ミニマムメンテナンスを目指した耐候性鋼材のさびサイエンス

点击翻译按钮获取中文摘要

1.目的 耐候性鋼は鋼材の裸使用が可能な材料であり,構造物のメンテナンスコストあるいはライフサイクルコストの大幅な軽減を目指した材料である。耐候性鋼材の耐食性はその表面に生成する強固・安定なさび層に依存するが,さび層の物性と耐食性の関連,あるいは生成さび層の耐食性を判別する簡便な解析手法が未だ見いだせないなど問題点が多い。本研究では,日本各地で17年間暴露したさび付き鋼板を回収し,研究代表者ならびに各研究分担者がそれぞれ分析した。分析結果を持ち寄り,その結果を検討した。なお,暴露鋼材は,土木研究所,橋梁建設組合ならびに鋼材倶楽部のご好意で本研究組織に貸与された。2. 実験 各研究者が,X線回折,レーザラマン分光法,示差熱分析,熱重量分析,メシバウアー分光法,ならびにEPMA分析法で50種類のさび試料を分析した。さらにさび層の電位測定やインピーダンス測定がなされた。3.結果 研究結果を各自持ち寄り,3回の研究会で討論された。また,さび層の耐食機能を表すあるいは関連する物性とは何かについて議論した。それらの討論から以下のことが分かった。(1)鉄のオキシ水酸化物からなるさび層は,その組成が年単位の時間経過とともに,γ-FeOOH,非晶質FeOOH,α-FeOOHへと変遷していく。(2)従来,非晶質FeOOHが耐食的さび層の主体と考えられていたが,この非晶質FeOOHをメスバウアー分光法で詳細に調べると,実際には微小粒子からなるα-FeOOHと分類できる。(3) 今回測定したさび層は,全て耐食的に機能している。(4)今回のさび層の成長速度が0.01mmy-1まで減少している。この程度までさび層の成長速度が減少していると,さび層は工学的安定さびと分類可能であり,構造材として充分使用可能である。