第 7 章コンクリート部材の塩害対策 7.1 一 般 3-コ 適応範囲 3-コ 基本方針 3-コ 塩害の影響地域 3-コ 下部構造およびコンクリート上部構造に対する塩害対策 3-コ 路面凍結防止剤の散布による塩害および

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1 第 7 章コンクリート部材の塩害対策

2 第 7 章コンクリート部材の塩害対策 7.1 一 般 3-コ 適応範囲 3-コ 基本方針 3-コ 塩害の影響地域 3-コ 下部構造およびコンクリート上部構造に対する塩害対策 3-コ 路面凍結防止剤の散布による塩害および凍 塩害への対策 3-コ7-5

3 第 7 章コンクリート部材の塩害対策 7.1 一般 (1) 橋梁の鉄筋コンクリート部材およびプレストレスコンクリート部材に対する塩害対策は 道路橋示方書 同解説 Ⅲ コンクリート橋編および Ⅳ 下部工編 ( 平成 24 年 3 月 日本道路協会 ) の 耐久性の検討 に準拠し 決定する (2) 塩害対策工法の比較検討を行う際には ライフサイクルコスト (LCC) にて経済比較を行うこと 解説 (1) 下部構造やコンクリート上部構造の塩害に対しては 道路橋示方書 同解説 ( 以下 道示 ) の 耐久性の検討 に準拠し 対策工法を決定すること また 関連資料として コンクリート標準示方書 ( 土木学会 ) を参考にするとよい (2) LCC 算出のための期間は 道示において耐久性に関する設計上の目標期間として 100 年と示されていることから これに準拠する 7.2 適応範囲 (1) 本章の適応範囲は 北海道開発局における新設橋梁の予備設計および詳細設計を対象とする 解説 (1) 本章の適応範囲は 新設橋梁のみを対象とした 既設橋梁においても塩害による損傷への対応は重要な課題である しかし 既設橋梁の対策工を決定するためには その橋の供用期間や損傷程度など 個別の条件を考慮する必要がある したがって 現時点では本規定の適応範囲を新設橋梁にとどめ 引き続き資料の収集や各対策工法の効果の検証を行い 今後適応範囲を拡大したいと考えている 3-コ7-1 H26.04 改訂

4 7.3 基本方針 塩害の影響地域 (1) 塩害の影響による最小かぶりの値は 道示コンクリート橋編および下部構造編の規定に準拠する (2) 塩害の対策区分については 表 および図 に示す地域にて区分する 表 塩害の影響地域 地域区分 B C 地域 図 の太線 ( 表 7.3.2) に示す地域 上記以外の地域 海岸線からの距離 塩害の影響度合いと対策区分対策区分影響度合い 海上部および海岸線から100mまで S 影響が激しい 100mをこえて300mまで Ⅰ 300mをこえて500mまで Ⅱ 影響を受ける 500mをこえて700mまで Ⅲ 海上部および海岸線から20mまで S 影響が激しい 20mをこえて50mまで Ⅰ 50mをこえて100mまで Ⅱ 影響を受ける 100mをこえて200mまで Ⅲ 地域区分 B 地域区分 C 図 塩害の影響の度合いの地域区分 表 地域区分 B とする地域 宗谷総合振興局の稚内市 猿払村 礼文町 利尻町 利尻富士町 幌延町 豊富町 留萌振興局 石狩振興局 後志総合振興局 檜山振興局 渡島総合振興局の松前町 八雲町 ( 旧熊石町の地区に限る ) 3-コ7-2 H26.04 改訂

5 解説 (1) 最小かぶりの値については 道示コンクリート橋編および下部構造編の 耐久性の検討 の章に示されている値に準拠することとした (2) 地域区分について道示に準拠することとした 北海道においては 表 に示す地域を地域区分 B とする ただし 地域区分 C においても 過去の事例や近接構造物の状況から塩害の影響の度合いが大きいと判断される場合には地域区分 B としてよい 下部構造およびコンクリート上部構造に対する塩害対策 (1) 対策区分 Ⅰ~Ⅲ に対しては 表 に示す道示の最小かぶりでの対応を原則とする 表 塩害の影響による最小かぶり (mm) 1 塗装鉄筋の使用又はコンクリート塗装を併用 2 塗装鉄筋 コンクリート塗装 埋設型枠等を併用 (2) 対策区分 S および Ⅰ(RC 上部構造 ) に対しては ( 最小かぶり + 対策工 ) の併用での対応を原則とする (3) 詳細設計時には劣化予測により対策工の妥当性を検証し最適工法を決定する 解説 塩害対策区分 S および Ⅰ(RC 上部構造 ) に対する対策工決定の基本的な流れを図 に示す (1) 対策区分 Ⅰ~Ⅲ の地域については 道示の最小かぶりのみで対応することを基本とした ただし 個別の条件によりこれ以外の方法を採用する場合には 別途検討すること (2) 対策区分 S および Ⅰ(RC 上部構造 ) については 最小かぶりと対策工の併用で対応することを基本とした 対策工法を選定する際には それぞれの設計段階で確認すべき事項 ( 検討の目的 ) を十分に把握し それに見合った内容や精度にて検討を行うこと 塩害対策区分 S および Ⅰ(RC 上部構造 ) に対する対策工決定の基本的な流れを図 に示す 予備設計段階 : コンクリート橋上部構造案および下部構造に対して 塩害対策工法を想定し その概算工費を考慮すること また 詳細設計へ向けて事前の調査や検討が必要な場合には それらの項目や内容を整理しておくこと 詳細設計段階 : 架橋位置の塩害環境や架橋条件を考慮し 塩害対策としての効果や LCC による経済性など 実際に採用する対策工法が総合的に優れていることを確認することに主眼を置いた検討を行う なお 対策工として塗装鉄筋を使用する場合には 組立時の塗装損傷を防止するため 芯線径 0.9mm 以上のビニール被覆等の処置を講じた鉄線 を用いるなどの配慮を行うのが良い エポキシ樹脂塗装鉄筋を施工する際の留意事項として 土木学会コンクリートライブラリー 112 エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンクリート指針の設計施工指針 [ 改定版 ] を参照すること (3) 詳細設計段階で塩害対策を決定する際には Fick の拡散方程式 ( コンクリート標準示方書 ) を用いて鉄筋の劣化予測を行い LCC を考慮した比較検討により最適な対策工を決定する 3-コ7-3 H30.04 改訂

6 塩害に対する検討 架設環境を考慮して 対策区分を 1 段階上げる 1 ことができる 対策区分 :Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 塩害の影響度合いの判定道路橋示方書 : 対策区分 凍結防止剤に対して 地覆 剛性防護柵に対する対策工を採用 (7.3.3 路面凍結防止剤の散布による塩害への対策 ) 参照 鉄筋の最小かぶり ( 道示 ) 確保 対策区分 Ⅰ:50~90mm 対策区分 Ⅱ:35~70mm 対策区分 Ⅲ:25~50mm 対策区分 :S,Ⅰ(RC 上部 ) 鉄筋の最小かぶり ( 道示 ) 確保 対策区分 S:70~90mm 対策区分 Ⅰ(RC 上部 ):70mm 塗装鉄筋 コンクリート塗装 埋設型枠などを併用 対象橋梁にとって 最も適した塩害対策工法の決定を目的とした検討を行う 予備設計 予備設計 or 詳細設計 詳細設計 設計耐用期間の設定 耐用期間 :100 年 設計耐用期間の設定 耐用期間 :100 年機能損傷の目標 : 鋼材に腐食を生じさせない塩害対策目標値 : 鉄筋位置の塩化物イオン濃度を 鋼材の発錆限界値である1.2kg/m 3 以下におさえる 2 設計用環境外力の設定 構造物表面に作用する塩化物イオン濃度 Co(kg/m 3 ) の設定手法 1:2012 年制定コンクリート標準示方書の目安値より設定手法 2: 近隣の構造物に対する実測データなどにより設定 拡散係数の決定 コンクリートの塩化物イオン拡散係数の特性値 Dk は 次のいずれかの方法で求めるものとする 手法 1: 水セメント比と見掛けの拡散係数との関係式手法 2: 電気泳動法や浸せき法を用いた室内試験または自然暴露実験手法 3: 実構造物調査 鉄筋の劣化予測 Fick の拡散方程式により拡散予測を行う ( 設計耐用期間 表面塩化物イオン濃度 拡散係数 ) 塩害対策工法の決定 選定手法 : 維持管理のシナリオを描き LCC を考慮した比較検討を行う比較工法 : 塗装鉄筋コンクリート塗装埋設型枠工法決定 : 最適な対策工法を選定する 詳細設計に向けて提案 詳細設計において現地の環境条件を反映させた鉄筋の劣化予測を行うために 必要に応じて近隣構造物の塩化物イオン量調査や飛来塩分量調査を提案する 設計耐用期間の設定 塩害対策工法の目的に応じて適切な対策工法を選定する必要がある 対策例を以下に示す 対策工を決定する際には その効果を十分検討した上で決定すること 1 塩素イオンの遮断表面塗装 : コンクリート塗装により塩素イオンの進入を遮断表面含浸工法 : 薬剤などによりコンクリート表層を緻密な材料にする埋設型枠 : 本体コンクリートより緻密な材料を用いたプレキャスト型枠を使用する 2 鋼材を錆させない塗装鉄筋 : エポキシ樹脂で塗装した鉄筋を使用する電気防食 : 塩害のメカニズムである電気化学反応を停止 3 発錆までの時間をかせぐかぶり増加 : かぶりを大きくし 塩素イオンが鉄筋に到達する時間を伸ばす水セメント比の低減 : 高品質なコンクリートをつくる ( 拡散係数を小さくする ) 表面含浸工法 : 薬剤などによりコンクリート表層を緻密な材料にする埋設型枠 : 本体コンクリートより緻密な材料を用いたプレキャスト型枠を使用する透水型枠の使用 : 排水性を高め 表面の高品質化を図る高炉セメントの使用 : 塩素イオンの浸透拡散を抑制する維持管理のシナリオを描きLCCを考慮した比較検討を行う手法 1 補修繰り返し型手法 2 高耐久型 3 塩害を受けにくい構造 隅角部を少なくする隅角部付近の鉄筋の曲げ半径を大きくとる おわり 図 塩害対策の基本的な流れ 1 架橋地点の地形 気象 海象条件 近隣の鉄筋コンクリート構造物の損傷実態等を十分に検討し 対策区分を 1 段階上げてもよい 年制定の土木学会コンクリート標準示方書 [ 設計編 : 標準 ] には 鋼材腐食発生限界濃度をセメントの種類と水セメント比により算定する式が記載されているが 積雪寒冷地である北海道においては凍結融解作用を考慮して算定値より小さな値とする必要があるため 従来通り 1.2kg/m 3 以下におさえることとした 3 補修繰り返し型 とは 点検 補修を比較的短期間で繰り返すことにより 初期コストを抑えた手法をいう 高耐久型 とは 耐久性の高い対策を行うことにより 補修費用を抑えた手法をいう 3-コ7-4 H28.04 改訂

7 7.3.3 路面凍結防止剤の散布による塩害および凍 塩害への対策 (1) 路面凍結防止剤の散布による塩害に対して 橋梁の耐久性が損なわれないよう配慮する必要がある 高規格道路に関しては 対策を講じることを標準とする 一般国道に関しては 散布の有無を路線単位で設定していることから 近隣の橋梁または鉄筋コンクリート構造物の損傷の有無および散布状況などを考慮して 必要に応じて路線単位で対策工を検討することとする (2) 路面凍結防止剤の散布による塩害への対策工は 表 に示す対策区分 Ⅰ 相当の最小かぶりを確保することとする ただし 構造上かぶりを増加させるのが困難な部材に関しては 耐久性を向上させる別の対策工を検討すること (3) 路面凍結防止剤の散布による塩害への対策工が必要な部位に関しては 凍害 凍 塩害の複合 劣化を抑制する対策も併せて実施する必要がある 対策が必要な部位を下記に示す 1) 地覆 剛性防護柵 2) けた端部および橋座 解説 (1) 道示の 耐久性の検討 で示されているように 路面凍結防止剤 ( 融雪剤 ) を使用する橋およびこれに隣接する橋については 十分な配慮が必要である 高規格道路の場合には 将来的に塩害による損傷を受け補修工事を行うリスクを考慮して対策を講じることを標準とした 凍結防止剤による塩害の影響や損傷の度合いは 散布量や散布方法に関係するものと考えられるが 具体的な因果関係は未だ不明な点が多い 現時点では 散布量と損傷の程度を定量的に関連づけ 劣化予測を行うことは困難である そこで これらの関連性が明確になるまでの当面の対応方法として 近隣の橋梁や鉄筋コンクリート構造物の損傷の有無や架橋位置付近での散布の有無などを考慮し 必要に応じて路線単位で対策の検討を行うこととした ただし これらについては凍結防止剤に対する対策であり 海岸部の飛来塩分による塩害に対しては および に準拠し対策工法を決定すること (2) 路面凍結防止剤散布による塩害への対策工は 一般には対策区分 Ⅰ 相当の最小かぶりを確保するのが望ましいことからこれを標準とした ただし 地覆や剛性防護柵などのように 鉄筋かぶりを大きくした場合構造寸法の変更が生じ その影響が大きい部材もあることから 耐久性の向上を図る別の対策工を検討することとした (3) 路面凍結防止剤散布により塩害を受けやすく対策が必要な部位に関しては 凍害が生じた場合に凍 塩害の複合劣化が生じる危険性がある 以上のことから 凍害に対して耐久性を高める工法を採用することとした 各部位に対する一般的な対策工を参考として記載する 1) 地覆 剛性防護柵に対する対策 鉄筋の防錆性能を上げることにより 耐久性を向上させる対策工の採用 ( 塗装鉄筋 など ) コンクリート表層を緻密化することにより 塩害とともに凍害に対しても耐久性を向上させる対策工の採用 ( 表面含浸材 図 参照 ) 対策区分 Ⅰ 相当のかぶりを確保できない地覆や剛性防護柵に対して 鉄筋かぶりを大きくした場合には構造寸法の変更が生じその影響が大きいことから 当面の対策として基本寸法は変更せず 2 つの対策を併用することで耐久性の向上を図ることとした かぶりが確保できる下部工の地覆に関しては 凍害対策としての 表面含浸材 のみ実施すればよい 対策工法に関しては 同様な効果が期待できる工法などの使用を制限するものではなく 効果 耐久性を確認のした上でこれらの対策に換えて使用することができる 3-コ7-5 H23.04 改訂

8 急勾配 小半径 日陰部など重点散布箇所もしくは それに相当する環境か 図 路面凍結防止剤による塩害対策要否の判定フローチャート ( 対象は地覆 コンクリート剛性防護柵 ) 3-コ7-6 H23.04 改訂

9 2) けた端部および橋座など腐食環境の厳しい部位に対する対策伸縮装置から凍結防止剤を含んだ水が浸入する桁端部や橋座面に関しては 湿潤状態が長くなることも予想され 腐食環境の厳しい部位であると考えられる 以上より 対策が必要な橋梁では下記対策工を実施するのが望ましい けた端面 側面 底面 橋座面に対して耐久性を向上させる対策工を採用する ( 表面被覆材 や 表面含浸材 など ) 図 7.3.4(1) には PC 桁端部の塩害対策例 を記載しているが 伸縮装置からの漏水による影響が懸念される 他橋種の横桁 RC 巻立て部などの伸縮装置側 に関しても 同様に耐久性を向上させる対策工を採用するのが望ましい ( 表面被覆材 や 表面含浸材 など ) 沓座モルタル内に配置する補強格子鉄筋や沓座支圧補強鉄筋は塩害に対する最小かぶりを確保していないことから 耐腐食性材料を採用する ( 塗装鉄筋 や 炭素繊維などの非腐食性材料 など ) 対策工法を括弧内に例示しているが 同様な効果が期待できる工法などの使用を制限するものではなく 効果 耐久性を確認した上でこれらの対策に換えて使用することができる 図 7.3.4(1) PC 桁端部の塩害対策例 図 7.3.4(2) 橋座部分の塩害対策例 コンクリートの表面被覆材 表面含浸材の適用について表面含浸材の適用の際には 参考資料 B. 道路橋での表面含浸材の適用にあたっての留意事項 を参考にするとよい その他 コンクリートの劣化対策に用いる表面被覆材 表面含浸材の選定にあたっては以下の文献も参照すること 参考文献 土木学会コンクリート技術シリーズ58 コンクリートの表面被覆および表面改質に関する技術の現状 平成 16 年 2 月 土木学会コンクリート技術シリーズ59 コンクリートの表面被覆および表面改質に関するシンポジウム論文集 ~ 付録 : 表面被覆および表面改質に関する耐久性能調査シートおよび試験方法調査シート 平成 16 年 2 月 土木学会コンクリートライブラリー 119 表面保護工法設計施工指針 ( 案 ) 平成 17 年 4 月 土木学会コンクリートライブラリー 112 エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンクリートの設計施工指針 [ 改定版 ] 平成 15 年 11 月 塩害対策区分 Sの具体的対策例 ( 雑誌 道路 掲載 ) 道路協会コンクリート橋小委員会 3-コ7-7 H30.04 改訂

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