸上構造物では,【鋼の腐食】・ 【大気環境の腐食】の項で解説したように,鋼材表面の濡れの影響を受けて腐食が進む。
 表面の濡れは,架設地の気象因子に加えて,鋼表面に付着する大気汚染物質(特に海塩粒子等の塩化物や硫黄酸化物など)の影響を強く受ける。鋼橋の防食設計では,第一に,架設環境の腐食性把握が必要である。
 次いで,構造物の局部的,局所的な腐食性把握が望まれる。つまり,鋼橋などの鋼構造物では,全面腐食が構造物健全性に致命的な影響を与えることはまれで,多くの場合は,局部腐食による健全性低下から補修・補強工事,架け替え工事に至る。
 局部腐食に至る主要因は,構造物の形状や部材の位置関係を理由とする漏水,滞水,塵埃堆積などのミクロ環境差,及び不適切な材料組み合わせによる異種金属接触腐食などである。
 このように,架設環境の腐食性把握に加え,構造物構造に起因する局部腐食の可能性把握も重要である。

【環境因子の把握】
 腐食に影響する環境因子(気象因子,及び環境汚染因子)の定量的把握を目的とする場合は,JIS Z 2381 「大気暴露試験方法通則」に規定する【環境因子の測定項目】が参考になる。
 環境汚染因子の具体的な計測方法は,JIS Z 2382 「大気環境の腐食性を評価するための環境汚染因子の測定」が参考になる。
 ここでは,主な環境汚染因子の計測や推定に関する要点を紹介する。

飛来塩分(海塩粒子付着量)
 JIS Z 2382に規定される方法を用いて,当該環境の海塩粒子量計測が望ましい。しかし,計測には少なくとも1年の期間と経費(最低でも月1回の回収と分析)が必要である。
 そこで,実測データが得られない状況では,次に示す立地条件や付近の構造物の腐食状況(特に,アルミニウムの孔食程度,溶融亜鉛めっき鋼のめっき消耗度など)を観察することで,海塩粒子の影響について,概略の推定が可能である。
 構造物の立地条件としては,海上の場合には海水面からの高さ,陸上の場合は海岸からの距離(離岸距離),及び構造物から海岸までの間の障害物(密集する建築物,防風・防砂林など)の有無,海域の特徴(太平洋側,日本海側,季節風の特徴など)から海塩粒子の飛来程度をある程度推定できる。
 
 飛来塩分(凍結防止剤)
 高速道路,及び主要国道では,地域によらず,冬季に凍結防止剤を散布していると想定してよい。
 凍結防止剤には,金属の腐食に影響する塩化ナトリウム,塩化カルシウムが主に用いられている。地域によっては腐食性を考慮し,CMA(カルシウム・マグネシウム・アセテート)を採用している場合もあるが,岩塩等に比較し非常に高価なため,札幌など限定された地域のみである。
 凍結防止剤を散布した構造物では,凍結防止剤の溶解した水の漏水による影響が大きい。また,自動車走行時の巻き上げで,道路から数100m以内の構造物に影響する。
 
 硫黄化合物等
 過去には人工的排出源として工場の排気ガスが指摘されていたが,1970年の大気汚染防止法大改正後に大規模工場からの排出量は激減している。
 しかしながら,小規模の発生源は現存しているので,構造物架設予定地周辺に,家畜飼育場,中規模以下の焼却炉などの排出源有無について調査を行うべきである。
 天然の排出源としては,火山,温泉などがある。これらの地域では,JIS Z 2382に規定される方法を用いて,硫黄化合物(SOxや硫化水素)の量を計測するか周辺構造物の腐食状況の観察などで腐食性を推定する。
 
 湿潤状態の継続性
 広域の気象条件は,気象庁の気象統計情報などを参考にするとよい。
 局所的な濡れ環境としては,構造物周辺の水環境(滝や漏水など),河川,湖沼上では水面からの高さ,周辺の地形(風通しなど),植生や構造物の構造上での滞水し易い構造,乾きにくい構造などの観察から局部・局所的腐食促進を推定できる。

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