腐食センターニュースNo.056（）

Size: px

Start display at page:

Download "腐食センターニュースNo.056（）"

ただきよとくやす
5 years ago
Views:

1 ACM センサの利用例辻川茂男 1. 住宅内部位での環境腐食性調査この調査 1) は栃木県下都賀郡野木町にある鉄鋼系工業化住宅 (1985 年 4 月竣工, 家族 5 人が居住 ) において 1994 年 9 月 26 日から開始した ( 財 ) 日本建築センターの助成をえ ( 社 ) プレハブ建築協会の当時の幹事社であった積水ハウス株式会社のご好意に恵まれることができた住宅平面図を図 1 に示す ( ) 内に示した site 番号 1~10 には ACM センサおよび亜鉛めっき鋼板試験片を設置しこのうち * を付した 6 sites,1: 浴室壁内,4: 浴室天井裏,5: 厨房床下,6: 小屋裏 (2 階押入天井裏 ),7: 南面和室床下, および 10: 屋外においた測定器格納用犬小屋の軒下 ( 直接雨が当たらない ), には温湿度センサも併せて設置した - これら 6 部位では付着物量 Ws も決定できる図 1. 調査住宅の平面図,1 階 ( 上 ) 2 階 ( 下 ). ACM センサは site 1~10 のすべてに設置, 温湿度センサは * を付した 6 部位に設置 - これら部位で付着物量が測定できる. 1) 元田慎一, ほか 3 名 : 材料と環境,47,651~660(1998). 36

付着物量 Ws の測定図 2 には 1996 年 8 月 10,11,12 日の 3 日間でのA CMセンサ出力 I( 上図 ) と相対湿度 RH( 下図 ) との経時変化を示した site10( 屋外, ) において出力 I は毎日の正午前後にもっとも小さく真夜中の零時頃最大になるこれは RH の変化によく対応しているこれに比べて site 5( 厨房床下, ) は出力 I RH

2 付着物量 Ws の測定図 2 には 1996 年 8 月 10,11,12 日の 3 日間でのA CMセンサ出力 I( 上図 ) と相対湿度 RH( 下図 ) との経時変化を示した site10( 屋外, ) において出力 I は毎日の正午前後にもっとも小さく真夜中の零時頃最大になるこれは RH の変化によく対応しているこれに比べて site 5( 厨房床下, ) は出力 I RH とも変動が小さい図 3 はセンサ出力 I と RH との関係図で図中に記入した右上がりの曲線群は海塩付着量 Ws を変えたときの実測値 ( 較正曲線 ) でたとえば 0 を付したそれは Ws= 10 0 g/m 2, -1 は 10-1 g/m 2 のときの値であるこの図中に図 2 のデータを記入すると site10 のそれは Ws=10-3 g/m 2 と Ws=10-2 との間にならび site 5 のそれは Ws=10-4 g/m 2 と Ws=10-3 g/m 2 との間にならぶこれらデータと較正曲線との比較により Ws 値は site10 で約 g/m 2,site 5 では (3~4) 10-4 g/m 2 と推定され後者は前者の 1/10 である図年 8 月 10 日,11 日,12 日における ACM センサ出力 I と相対湿度 RH の経時変化. site10 は屋外のひさし下,site 5 は台所床下. 図 3 にはその他部位でのデータも記入されている site 5 と同じ床下部位である site 7(+) はほぼ同位置にプロットされこれらの延長低 RH 側に site 1 (, 浴室壁内 ) があるしかし天井裏にある site 4( ) site 6( ) の ACM センサ出力は 10-4 μa 未満で Ws は g/m 2 未満である *1 図 3 ACM センサ出力 I と相対湿度 RH との関係. 図 4 部位ごとに測定された付着物量 Ws の経時変化. 右上がりの実線は海塩付着量 Ws を変えて測定した site 1*(1995 年 10 月末から ) を除いて初期の測定不備が較正曲線,site10 のデータ ( ) は Ws=10-3 ~10-2 g/m 2, あり 1994 年 11 月末と 1995 年 4 月末にフィルターの site 5 のそれは Ws=10-4 ~10-3 g/m 2, に入っている. 性能改善を実施している. *1 site 4 のセンサ出力は設置開始後 4 年 10 ヶ月を経た 1999 年 7 月にはじめて検出され始めた元田慎一, ほか 3 名 : 第 131 回腐食防食シンポジウム資料,p.1(2001 年 6 月 ). 37

3 10-4 μa 超の有意な出力が検出された 4 部位については 3 年間の Ws の経時変化が図 4 のように求められた開始 200 日内の初期挙動に不備が認められこれらには簡易型フィルター ( フィルター 1,1994 年 11 月 30 日から ), 高性能フィルター ( フィルター 2,1995 年 4 月 27 日から ) の取り付けにより改善されたとみられるこれには以下の事情が参考になる ACM センサは垂直にのみ取りつけているのをただ一例水平にも取り付けた site 1(1995 年 10 月 25 日から ) では約 120 日後 (1996 年 2 月下旬 ) から Ws 値が増加し始め約 170 日でほぼ定常的付着量 g/m 2 となった住宅内部位では付着物量が定常値に達するのに 170 日 (1/2 年 ) も要するという事実は新しい発見であった, たとえば 1 年や数年の実曝露試験ではこの期間を除いて試験期間とせねばならない *2 *2 これらに比べて屋外では降雨により洗い流された付着物は 5 日 ( 静岡県清水市 ) 2 日 ( 沖縄県西原町 ) 経てば元の定常値を回復する, 材料と環境,43,550(1994). 2. 腐食速度各部位での普通鋼の腐食速 CR (Fe)(mm/y) は ACM センサ出力から求めた日平均電気量 Q(C/day) から求めた両者の関係式は log CR (Fe)= log Q である *3 めっき亜鉛の腐食速度 CR (Zn)(mm/y) はめっき鋼板試験片を設置 ( 曝露 ) していた 9 部位において求めた以下では各部位 4 試験片の最大値をとりあげる曝露期間は 3 年間であるが付着物量が定常値を示した 2.42 年で腐食量を除し CR (Zn) を算出している以上の CR (Fe) と CR (Zn) とを文献値と比較した図 5 は一般的な屋外曝露試験結果である図中 (+) 印で表示されている F. C. Porter による marine( 海洋環境 ) でのデータを除外してえた回帰式は右上がりの実直線で示され以下の式で表される log CR (Fe) = log CR (Zn) (2) 図 6 は本調査でえた CR(Fe),CR(Zn) の値 (Nogi town) を住宅分野での報告値 (San-in District) と比較したもので右上がりの実直線は上記の (2) である屋外値では野木 ( ) と山陰 ( ) とはよく合っている住宅内部位では山陰 ( ) データは回帰式まわりに分布するがややばらつきが大きく野木 ( ) データは CR (Zn) が回帰式より低めである *3 その後に公表した下記論文では,0.379 をに,0.723 をに修正している. 押川渡, ほか 3 名 : 材料と環境,51, (2002). 38

4 図 5 同一屋外地点に曝露された普通鋼とめっき亜鉛との図 6 住宅分野で測定された普通鋼とめっき亜鉛の腐食腐食速度の関係. 速度の関係. 山陰地方 (, ) と本調査 (, ). 右上がりの直線は+ 印を除いたデータの回帰線. 回帰線は図 5 と同じ. 上記山陰地方でえられたデータを同様に表示したものを図 7 に示すこの図において仮想的な標準地域屋外での腐食速度, 鋼材 α S =0.05mm/y, めっき亜鉛 α Z =11gm- 2 y- 1, およびそれらの 1/7 と実測値との比較を強調しているのは屋内部位は屋外の 1/7 以下とする建築分野で定着してきた経験則を視るためである住宅屋内外における鋼材めっき亜鉛の腐食速度 α s =0.05mm/y, α z =11gm- 2 y- 1. 図 7 山陰地方の 5 住宅で測定された鋼材 ( 普通鋼 ) とめっき亜鉛との腐食速度 2 ) 3 ) の, 標準的屋外腐食速度 ( 鋼材 α s, めっき亜鉛 α z ) との比較. 39

5 屋外部位では住宅 B において CR (Zn) (B ) がα z の約 2.5 倍とやや大きい床下部位での CR (Zn) が住宅 B,C,D,E でα z /7 を大きく超えているその他の屋内部位でα z /7 を大きく超えるのは住宅 E の一部位のみである以上のような特徴がよみとれ CR (Zn) に経験則からのずれがあることがわかる脚注 2) 石本徳三郎 : 日本建築学会大会学術講演梗概集,No.1223,p. 445(1986). 3) 石本徳三郎, 宮下優 : 日本建築学会大会学術講演梗概集,No.1183,p. 365(1987). 上記経験則の観点から本調査対象の部位毎の腐食速度をみてみよう表 1 4 ) の最左欄に site 1~10, その右に CR (Fe) を示した部位別係数 B( ) CR (10) /CR ( ) = = BX( ) BK( をこのように分解できる標準部位が存在するとき標準部位での露出度係数 BX =CR (10)/ CR,BK =1, である =2,3 と 8 での BX( ) はそれぞれ 7.0,7.2 と 6.7 であるから平均値 6.97 で経験則の 7 にも等しいとみなせるすなわちこれら 3 部位を標準部位とみなす部位係数 BK( = CR /CR であるから CR として =2,3,8 の 3 者の平均値 3.73μm/y を用いて最右欄のように算出した屋内標準部位での腐食速度 CR =CR (10)/BX は BX が大きいほど小さくなる, この意味では遮蔽度係数と解釈したい住宅が雨付着物などの侵入を遮蔽する機能度である部位係数 BK( =CR /CR が 1 より大きく低下している和室床下 ( 7 ;0.67) 台所床下( 5 ;0.79) では耐食措置を厚くするためにたとえば最下階の柱脚部の係数を 0.7 としている 4) 腐食防食協会編 : 住宅の腐食防食 Q&A, 丸善,p. 22(2004). 40

同様分野での適用例として以下の報告をあげる : 川口洋充, 辻村太佳夫 :ACM 型腐食センサで測定した屋外暴露試験場の環境腐食性, 第 48 回材料と環境討論会講演集,p. 89(2001). 友浦誠一郎, 横谷伸一 :3 棟の鉄鋼系工業化住宅各部における5 年間の環境測定と暴露試験および ACMモニタリング結果, 材料と環境 2007 講演集,p. 335(2007).

6 同様分野での適用例として以下の報告をあげる : 川口洋充, 辻村太佳夫 :ACM 型腐食センサで測定した屋外暴露試験場の環境腐食性, 第 48 回材料と環境討論会講演集,p. 89(2001). 友浦誠一郎, 横谷伸一 :3 棟の鉄鋼系工業化住宅各部における5 年間の環境測定と暴露試験および ACMモニタリング結果, 材料と環境 2007 講演集,p. 335(2007). 辻川茂男名誉教授内閣総理大臣賞受賞について辻川茂男東大名誉教授は原子力災害の防止および安全の向上に対する顕著な功績が認められ昨年 7 月 1 日の国民安全の日に総理大臣官邸において平成 22 年安全功労者表彰を受けられました辻川名誉教授は永年に亘り経済産業省の原子力発電関係の委員会委員としてご活躍されるとともに腐食防食協会においても原子力発電関連の防食に関する研究およびご指導を通じてその安全確保に貢献されてきておられます心からお祝い申し上げるとともに今後ともますますご活躍されることを祈念致します 41

ブック 1.indb

ブック 1.indb 論文吉崎布貴男 * 清水剛 ** Indoor Atmospheric Corrosion Resistance of Hot-dip Zn-%Al-%Mg Alloy Coated Steel Sheet at Prefabricated House Fukio Yoshizaki, Takeshi Shimizu Synopsis In order to investigate the corrosion

腐食センターニュースNo.056（ ）

腐食センターニュースNo.056（）