1.従来の塩化物系融雪剤が鉄筋コンクリート構造物に及ぼす腐食被害

海外の経験と教訓

塩化物系融雪剤は諸刃の剣である。安価であるため、融雪効果は高いものの、道路や施設に大きな悪影響、特に腐食被害をもたらす。塩化物系融雪剤（NaCl、CaCl₂／MgCl₂など）の腐食性はどれも似ており、強い腐食性を有する。欧米諸国では、早期に道路や橋梁で塩化物系融雪剤を大量に使用した結果、（使用開始から5～15年以内に）鉄筋腐食を主とする損傷現象が相次いで発生した。1981年には、アメリカの50万基の橋梁のうち4分の1が腐食被害を受けており、1993年には腐食被害を受けた橋梁が半分を超え、そのうち40％は耐荷力が不足していた。近年、アメリカでは橋梁の修復費用だけで1550億ドルに上る。カナダでは、融雪剤の大量使用により、インフラの損傷が特に顕著である。腐食被害を受けたインフラを全て修復するには、5000億ドル以上かかると推定されている。イギリスでも、融雪剤による被害の典型例がある。例えば、1972年に全長20kmの高速道路に建設された11基の橋梁は、塩化物系融雪剤の使用により数年後に鉄筋に沿ってコンクリートが亀裂する被害が発生し、15年間の修復費用は建設費の1.6倍に達し、2004年までに累計修復費用は建設費の6倍に達した。ドイツのベルリンにある大型の立体交差橋も、塩化物系融雪剤の使用により、供用開始から20年未満で鉄筋腐食が深刻化し、隣接地に新たな立体交差橋を建設せざるを得なくなった。デンマークのコペンハーゲン地域では、102基の橋梁を調査した結果、その半数が深刻な鉄筋腐食被害を受けており、その主な原因は塩化物系融雪剤の大量使用である。

コンクリートの耐久性は現代世界における大きな課題であり、鉄筋コンクリート構造物は依然として主要な構造物である。特に大規模な公共インフラにおいては、鉄筋コンクリートが主要な材料と構造形式であり、インフラは国家経済の生命線であるため、その耐久性問題は国民経済と持続可能な発展に影響を与える可能性がある。世界的に有名な専門家であるメタ教授は、「鉄筋腐食は鉄筋コンクリート構造物の破壊の主な原因である」と指摘しており、塩化物は鉄筋腐食の主な原因の一つである。

我が国における現在の融雪剤（融雪塩）の使用状況

現在、我が国では塩化物系融雪剤（初期は主に塩化ナトリウム、近年は塩化カルシウム、塩化マグネシウムなども使用）が大量に使用されている。我が国北部の高速道路や橋梁などでは、塩化物による腐食被害が見られる。実際、塩化物散布頻度の高い橋梁では、時間の経過とともに程度の差はあれ腐食被害が発生する。さらに、塩化物の散布は地下管路や周辺の建造物も腐食させ、環境汚染も引き起こす。

2.新型融雪剤の登場と性能比較

アメリカやヨーロッパなどの欧米諸国は、融雪剤の開発と使用において常に先進的な地位を保っており、塩化物を代替する一連の有機融雪剤を開発し、空港や高速道路などの交通機関で広く使用することで、塩化物系融雪剤の使用量を削減し、交通の安全と効率的な運行を十分に確保する上で、非常に顕著な成果を収めている。主な種類としては、酢酸カルシウムマグネシウム、生物由来有機物、アルコール類（エチレングリコール、プロピレングリコール）、カルボン酸塩類（ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、乳酸カリウムなど）、尿素などがある。現在、これらの有機融雪剤の使用は、我が国でも徐々に普及し始めている。

有機融雪剤はそれぞれ異なる利点を持ち、その主な性能は以下の表の通りである。

説明：上記の表で、ギ酸塩融雪剤は総合的な性能が非常に優れており、当社が製造する【路通-DG】環境友好型固体顆粒融雪剤と【路通－DL】環境友好型液体融雪剤はギ酸塩融雪剤に属します。

3.ギ酸塩除氷剤と従来の塩化物除氷剤の鉄への腐食試験比較

【路通-DG】は有機融雪剤の一種であり、ギ酸塩を主成分とし、弊社独自開発した助剤を添加した凍結防止剤です。融氷速度が速く、融氷能力が強く、鉄筋コンクリート構造物への腐食性に関しては、塩化物と比べて著しく良いです。GB/T23851-2009道路除氷融雪剤（国家規格）に従って、【路通-DG】と塩化物の鉄への腐食性を試験しました。20#炭素鋼試験片を除氷剤溶液に40℃で48時間連続浸漬し、試験結果は以下の通りです

融雪剤溶液中における炭素鋼の腐食試験結果

4.いくつかの除氷剤による路面セメントコンクリートへの影響試験比較

融雪剤を道路に投入することによるセメントコンクリートへの腐食は、その性能評価の重要なポイントです。以下の表は、アメリカ規格SHRP H205-8試験方法に従って、いくつかの除氷剤による路面セメントコンクリートの腐食試験を行い、作成した比較表です。この試験方法は、アメリカの『戦略的道路研究プログラム（Strategic Highway Reseatch Program,SHRP）』で策定された国際的に通用する方法です。この表から、ギ酸ナトリウム（カリウム）と酢酸によるセメントの腐食速度は塩化ナトリウムの1/3であることがわかりますが、酢酸カリウムは塩化ナトリウムよりもやや高いです。

アメリカ規格SHRP H205-8試験方法に従って、いくつかの除氷剤による路面セメントコンクリートの腐食速度を試験

5.融雪剤の開発方向

融雪剤は、道路、橋梁、空港道路などの建造物の鉄筋コンクリートへの腐食を最小限に抑え、同時に車両や道路施設への腐食も低減し、環境や植生への被害を極力少なくする必要があります。低化学的酸素消費量、低生物学的酸素消費量、低水生生物毒性などの特性を備えている必要があります。アメリカSAE-AMS-1431D規格は、融雪剤の環境、金属材料、航空機材料への影響を総合的に考慮しており、世界各国で空港融雪剤の選定基準として採用されています。

● 塩化物融雪剤は価格が安価ですが、鉄筋コンクリートへの腐食性が強く、橋梁や高速道路などに大きな被害を与え、社会的に広く懸念されており、廃止されるのは必然的な傾向です。

● 有機塩融雪剤は腐食性が小さく、種類が多く、価格のばらつきが大きいです。種類によって適した場所が異なります。ギ酸カリウム、酢酸カリウムは価格が高く、主に空港の液体噴霧除氷に使用されます。エチレングリコール、プロピレングリコールは主に航空機の機体除氷に使用されます。生物由来の有機物が水中に排出されると、水生生物の酸欠を引き起こすため、大量に使用することは適切ではありません。尿素含有量が高く、水質の富栄養化を招きやすいことから、ほとんど使用されなくなっています。

●【路通-DG】固体顆粒融雪剤と【路通DL】液体融雪剤は、ギ酸塩を主成分とし、その他の助剤を添加したもので、アメリカのSAE-AMS-1431Fと1435Dのすべての要件を満たしており、コストパフォーマンスが高く、現在、空港道路、高速道路、橋梁、鉄道などの融雪剤除氷の第一選択となっています。