【診断士の問題と解説】1日5問!(Vol.21)化学的浸食

コンクリート診断士 問題と解説Vol.21

【問101_化学的腐食】

塩酸によるコンクリートの化学的浸食に関する記述中の(A)~(D)にあてはまる次の(1)~(4)の語句の組合せのうち、適当なものはどれか

 塩類によるコンクリートの化学的浸食として、硫酸塩とセメント水和物との反応によるものがある。これは、ナトリウムなどのアルカリ硫酸塩が、Ca(OH)2と反応して(A)を生成し、さらにカルシウムアルミネート水和物として(B)を生成し、著しい膨張を引き起こすものである。
これに対して、浸食性炭酸による化学的浸食では、最初、炭酸とCa(OH)2の分解が促進される。さらに(C)が(D)となって溶解し、Ca(OH)2の分解が促進される。

(A) (B) (C) (D)
(1) 二水せっこう エトリンガイト CaCO3 Ca(HCO3)2
(2) エトリンガイト モノサルフェート水和物 CaCO3 Ca(HCO3)2
(3) 二水せっこう エトリンガイト Ca(HCO3)2 CaCO3
(4) エトリンガイト モノサルフェート水和物 Ca(HCO3)2 CaCO3
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正解(4)

硫酸塩によるコンクリートの化学的浸食は、硫酸塩がセメント中の水酸化カルシウムと反応して二水せっこう(CaSO4・2H2O)を生成し、さらにセメント中のアルミン酸三カルシウム(C3A)と反応してエトリンガイトを生成し、著しい膨張を引き起こします。
浸食性炭酸における化学的浸食は、炭酸(CO2)と水酸化カルシウム(Ca(OH)2)が反応し、難溶性の炭酸カルシウム(CaCO3)が生成されますが、温度が高くなると炭酸水素カルシウム(Ca(HCO3)22)となり、水に溶解します。これによってセメント中の水酸化カルシウムが消費され、炭酸化が促進されることにより浸食が進行します。

【問102_化学的腐食】

コンクリートの硫酸による化学的浸食に関する記述中の、(A)~(C)にあてはまる語句の(1)~(4)の組合せのうち、適当なものはどれか

 コンクリートが硫酸の作用を受けると、まず、セメント水和物の(A)と硫酸が反応してコンクリート表面に(B)が生成される。なお、普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートでは、水セメント比が(C)ほうが劣化の進行は速い。

(A) (B) (C)
(1) 水酸化カルシウム 炭酸カルシウム 小さい
(2) C-S-H 大きい
(3) 水酸化カルシウム 二水せっこう 小さい
(4) C-S-H 二水せっこう 大きい
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正解(3)

硫酸塩によるコンクリートの化学的浸食は、硫酸がセメント中の水酸化カルシウムと反応して二水せっこう(CaSO4・2H2O)を生成します。この二水せっこうが強酸の環境下で劣化し、化学的浸食が進行します。普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートでは、水酸化カルシウムの供給が大きい、水セメント比が小さいコンクリートのほうが劣化の進行が速くなります。

【問103_化学的浸食】

コンクリート製下水管の劣化に関する記述のうち、適当なものはどれか

(1)常に汚水中にある部分では、汚水中の硫酸塩によって激しい劣化が生じる。

(2)常に汚水中にある部分では、好気性細菌によって激しい劣化が起こる。

(3)気中にある部分では、嫌気性細菌によって激しい劣化が生じる。

(4)気中にある部分では、生成された硫酸によって激しい劣化が生じる。

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正解(4)

(1)誤りです。汚水中では、嫌気性細菌のはたらきにより、硫化水素が生成されます。硫化水素は、硫酸塩ではありません。

(2)誤りです。汚水中では、嫌気性細菌のはたらきにより、硫化水素が生成されます。

(3)誤りです。気中では、好気性細菌のはたらきにより、硫化水素が酸化され、硫酸が生成されます。

(4)問題のとおりです。気中では、好気性細菌のはたらきにより、硫化水素が酸化され、硫酸が生成されます。その硫酸により、激しく劣化を生じます。

【問104_化学的腐食】

下水道環境で生じるコンクリートの化学的腐食(微生物腐食)に関する記述中の(A)~(D)にあてはまる語句の組合せとして、次のうち適当なものはどれか

 下水道に含まれる硫酸塩や含硫アミノ酸が、嫌気性細菌によって(A)され、(B)が生成される。この(B)が気相中に拡散されると、好気性細菌によって(C)され、(D)が生成される。この(D)がコンクリートを侵食する。

(A) (B) (C) (D)
(1) 還元 硫酸 酸化 硫化水素
(2) 酸化 硫酸 還元 硫化水素
(3) 還元 硫化水素 酸化 硫酸
(4) 酸化 硫化水素 酸化 硫酸
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正解(3)

下水道に含まれる硫酸塩や含硫アミノ酸が、嫌気性細菌によって還元され、硫化水素が生成されます。この硫化水素が気相中に拡散されると、好気性細菌によって酸化され、硫酸が生成されます。この硫酸がコンクリートを侵食します。

【問105_化学的腐食】

下水道処理施設の汚水貯留槽で生じる劣化に関して、次の記述の(A)~(C)にあてはまる語句の(1)~(4)の組合せのうち、適当なものはどれか

 気相部のコンクリートの劣化原因は、汚水から発生した(A)が、(B)によって硫酸に変化し、コンクリートを侵食したためと判断した。また、没水部のコンクリートは常時水中にあったので、コンクリート内部の鉄筋が侵食している可能性が(C)と判断した。
(A) (B) (C)
(1) 亜硫酸ガス 硫酸塩還元細菌 低い
(2) 亜硫酸ガス イオウ酸化細菌 高い
(3) 硫化水素ガス イオウ酸化細菌 低い
(4) 硫化水素ガス 硫酸塩還元細菌 高い
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正解(3)

下水道に含まれる硫酸塩や含硫アミノ酸が、嫌気性細菌によって還元され、硫化水素が生成されます。この硫化水素が気相中に拡散されると、好気性細菌、つまりイオウ酸化細菌によって酸化され、硫酸が生成されます。この硫酸がコンクリートを侵食します。
常時水中にある部分は、酸素の供給が少ないため、コンクリート内部の鉄筋の腐食の可能性は低くなります。

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