コンクリートの腐食特性と基本分類

耐腐食性

コンクリートは耐久性に優れた素材ですが、本質的に不均質な多孔質素材であるため、二酸化炭素、水、塩化物イオン、硫酸塩などの外部要因による影響を受け、腐食し、劣化が加速され、耐用年数が大幅に短くなります。

塩の結晶化コンクリートが多量の可溶性塩化合物を含む水と接触すると、これらの塩がコンクリートに浸透します。水が蒸発するにつれて、塩はコンクリート内で継続的に濃縮され、最終的に結晶化します。この結晶化プロセスは多くの場合、体積膨張を伴い、コンクリートにひび割れや劣化を引き起こします。硫酸塩腐食はその典型的な例です。コンクリート材料の使用において、最も一般的な化学的腐食の形態は硫酸塩腐食です。硫酸塩はセメント中のアルミン酸カルシウムと反応して膨張性エトリンガイトを形成し、コンクリートにひび割れを引き起こします。このひび割れにより、硫酸塩によるコンクリートマトリックスの腐食がさらに加速されます。

白華現象コンクリートの表面から水分が染み出すと、必ず表面に白華現象が現れます。コンクリートから染み出した塩分は、水分が蒸発した後に結晶化したり、大気中の二酸化炭素と反応して結晶化したりします。これはコンクリート内部にかなりの浸透があることを示しており、多孔性が増加してコンクリート層の強度が低下し、侵食性化合物の影響を受けやすくなります。

酸とアルカリによる腐食コンクリートはアルカリ性の材料であり、通常はアルカリ腐食の影響を受けません。しかし、化学工場では、高濃度のアルカリ性物質に長時間さらされると、コンクリート材料が損傷することもあります。コンクリートは酸に対する耐性が弱いです。たとえば、炭酸は水酸化カルシウムと反応して、可溶性の重炭酸カルシウムを形成します。そのため、炭酸はコンクリートを著しく腐食します。これが、空気中の二酸化炭素がコンクリート材料を腐食する理由です。

基本分類

セメント系材料

無機セメント系材料コンクリート: 石灰珪酸塩セメント質コンクリート（珪酸塩コンクリートなど）、珪酸塩セメント系コンクリート（珪酸塩セメント、普通セメント、スラグセメント、フライアッシュセメント、ポゾランセメント、早強セメントコンクリートなど）、カルシウムアルミネートセメント系コンクリート（高アルミナセメント、純アルミネートセメント、吹付コンクリート、超速硬セメントコンクリートなど）、石膏コンクリート、マグネシウムセメントコンクリート、硫黄コンクリート、水ガラスフッ化珪酸ナトリウムコンクリート、金属コンクリート（セメント質材料として金属を使用）などが含まれます。

有機セメント質材料コンクリート: 主にアスファルトコンクリート、ポリマーセメントコンクリート、樹脂コンクリート、ポリマー含浸コンクリート、無機有機複合セメント質材料コンクリートが含まれ、さらにポリマーセメントコンクリートとポリマーコンクリートに分類されます。

見かけ密度コンクリートは、見かけの密度によって、重いコンクリート、普通のコンクリート、軽量コンクリートに分類できます。これらの種類は主に使用される骨材によって異なります。

重いコンクリート: 見かけの密度が 2500 kg/m³ を超え、重晶石コンクリートや鋼骨材コンクリートなどの特に密度が高く重い骨材で作られています。これらのタイプは X 線やガンマ線を遮断することができ、通常は重晶石と鉄鉱石で作られています。

普通のコンクリート: 建設業でよく使用され、見かけの密度は 1950～2500 kg/m³ で、主に砂と石の骨材で作られます。土木工学で最も一般的に使用されるタイプです。

軽量コンクリート: 見かけの密度が1950 kg/m³未満の場合、さらに3つのカテゴリーに分類されます。

軽量骨材コンクリート見かけ密度が800～1950kg/m³で、軽石、火山灰、膨張粘土、膨張パーライト、膨張スラグ、スラグなどの軽量骨材を使用します。

気泡コンクリート（発泡コンクリート、気泡コンクリート）: 見かけの密度は 300～1000 kg/m³ です。発泡コンクリートは、セメントペーストまたはセメントモルタルと安定した泡でできています。気泡コンクリートは、セメント、水、気泡剤でできています。

大孔コンクリート: 普通大気孔コンクリートおよび軽量骨材大気孔コンクリートには、細骨材は含まれていません。普通大気孔コンクリートの見かけの密度は 1500～1900 kg/m³ で、骨材として砕石、軟石、または重いスラグが使用されています。軽量骨材大気孔コンクリートの見かけの密度は 500～1500 kg/m³ で、骨材として膨張粘土、軽石、砕いたレンガ、スラグなどが使用されています。

割り当てによる

普通のコンクリート: 普通半乾き硬質コンクリート、普通圧送コンクリート、水中コンクリートに分けられ、それぞれさらに砕石コンクリート、小石コンクリートに分けられます。

耐凍害コンクリート: 耐凍土性半乾式硬質コンクリートと耐凍土性ポンプ圧送コンクリートに分けられ、さらにそれぞれ砕石コンクリートと小石コンクリートに分けられます。

機能別コンクリートは機能により、構造用コンクリート、断熱用コンクリート、装飾用コンクリート、防水用コンクリート、耐火用コンクリート、水硬性コンクリート、海洋用コンクリート、道路用コンクリート、耐放射線用コンクリートなどに分類されます。

施工技術別コンクリートは、施工方法によって、遠心力コンクリート、真空コンクリート、グラウトコンクリート、吹付コンクリート、ローラー圧縮コンクリート、押し出しコンクリート、ポンプ圧送コンクリートなどに分類することもできます。また、補強の種類によって、普通（無補強）コンクリート、鉄筋コンクリート、金網セメント、繊維コンクリート、プレストレストコンクリートなどに分類できます。

混合タイプ別コンクリートは、配合の種類によって、硬質コンクリート、半硬質コンクリート、塑性コンクリート、流動性コンクリート、高流動コンクリート、流動性コンクリートなどに分類されます。

混合によりコンクリートは混和剤によってフライアッシュコンクリート、シリカフュームコンクリート、スラグコンクリート、ファイバーコンクリートなどに分類されます。

また、コンクリートは圧縮強度によって、低強度コンクリート（圧縮強度30MPa未満）、中強度コンクリート（圧縮強度30～60MPa）、高強度コンクリート（圧縮強度60MPa以上）に分類されます。また、1立方メートルあたりのセメント含有量によって、リーンコンクリート（セメント含有量170kg以下）とリッチコンクリート（セメント含有量230kg以上）に分けられます。