💡これまで扱った「中性化」「塩害」「ASR」は、どこでも起こりうる普遍的な劣化でした。
一方、今回解説する**「疲労」「化学的侵食」「火害」**は、発生環境が限定的ですが、他にはない際立った特徴を持っています。
試験では**「構造物の用途」と「劣化原因」がセットで問われやすい**のが特徴です。
- 例）道路橋の床版 \(\rightarrow\) 疲労
- 例）下水道 \(\rightarrow\) 生物化学的侵食
本稿では、診断の決め手となる**「キーワード」と、そこに至る「メカニズム」、そして「最終的な破壊形態」**に絞って解説します。
1. 疲労（Fatigue）：道路橋 RC 床版の SOS
【定義と対象】
一度では壊れないレベルの荷重が多数回繰り返され、損傷が蓄積して破壊に至る現象です。
試験では、ほぼ**「RC 床版（道路橋のコンクリート床）」**に関する出題が中心です。
【進行メカニズム（4段階）】
現場点検の実態に合わせ、劣化プロセスは以下の 4 段階で整理されます。
| 段階 | 状態・現象 |
| 潜伏期 （初期） | ・走行荷重により、床版下面に曲げひび割れが散発します。 ・橋軸直角方向（主鉄筋と直交）や橋軸方向に生じますが、まだ格子状にはなっていません。 |
| 進展期 | ・直交するひび割れが増えて交差し、**「格子状（グリッド状）」に発達します。 ・格子のサイズは、概ね床版厚相当（例：200〜300mm程度）**となる傾向があります。 ・白華（エフロレッセンス）や錆汁などの随伴現象が局所的に見られ始めます。 |
| 加速期 | ・ひび割れ同士が連結してブロック化します。 ・貫通ひび割れによる漏水・遊離石灰が顕在化し、角落ちが連続します。 ・床版上面では**「土砂化（砂状化）」**によるペースト欠損・骨材露出が進み、せん断耐力が著しく低下します。 |
| 劣化期 （破壊期） | ・最終的にタイヤ（輪荷重）直下で斜めひび割れが進展し、コーン状に抜け落ちる**「押し抜きせん断破壊」**に至ります。 ・走行安全や第三者被害のリスクが高く、床版の取替（更新）や抜本的な補強が必要な段階です。 |
出典：コンクリート工学会 コンクリートのひび割れ調査，補修・補強指針2022；ｐ105
🔍【診断キーワード】
- 格子状ひび割れ：床版下面に特徴的に現れるSOSサイン。
- 白華（エフロレッセンス）：遊離石灰が水に溶けて移動し、表面で炭酸化して白く析出する。（\(CO_2と反応してCaCO_3\)として析出）
- 土砂化：コンクリートのモルタル成分が失われ、砂利道のようにボロボロになる。
- 錆汁（さびじる）：ひび割れ等からの水分・酸素・塩分の浸入により鉄筋が腐食し、赤褐色の流出物が生じる。
2. 化学的侵食（Chemical Attack）：酸と硫酸塩
（1）酸による侵食（溶解型）
- 機構：\(Ca(OH)_2\) 等の水和物が酸と反応して溶出し、さらにC-S-H（ケイ酸カルシウム水和物）も分解され、組織が脆化・スカスカになる。
- 特徴：表面が軟化・脆化し、進行すると骨材が露出する。
- 時系列：表面軟化\(\rightarrow\) 骨材露出\(\rightarrow\) 断面欠損\(\rightarrow\) 鉄筋腐食
- 発生場所：化学工場、強酸性泉の温泉地、食品工場（乳酸・酢酸など）。
（2）硫酸塩による侵食（膨張型）
- 機構：外部からの硫酸イオン（\(SO_4^{2-}\)）がセメント成分と反応し、エトリンガイト（AFt）や二水石膏（\(CaSO_4 \cdot 2H_2O\)）を生成する。これらが生成時に**「体積膨張」**することでひび割れを起こす。
- ※内部の硫酸塩に起因する**DEF（遅延エトリンガイト生成）**という現象もあります。
- 発生場所：硫酸塩を含む土壌、海水、温泉地。
（3）下水道の生物化学的腐食（※最頻出）
下水管の上部（気相部）が溶ける現象です。プロセスが特殊なためよく出題されます。
- プロセス:
- 汚水中の有機物から**硫化水素\(H_2S\)**ガスが発生。
- 気相部の**「硫黄酸化細菌」**が、\(H_2S\)を酸化。
- 硫酸（\(H_2SO_4\)）を生成。
- 冠部（管頂部）のコンクリートが溶解する。
- 特徴：管頂部（気相部）が選択的に侵食され、流水部は比較的健全であることが多い。
- 注意：気相部の結露水は極端な低pH（強酸性）となり、進行を加速させます。
出典：コンクリート工学会 コンクリートのひび割れ調査，補修・補強指針2022；ｐ93
3. 火害（Fire Damage）：受熱温度の推定
火災に遭ったコンクリートは、高温により脱水・分解・組織変化が起こり、強度が低下します。
診断士は、受熱温度の推定と**「再使用可否の判断」**を行います。
【色調と状態の目安（暗記必須）】
受熱温度によって、コンクリートの色が変わります（※骨材の種類により差があるため注意）。
| 温度域 | 色調 | 状態・特徴 |
| 〜300℃ | すすけ（黒） | 表面の付着物が燃えた状態。強度低下は比較的小さい。 |
| 300〜600℃ | 淡桃色（ピンク） | 骨材中の鉄分酸化による変色。 \(Ca(OH)_2\) の分解域へ入り、アルカリ性の喪失（中性化の進行）が急速。 |
| 600〜900℃ | 灰白色 | 著しい強度低下。再使用は困難。 |
| 900℃〜 | 陶器状（クリーム色） | 溶融に近い変質。 |
【爆裂（爆裂剥落）と対策】
- 現象：急激な加熱で内部水分が水蒸気化し、閉じ込められた圧力で表面が剥落する現象。高強度コンクリートは組織が緻密なため、蒸気が逃げにくく爆裂しやすい傾向があります。
- 対策：ポリプロピレン（PP）繊維等の混入が、爆裂抑制に有効とされます。
【診断方法のステップ】
受熱温度推定 \(\rightarrow\) 再使用可否判断 の流れで行います。
- 現場：反発度法（リバウンドハンマー）、超音波伝播速度、外観・色調観察。
- 試験室：コア圧縮試験、熱分析（TG–DTA）、X 線回折（XRD）、薄片観察。
- ※中性化深度（フェノールフタレイン法の非発色域）の測定も、受熱範囲（\(Ca(OH)_2\)分解域）を知る有力な手がかりとなります。
まとめ：用途・環境特有の劣化診断チェック
| 劣化原因 | 進行・キーワード | 最終形態 |
| 疲労 （道路橋 RC 床版） | ・潜伏期 \(\rightarrow\) 進展期（格子状）\(\rightarrow\) 加速期（土砂化・漏水） ・キーワード：格子状ひび割れ／土砂化／漏水・遊離石灰 | 押し抜きせん断破壊 |
| 酸侵食 （温泉・工場） | ・キーワード：表面軟化／骨材露出 | 断面欠損・鉄筋腐食 |
| 下水道侵食 （生物化学） | ・キーワード：\(H_2S\)／硫黄酸化細菌／硫酸 | 管頂部の選択的侵食・崩落 |
| 火害 | ・キーワード：ピンク色（300〜600℃）／爆裂／深層中性化 | 強度低下と再使用可否判断 |
📢 次回予告：
メカニズム編はここまでです。
次回から**「診断士-07 調査・試験方法編」**へ突入します。
まずは、コンクリートを壊さずに中身を見る**「非破壊検査（電磁波レーダ・電磁誘導法）」**について。
- 「何が見えるのか？（鉄筋位置・かぶり・限界）」
- 「どうやって見るのか？（誘電率の差 vs 渦電流）」
- 「どう使い分けるのか？（現場での併用）」
これらを、鉄筋探査の仕組みから図解で分かりやすく解説します。
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