亜鉛メッキ vs エポキシ鉄筋 コンクリートの最適な防食保護

鉄筋コンクリート構造物において、鉄筋は骨格であり、強さの源です。しかし、コンクリートは不浸透性ではなく、腐食性物質は微細な空隙を通って鉄筋に到達し、錆の膨張、ひび割れを引き起こし、最終的には構造物の健全性を損ないます。特に沿岸部の橋梁、化学プラント、融雪剤にさらされる道路は、深刻な腐食リスクに直面しています。したがって、鉄筋の適切な保護コーティングの選択は、インフラの長寿命化にとって極めて重要です。

亜鉛めっき鉄筋とエポキシコーティング鉄筋の違いを理解するには、まずそれぞれの独自の適用方法と保護メカニズムを知ることから始まります。

• エポキシコーティング鉄筋： この方法では、熱硬化性樹脂を静電スプレーで塗布し、その後熱硬化させて保護膜を形成します。腐食性物質に対する物理的なバリアとしては有効ですが、エポキシコーティングは接着力（冶金結合と比較して）が弱く、機械的損傷に弱いという欠点があります。コーティングのわずかな損傷でも、腐食が加速する侵入口となります。
• 亜鉛めっき鉄筋： 溶融亜鉛めっきプロセスでは、鉄筋を溶融亜鉛に浸漬し、亜鉛鉄合金層の上に純亜鉛のオーバーレイを作成します。この冶金結合は、優れた接着力と耐摩耗性を提供します。特に重要なのは、亜鉛の犠牲陽極特性により、コーティングが傷ついた場合でも継続的な保護が保証されることです。亜鉛は鋼材よりも優先的に腐食し、下地の鋼材を保護します。

エポキシコーティング鉄筋の主な弱点は、その脆さにあります。輸送中、取り扱い中、設置中に、コーティングは容易に傷や衝撃による損傷を受け、これが腐食の開始点となります。さらに懸念されるのは、コーティングの下で腐食が目に見えず広がり、突然の構造的破壊につながる可能性があることです。

その他の制限事項には以下が含まれます：

• 紫外線劣化： 長時間の太陽光への暴露は、エポキシコーティングのチョーキング（粉化）と劣化を引き起こし、保管中および建設中の保護措置が必要です。
• 接着の問題： 物理的な（冶金的な）結合ではないため、過酷な環境下ではエポキシコーティングが剥離しやすいです。
• コンクリート接着力の低下： 滑らかなエポキシ表面は、鉄筋とコンクリートのグリップを低下させ、より長い重ね継手や定着が必要となり、材料費と人件費が増加します。

1. バリア保護： 緻密な亜鉛層が、優れた耐摩耗性で腐食性物質を物理的に遮断します。
2. 不動態化： 亜鉛はコンクリートのアルカリ性と反応して、保護的な炭酸亜鉛水酸化物結晶を形成し、微細な空隙を封止します。
3. 犠牲保護： 亜鉛の低い電気化学的電位により、損傷箇所で優先的に腐食し、鋼材の腐食を防ぎます。

海洋環境や融雪剤の使用において、亜鉛めっき鉄筋は比類のない性能を発揮します。バミューダのロングバード橋のように、42年間の海水暴露後も亜鉛めっき鉄筋が無傷であったという記録は、その塩化物耐性を裏付けています。逆に、沿岸構造物における数多くのエポキシコーティング鉄筋の故障が、地域的な禁止につながっています。

エポキシコーティングの限界に対する認識の高まりが、政策変更を促しています。ケベック州、バージニア州、フロリダ州では、特定の用途でエポキシコーティング鉄筋を禁止していますが、ニューヨーク州とニュージャージー州では橋梁に亜鉛めっき鉄筋を義務付けています。米国連邦道路庁は、エポキシコーティング鉄筋が海洋環境において、素地の鋼材と比較して腐食リスクが高いことを指摘しています。

• 耐久性： 冶金結合と犠牲保護により、長期的な性能が保証されます。
• 損傷耐性： 硬い亜鉛層は、建設中の酷使に耐えます。
• 紫外線安定性： 太陽光による劣化の懸念はありません。
• コンクリート接着力： 粗い表面が設計上の接着強度を維持し、特別な要件は不要です。
• 汎用性： すべての環境、特に高塩化物暴露に適しています。

エポキシコーティング鉄筋は初期材料費が低いですが、亜鉛めっき鉄筋は以下の点を考慮すると、より経済的であることが証明されています。

• 設置時の注意点の軽減
• コーティング補修費用の削減
• サービス寿命の延長（多くの場合2〜3倍）
• メンテナンス要件の低減

長期的な価値と構造的安全性を優先するプロジェクトでは、選択は明らかになります。