コラム
2022年06月24日

鉄はなぜ錆びるのか?その理由と錆を防ぐための方法もご紹介

鉄はなぜ錆びるのか?
ベランダや階段の手すり・信号機や自動販売機など、日常のいたるところで鉄が使われています。古い住居で鉄製の手すりが錆びてボロボロになっているのを、見たことがある人も多いかもしれません。錆びてしまった鉄は、力を入れるとすぐに折れてしまう状態になっていることもあります。そもそも鉄はなぜ錆びるのでしょうか。そのメカニズムを解説します。鉄を錆びにくくする方法も合わせてご紹介していきましょう。

鉄が錆びる理由

そもそもなぜ、鉄は錆びるのでしょうか。科学的な解説をします。

鉄の原材料は鉄鉱石

鉄は酸化鉄を主成分とする鉄鉱石が原材料です。製鉄所で鉄鉱石を加工することで、鉄になります。この鉄が雨などに濡れると鉄が熔解し、空気中の酸素と触れることで、本来の酸化鉄の状態に戻ろうとするのです。

化学的に言うと鉄が水に溶けることで、鉄原子は電子を失ってしまい鉄イオンに変化します。一方で水は鉄が混ざることで、水酸化イオンになります。このふたつのイオンが結合し、水分がなくなると酸化鉄に変化するのです。錆びは新たな状態に変化したというよりも、本来の姿に戻る自然現象ともいえます。

放っておくとどうなるか

錆びた鉄のまま放置していると、雨などの水分や空気中の酸素が次第に中へ浸透していき、酸化が進んでいきます。酸化してしまうと鉄はボロボロになり、耐久性がなくなるのです。ベランダの手すりや鉄柵がこの状態だと折れてしまうなど、たいへん危険な状態になります。早めの対処が必要です。

鉄が錆びるのを予防する方法

錆びを予防するためには、鉄に水分や酸素が触れないように表面をコーティングする必要があります。どのようなコーティング方法があるのか、いくつか例をあげていきましょう。

錆止め塗料を塗る

鉄に錆止めの塗料を塗って、水分や酸素の侵入を防ぐ方法があります。ベランダの外壁や公園の手すりなど、見た目のデザイン性が求められる場合には、錆止め塗料を塗った後上からきれいな色のついた塗料を塗ります。

これらは業者に依頼しなくても、できそうに感じるかもしれません。しかしベランダの手すりのコーティングなどは、転落の危険性もあり注意が必要です。塗料を塗るだけでは不十分で、取り換えた方がよい場合もあります。まずは業者に相談することがおすすめです。

メッキ処理をする

亜鉛メッキなど、酸化しにくい金属で鉄を覆う方法もあります。メッキ液が入った容器に鉄を漬け、液の中に電気を流すことで、亜鉛を鉄に付着させるコーティング方法です。高度な技術を伴うため、業者に依頼する必要があります。

鉄に電気を流す

土中や海中の鉄であれば電気を流すことで、鉄の酸化反応を防止する方法もあります。鉄イオンが溶けださないため、錆びの第一歩となる水酸化第一鉄が生じることもありません。ただしこの方法は、イオンが十分にない地上では使えない方法です。

鉄が錆びない環境を作る

鉄を使った製品を箱や袋の中に入れ、密閉空間を作ることで錆びないようにする方法です。生石灰やシリカゲルなどの、防湿材や乾燥剤によって湿気を取り除き、鉄の腐食を防ぐ方法です。輸送中など、短期間しか活用できません。

鉄が劣化している状態とは

マンションに設置されている手すりやベランダの外壁の場合、鉄が劣化していると転落などの危険につながります。鉄が劣化していないか確認するため、確認すべきポイントをご紹介しましょう。

触ると白い粉がつく

触ると白い粉がつく場合もあります。塗っている塗料が剥がれかけている状態で、劣化のサインです。また塗っている塗料の、色の粉がつくこともあります。手で触るとチョークのように白い粉がつくため、この現象をチョーキング現象と呼びます。

塗装がはがれている

コーティングしてある塗装が剥がれているのも、劣化のサインです。塗装が剥がれた状態のまま、雨水などの水分が染み込むと、あっという間に錆が出てしまいます。耐久性にも問題が生じてしまうため、早めの対応が必要です。

錆が出ている

これまで見てきたように、錆が出ているのは明らかに鉄が劣化している状態です。状態によっては早急に、業者に取り換えや加工をしてもらう必要があります。錆びる前に上記のポイントを確認する習慣をつけ、必要に応じて業者に、定期的なメンテナンスをしてもらいましょう。5年ごとには、何かしらの処置が必要になる場合が多いでしょう。

鉄に水がかからなくても、鉄の劣化は起きる。

粗悪な材料を使用している場合は、そもそも錆びやすいのです。そうでなくても鉄を製品として、加工する際に曲げたり切断したりという過程があります。この過程や鉄部材を溶接する過程で、材質の品質に影響を与えて錆びやすくなるケースもあります。

まとめ

鉄は非常に使い勝手がよく、さまざまなところで使われています。丈夫で加工しやすく、デザインのアレンジも可能なため、日常のあらゆるところで目にすることでしょう。しかし錆びている状態を見かけたら、劣化のサインです。

「株式会社 Number Second」では、手すりに特化し修繕・補強を承ります。お住まいの階段の手すりや鉄柵の経年劣化に気になることがあれば、ぜひともお気軽にご相談くださいませ。