ガーゼ、ビーカー、ビニル手袋、そしてガラスの検知管。理科の実験室の道具のようですが、これは橋の現場の検査キットです。セロファンテープで錆の質を診る試験を以前紹介しましたが、今回はその仲間——ガーゼで「塩の量」を測る検査、ガーゼ拭き取り塩素イオン検知管法です。
名前は長いものの、やっていることは名前のとおり。ガーゼで拭き取り、塩素イオンを、検知管で測る。ではなぜ、橋の表面の塩を、そこまでして測るのか。答えは、塗装の塗替えの成否が、塗る前に決まってしまうからです。ここでは、塩が塗膜の敵である理由から、50mg/㎡という関門、検査のしくみと手順、利点と欠点までを、基礎から解説します。
なぜ、塩を測るのか——塗膜の下の見えない敵
塩分——塩化物イオンは、鋼材の腐食を促す最大級の存在です。海からの潮風に乗って飛んでくる飛来塩分、冬の道路にまかれる凍結防止剤。橋の表面には、環境に応じて塩分が付着し、蓄積していきます。海岸部の橋だけの話ではありません。凍結防止剤がまかれる山間部や寒冷地の橋でも、路面から流れ、巻き上げられた塩分が、桁の端部や下フランジの上面といった「水と汚れの通り道」に、静かに溜まっていきます。点検で腐食が目立つのも、まさにそうした場所です。
この塩がとりわけ厄介になるのが、塗装の塗替えのときです。古い塗膜の上や、素地調整した鋼材の面に塩分が残ったまま新しい塗料を塗ると、どうなるか。塩は塗膜の下に封じ込められ、水分を呼び寄せながら、鋼材の腐食をこっそり進めます。やがて塗膜は内側から膨れ、剥がれ、せっかくの塗替えが早々にだめになってしまう。塗膜の下の腐食は、表からは見えません。つまり、塗ってしまった後では、手遅れなのです。
だから、鉄則はこうなります。塗る前に、塩を落とす。そして、落ちたことを確かめてから、塗る。この「確かめる」を受け持つのが、今回の検査です。
【鋼橋の点検・補修・補強｜鋼材の損傷の種類と防食・補強の方法】 https://hashiwatashi.com/steel-bridge-maintenance/
50mg/㎡という関門
では、塩分はどこまで落とせばよいのでしょうか。実務には、明確な物差しがあります。
鋼道路橋の防食の基準類では、塗装面の付着塩分量の管理の目安として、1平方メートルあたり50mg——50mg/㎡という数値が広く用いられています。塵あいが付着していたり、塩分の付着量がこの値以上の場合には、塗装を行う直前に、水洗いなどによって十分に清掃しなければならない、と各種の要領で定められているのです。
50mgといえば、ひとつまみの塩のさらにほんのわずか。それが1平方メートルという広さに対する上限なのですから、求められる清浄さの水準がうかがえます。水洗いで塩を流し、この検査で測り、基準を下回ったことを確かめて、ようやく塗装にかかれる——ガーゼ拭き取り塩素イオン検知管法は、塗替え工程の門番として立っているのです。
検査のしくみ——拭き取り、溶かし、変色で読む
この検査は、対象を傷めずに表面の塩分量を調べる方法で、しくみは三段構えです。
第一段が、拭き取り。塗膜表面の塩分を、湿らせたガーゼで物理的に拭き取って回収します。第二段が、溶解。拭き取ったガーゼを脱イオン水（イオンを取り除いた、限りなく純粋な水）の中ですすぎ、塩分を水に溶かし込みます。もとの水には塩分がいっさい含まれていないので、この水に含まれる塩化物イオンは、すべて橋の表面から来たもの、という理屈が成り立ちます。
そして第三段が、検知管による測定です。塩素イオン検知管は、細いガラス管に試薬を詰めたもので、学校の理科で使った気体検知管の兄弟のような存在。管の先を試料の水に浸すと、毛細管現象で液がするすると管を上っていき、水中に塩化物イオンがあれば、試薬と反応して管の下端から白色の変色層ができていきます。液が上端まで達したら管を引き上げ、変色層の先端が指す目盛りを読む——それが塩素イオン濃度（ppm）です。濃度が高いほど、変色層は長く伸びる。塩の量が、白い層の長さになって現れるのです。
手順①——試料の採取：塩を一粒も逃さない作法
検査の信頼性は、採取の作法で決まります。書籍や技術資料に示された手順を、その意味とともに整理します。
| 手順 | やること | その意味 |
|---|---|---|
| ① | 計測箇所をマスキングテープで正確に仕切る（面積0.25㎡） | 面積は塩分量計算の分母。ここが不正確だと、すべてが狂う |
| ② | 脱イオン水で十分洗浄したビニル手袋を着ける | 手の汗や汚れの塩分を、試料に持ち込まないため |
| ③ | 洗浄したビーカーに脱イオン水100mlを入れる | 塩分ゼロの水だからこそ、増えた分がすべて「橋の塩」と言える |
| ④〜⑥ | 湿らせたガーゼで計測面を平行方向に拭き、ビーカーの水ですすぐ | 面の塩分をガーゼへ移し、水へ溶かし込む。計測面の外に水をたらさない |
| ⑦ | 拭き取りとすすぎを3回繰り返す | 向きを変えながら拭き、拭き残しなく塩分を回収する |
| ⑧ | 手袋を50mlの脱イオン水でよく洗い、ビーカーに加える | 手袋に付いた塩まで回収し、合計150mlの試料液とする |
注目したいのは、最後の一手です。作業した手袋まで脱イオン水で洗い、その水も試料に合わせる。ガーゼに付いた塩も、手袋に移った塩も、一粒残らず勘定に入れる——塩を逃さないこの執念こそが、「採取試料量が多いため誤差が少ない」というこの方法の利点を支えています。
手順②——測定と計算：濃度から「面の塩分量」へ
採取した試料液が濁っているようならろ過し、いよいよ測定です。検知管の両端をヤスリで切って開封し、目盛りの数値が小さいほうを下にして、試料液に立てます。液が上端まで浸透したら引き上げ、白い変色層の先端の目盛りから、塩素イオン濃度（ppm）を読み取ります。
最後にひと計算。知りたいのは水の濃度ではなく、橋の表面1平方メートルあたりの塩分量です。読み取った濃度と、試料液の体積（150ml）、計測した面積（0.25㎡）から、付着塩分量（mg/㎡）を算出します。たとえば濃度が80ppm（＝1リットルあたり80mg）なら、150mlに含まれる塩素イオンは12mg。それが0.25㎡から採れたのですから、1㎡あたりに直すと48mg/㎡——基準の50mg/㎡を、ぎりぎり下回る計算になります。理科の実験そのものの手つきで、現場の合否判定が下るのです。
利点——その場で、はっきり、繰り返し測れる
この方法の利点は、実務に直結しています。まず、拭き取りで採取する試料の量が多いため、検知管による測定でも誤差が少ないこと。そして、測定した直後に、塩化物の付着の程度が明確に判断できること。持ち帰って分析に回すのではなく、現場で答えが出るのです。
さらに、塩分の除去後の管理にも適用できること。つまり、水洗いをして、測る。まだ多ければ、もう一度洗って、また測る。合格するまで繰り返せる——洗浄と測定のサイクルを現場で回せることが、塗替え品質の門番としての実用性を支えています。
欠点——水を「吸い込む」塗膜が苦手
一方で、この方法には素直な弱点があります。ぬらしたガーゼで拭き取るという原理そのものに由来する弱点です。
塗膜の中には、表面が多孔質で水を吸い込みやすいものがあります。代表が、重防食塗装の下塗りに使われる無機ジンクリッチペイントや、MIO（雲母状酸化鉄）塗料の塗膜面です。こうした面では、ガーゼの水分が塗膜に著しく吸い込まれてしまい、表面の塩分を十分に拭き取れません。結果として、実際より少ない塩分量が出てしまう——値が不正確になりやすいのです。測る相手の塗膜が何であるかを知ったうえで使う。道具の限界を知ることも、検査の腕のうちです。
なお、付着塩分の測り方はガーゼ拭き取りだけではありません。小さな測定セルを表面に当てて塩分を溶かし出すブレッセル法や、電気の通りやすさから塩分を見積もる電気伝導度法など、面積や状況に応じた兄弟手法があり、現場条件に合わせて選ばれています。
塩との闘いは、いまも続く
セロファンテープ試験が耐候性鋼の「錆の質」を診る布だったように、ガーゼは塗装鋼材の「塩の量」を測る布です。身近な道具に、確かな作法と化学を組み合わせて、鋼の防食の急所を押さえる——二つの検査は、よく似た思想でできています。
【セロファンテープ試験とは？｜耐候性鋼の「良い錆」をテープで診るしくみと手順を解説】 https://hashiwatashi.com/cellophane-tape-test/
そして、塩との闘いは現在進行形です。近年の研究では、素地調整で基準値を下回った面にも、なお塩分が残留しうることが報告されており、イオンの力で塩分を吸い出す脱塩シートのような新技術の開発も進んでいます。50mg/㎡という関門を守る検知管の検査は、これからも、進化する除塩技術の「答え合わせ役」として働き続けるはずです。
【非破壊検査とは？｜壊さずに橋の中を診る11の方法を解説】 https://hashiwatashi.com/non-destructive-testing/
まとめ
この記事では、ガーゼ拭き取り塩素イオン検知管法を解説しました。
この検査は、塗膜表面の塩分を湿らせたガーゼで拭き取り、脱イオン水に溶かし、検知管の白い変色層の長さで塩素イオン濃度を読み、面積あたりの付着塩分量を算出する方法です。塩分は塗膜の下で腐食を進める見えない敵であり、50mg/㎡という関門を確かめてから塗る——その門番がこの検査でした。0.25㎡を区切るテープから、手袋まで洗う執念の採取、理科室のような検知管の測定まで、一つひとつの作法が数字の信頼を支えています。
塗替えの良し悪しは、塗る腕前の前に、塩を落とし切れたかで決まる。ガーゼ一枚と検知管一本が、何億円もの塗替え工事の品質を左右する——小さな道具の大きな責任を、この検査は教えてくれます。
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