なぜ「コンクリートの寿命は６０年」なのか？

　先日、コンクリートの建物はそれなりに持つの中で、”「鉄筋コンクリート製の建物の寿命は、６０年」ということになっている”と書いた。実はこの６０年という数字、税法で決まっている法定耐用年数のこと。現在、鉄筋コンクリート製の建物の法定耐用年数は４７年であるが、１９９８年に法律が改正されるまでは、６０年であった。
　では、この６０年という数字が、どこから出てきたのか？というと…

　コンクリートの「中性化」速度である。

　コンクリートはアルカリ性に保たれており、そのおかげで内部の鉄筋が錆びない。アルカリ性によって鉄筋表面に「不導体被膜」という、厚さ20～60オングルストームの薄い酸化膜ができる。これが鉄筋を保護している。
　ところが空気中の二酸化炭素により、コンクリートは表面からアルカリ性が「中和」されてゆく。具体的にはコンクリートの細孔に含まれる水溶液がアルカリ性を示しているのだが、空気中の二酸化炭素が溶け込むことにより、細孔溶液がアルカリ性から中性になる。これをコンクリートの中性化とよんでいる。

　コンクリートが中性化すると、鉄筋表面にある不導体被膜は破壊される。そこに水や酸素などの鉄筋劣化因子が侵入してくると、鉄筋が錆びてくる。鉄筋が錆びると体積が増え、膨張するので、その影響により鉄筋の外側のコンクリートが剥がれ落ちたりする。また鉄筋が完全に錆びてしまうと、鉄筋そのものが無くなってしまうわけだから、鉄筋コンクリート構造物としての機能を失うことになる。

　中性化はコンクリート表面から進んでゆく…年月が経つほど深い部分まで二酸化炭素が入り込むことになる…でもって、おおむね６０年ぐらいたつと、中性化が標準的な鉄筋コンクリートにおいて、鉄筋が埋まっている深さ３㎝ぐらいのところまで進む…だからそこを「コンクリートの寿命」としたのである。

　もちろんコンクリートが中性化したからといって、直ちに鉄筋が錆び、コンクリートが剥がれ落ちたり、崩壊するということはない。中性化が鉄筋の位置に達したとしても、酸素や水分が供給されないと、鉄筋は錆びない。また全てのコンクリート構造物が、一律に６０年経つと３㎝の深さまで中性化するわけでもない。作られたコンクリートの「品質」によりけりで、具体的には固くて緻密なコンクリートが出来ていれば、二酸化炭素や水などの劣化因子が侵入しにくくなるので、中性化速度も遅く、鉄筋が錆びるのも遅くなる。

　また先の記事でも触れたが、コンクリート表面に塗装を行い、二酸化炭素の進入を防ぐことで、中性化を遅らせることが出来る。塗装も、普通の塗料のようにコンクリート表面に塗膜を形成するものから、コンクリートの内部に浸透し、化学反応をおこしてコンクリート表面を緻密にするようなモノもある。後者のようなコンクリート保護材料は、含浸材ということもある。

　一旦中性化したコンクリートは、自然状態では元に戻ることはない。ただし、電気化学的な力を加えて、コンクリートにアルカリ性を再度付与することが可能である。コンクリート表面に、炭酸ナトリウム等の電解質溶液と陽極材を配置し、内部の鉄筋に電線をつないでマイナス側につないで５～５０Vの電圧をかけ、１A／㎡の電流を１～２週間程度流すのだ。こうすると鉄筋から表面にかけてのコンクリートが再度アルカリ性になる。ただし工事にはそれなりの設備が必要になる。大坂城の天守閣は、1996年の改修工事でこの「再アルカリ化工法」が行われている。

とまぁ、こんな具合である