鋼橋の防食とは？塗装・耐候性鋼材・溶融亜鉛めっき・電気防食で腐食を防ぐ

鋼橋の防食には塗装・耐候性鋼材・溶融亜鉛めっき・電気防食があり、塗膜やめっき、保護性さびで腐食を防ぎます。

防食の目的

鋼材は、水・酸素・酸類・塩類などの腐食因子にさらされるとさびます。防食は、これらの腐食因子を鋼材に触れさせないようにして、腐食を防ぐことが目的です。鋼橋では、長く使うために防食が欠かせません。

防食の方法

塗装

塗装は、金属の表面に塗膜をつくり、腐食因子である水・酸素・酸類・塩類などを遮断する方法です。塗装の仕様に適合した塗料を使います。

鋼がさびるには水と酸素の両方が要ります。どちらか一方でも断てば腐食は進みません。防食がどれも「表面をどうにかする」話になるのは、水と酸素は表面からしか入ってこないからです。塗装は、その入口をふさぐいちばん素直な方法です。

耐候性鋼材

耐候性鋼材は、表面に緻密な保護性さび（安定さび）の層を形成させ、それ以上さびが内部へ進むのを抑える鋼材です。保護性さびを形成させるには、表面に塩分が付着するのを防ぐなどの管理が必要です。

溶融亜鉛めっき

溶融亜鉛めっきは、鋼材を溶かした亜鉛に浸けて、表面を亜鉛の皮膜で覆う方法です。亜鉛が先に消耗して鋼材を守ります。亜鉛が残って防食機能を保っている必要があります。

めっきした面に塗装するときは、そのままでは塗料が乗りません。亜鉛の表面はなめらかで、塗膜が付きにくいためです。りん酸塩処理などで表面をあらかじめ処理してから塗る必要があります。「めっき面はそのまま塗装できる」とする肢は、ここを飛ばしています。

電気防食

電気防食は、腐食環境下に設置した電極から鋼材に直流電流を通電し、鋼材の電位を腐食電位より低くして、腐食を抑制する方法です。

4つは「守り方」で2組に分かれる

4つを別々に覚えると混ざります。鋼材を覆って隔てるか、鋼材の代わりに何かを犠牲にするかで2組に分けると整理できます。

塗装は、水と酸素を鋼材に触れさせないための膜です。単純ですが、膜が切れればそこから錆びます。だから定期的な塗り替えが前提になります。

溶融亜鉛めっきと電気防食は考え方が違います。鉄より先に溶けるものを用意して、そちらを犠牲にします。亜鉛は鉄より腐食しやすい金属なので、傷がついて鉄が露出しても、まわりの亜鉛が先に溶けて鉄を守ります。塗装では傷から錆びますが、めっきは傷にも耐えます。

ただし亜鉛は減り続けます。「亜鉛が残って防食機能を保っている必要がある」とされるのは、身代わりが尽きたら守れないからです。電気防食で電極が消耗するのも同じ理屈です。

耐候性鋼材だけが「さびを利用する」

4つの中で耐候性鋼材だけは、さびを取り除くのではなく、さびさせて守ります。ふつうの鋼のさびはボロボロと剥がれ、下の鉄が次々に露出します。耐候性鋼材は、少量の銅やクロムなどを加えることで、緻密で剥がれにくいさびの層をつくります。この層が水と酸素を遮り、それ以上内部へ進みません。

ここから、使える場所の条件も出てきます。

• 塩分が付着すると、緻密な層ができません。海岸に近い場所や凍結防止剤を散布する場所には向きません。
• 乾湿がくり返される環境が必要です。ずっと濡れたままの場所では層が安定しません。

「表面に塩分が付着するのを防ぐなどの管理が必要」とされるのは、このためです。放っておけば勝手に守られる材料ではありません。塗り替えが不要なぶん、置く場所を選ぶ——これが耐候性鋼材の性格です。

過去問でどう問われたか

鋼橋の防食は、1級で各方法のしくみや補修の仕方が正誤判定で問われます。問われ方は3つの型に分かれます。

①各防食法のしくみの取り違え（とくに溶融亜鉛めっきの補修）、②耐候性鋼材の管理（保護性さび・塩分・ブラスト）、③塗装の施工（塗重ね間隔・乾燥）です。

溶融亜鉛めっきの亜鉛が消耗して鋼材が腐食し始めた場合に「めっきで補修する」とする記述は誤りです。現場でのめっきのやり直しは難しいため、塗装（有機ジンクリッチペイントなど）で補修します。

覚えるのは、溶融亜鉛めっき面の補修は塗装で行うこと、そして耐候性鋼材は保護性さびで守るため塩分の付着を防ぐことです。

理解度チェック

まとめ

鋼橋の防食には、塗装・耐候性鋼材・溶融亜鉛めっき・電気防食があります。

溶融亜鉛めっき面の補修は、塗装などで行うのが要点です。

めっきで補修するとした誤りが、過去問でよく問われます。現場で溶かした亜鉛に浸けることはできないので、補修は塗装などで行います。工場で行う処理と現場でできる処置は別だ、と押さえておくと確実です。