A2-1

地下空間シンポジウム論文・報告集，第 25 巻，土木学会【査読付き論文】

Proceedings of the Symposium on Underground Space Vol.25, JSCE

トンネル覆工コンクリートの漏水に伴うカルシウム溶出現象の解明
普照
1 学生員

遥 1・木村定雄 2・大嶋俊一 3金沢工業大学大学院 環境土木工学専攻（〒924-0838 石川県白山市八束穂 3-1）
E-mail: b6901659@planet.kanazawa-it.ac.jp

2 正会員

3正会員

金沢工業大学教授 環境土木工学科（〒924-0838 石川県白山市八束穂 3-1）
E-mail: s.kimura@neptune.kanazawa-it.ac.jp
金沢工業大学准教授 応用化学科（〒924-0838 石川県白山市八束穂3-1）
E-mail:s.oshima@neptune.kanazawa-it.ac.jp

山岳トンネルの覆工の目地部においてコンクリートがはく離する変状は，一般に，コンクリート中のひび割れが進行して生じるものだと考えられている．筆者らは，とくにひび割れとともに発生する地下水の流れによって，流水面からカルシウムが溶出し，セメント硬化体の Ca/Si モル比が低下することで，強度低下が生じ，コンクリート中のひび割れ進展が促進されると考え，カルシウム溶出とひび割れ進展の関係の仮説を立てた．本研究では，水中に溶出するカルシウムの分析手法を提案し，その有効性を検証した．
その結果，キレート滴定による手法によって，水中に溶出するカルシウム量を定量的に測定し，コンクリート打設後早い段階のカルシウムの溶出速度の変化を確認した．

Key Words: Concrete lining of tunnel, Deterioration over time, Calcium elution,
Chelatometric titration, Energy dispersive X-ray spectrometry

1. はじめに築されるのが一般的である．とくに，トンネル覆工の目地部におけるひび割れは，施工時荷重の影響ならびにコ山岳トンネルの施工法には，大別して在来工法（矢板

ンクリート中のジャンカの存在や乾燥収縮作用などによ工法）と標準工法（NATM）とがある．1980 年頃までのって生じるものと考えられる．さらに，覆工コンクリー

鉄道や道路トンネルの建設では，矢板工法が主に採用され，それ以降は NATM が主に採用されている 1)．矢板工

トの経年劣化をみると，コンクリート塊がはく離・はく法は，掘削により発生する地山の荷重を支保工と覆工とそこで，筆者らはコンクリートのひび割れ部に生じるが一体となって支持するものであり，NATMは吹付けコ

漏水によってカルシウムが溶出してセメント硬化体が脆

ンクリート，ロックボルトおよび鋼製支保工を主な支保弱化することが，ひび割れの進展を促進させ，コンクリ部材として地山の安定を図っている ．ここで，矢板工ートのはく離・はく落現象に強く影響すると考えた．

2)

落する現象は，漏水を伴うことが多いという特徴がある．

法における側壁コンクリートの施工では，逆巻工法を適カルシウムの溶出現象は，1920年代にスウェーデンに用するため，アーチ部と側壁の間に継目が存在し，漏水おいてダム堤体の劣化現象として報告されている 3)．例や充填剤の浮きやはく離等が生じやすく，維持管理上のえば，覆工コンクリートの漏水による白華現象は，未水弱点となっている ．一方，NATM では，1 スパン分の和の水酸化カルシウムが溶出して炭酸カルシウムに変化コンクリートを打設するため，アーチ部と側壁部の継目したものである．カルシウムの溶出現象は，降雨や流水は存在しない．また，吹付けコンクリートと覆工の間になどによって，コンクリートの流水面からセメント硬化は防水シートが設置され，矢板工法と比較して漏水も少体中のカルシウム分が溶出してコンクリートが脆弱化すない ．このような中，近年，矢板工法で施工されたトンネルは，供用年数が 40 年を超えてきており，覆工にる現象であり，その進行には相当な時間を要するため，生じる変状が顕在化してきている．

かった．そのため，その変状メカニズムや劣化進行速度は明らかにされていない 4)．構造物に要求される 50 年程

2)

2)

他方，山岳トンネルの覆工は，無筋コンクリートで構覆工コンクリートの変状要因として報告されることがな- 18 -

度の設計供用年数を考慮すると，カルシウム溶出による劣化は，耐久性照査の対象とはならなかったと考えられる．
一方，近年の公共施設構造物の長寿命化の考えにたつと，とくにトンネル構造物は半永久的な供用の可能性もあり，長期的な変状要因となるカルシウム溶出現象についても，そのメカニズムを解明し，劣化進展の特性を明らかにする必要がある．
そこで，筆者らは，既往の研究を整理するとともに，カルシウム溶出現象の解明を検討してきている 5)．本稿
は，コンクリート中のカルシウムが水中に溶出する量を定量的に測定する分析手法を検討し提案したうえで，そ写真 1 覆工の目地部の漏水事例の有効性を検証するために，コンクリート打設後の早期段階におけるカルシウム溶出量を測定し考察したものである．

2. カルシウム溶出の概要(1) 既往の研究
筆者らは，写真 1 に示すようなひび割れ部からの漏水によってコンクリートのひび割れ進展が促進すると考えた．すなわち，漏水によって，セメント中の Ca2+が溶出し，セメントマトリックスが脆弱化することでセメント

図 1 カルシウム溶出によるひび割れ進展の仮説強度が低下すると想定した．図 1 はカルシウム溶出によるひび割れ進展の仮説を示したものである 4)．また，40TG年を経過したトンネルから漏水を伴うひび割れ部位およTG

びひび割れ等の変状がない部位からコンクリートコアを採取し，示差熱熱重量分析(TG-DTA)を用いて，ひび割れ面（流水面および正常面）に存在する水酸化カルシウ
ムと炭酸カルシウムを測定した．
図 2 および図 3 はその分析結果である．図 2 は漏水を伴う流水面の TG-DTA 分析結果である．600℃～800 ℃において吸熱反応と質量減少がみられたことから，炭酸カルシウムの存在が認められた．一方，図 3 は変状のない正常面での TG-DTA 分析結果であり，吸熱反応温度が470℃付近で認められ，水酸化カルシウムの存在が確認

図 2 ひび割れ部（流水面）(TG-DTA)
TGされた．このことから，少なくとも，漏水を伴う流水面では水酸化カルシウムが溶出していることを定性的に確TG認した 5)．
しかしながら，これらの分析手法によって，セメント硬化体中のカルシウムの溶出量を定量的に把握するまでには至らなかった．
そこで，本研究ではトンネルの覆工コンクリートを対象として，漏水に伴うカルシウム溶出現象の進行特性を解明するための定量的分析手法を検討し，その有効性を確認する．
図 3 変状なし部（正常面）（TG-DTA）- 19 -

(2) カルシウム溶出を分析する手法の検討
カルシウム溶出による覆工コンクリートのひび割れ進展を分析する手法として図 4 に示す手法を考えた．キレート滴定による手法は，流水面を介して外部水中に溶出したカルシウム量を測定して，溶出カルシウム量を把握するものである．ここで，外部水とは，コンクリート中に残存する水分ではなく，漏水など外部から侵入する水のことをいう．蛍光X線分析による手法は，カルシウムが溶出した後のひび割れ面やその下部に存在するカルシウム元素の割合を測定して 残存カルシウム量を把握するものである．同じく残存カルシウムを微視的に確認する手法として SEM-EDX による分析がある．次に，これ

図 4 カルシウム溶出によるセメント硬化体のら両者の化学的な分析手法においてカルシウム溶出量の劣化進展の推定手法整合性を確認した後，ひび割れ面の硬度をビッカース硬さ試験によって測定して力学的な強度低下を測定する．
本研究では図 4 に示す分析手法のうち，化学的アプローチであるキレート滴定と蛍光X線分析をとり上げ，その有効性を検討するものである 6)．
(3) カルシウム溶出のメカニズム
コンクリート中のカルシウム溶出とは，セメント硬化体が降雨や流水などの外部水に触れたときに，未水和の水酸化カルシウム(Ca(OH)2)およびカルシウムシリケート水和物(C-S-H)からCa2+が溶出し，セメント硬化体が脆弱

図 5 カルシウム溶出の概要化する現象のことであり，コンクリート中の水和物の溶脱機構は次のように説明される7)．
① コンクリート中の細孔溶液中には水和物から溶解したCa2+とOH-が，ある一定の濃度で共存している．
② コンクリートの細孔中に外部水が流入すると，主に濃度勾配を駆動力とした細孔溶液中のCa2+と対イオンであるOH-が，外部水へと移動して流出していく(図5参照)．
③ セメントペースト中の水和物は，Ca(OH)2とC-S-Hが多図 6 セメントの主な水和生成物

くを占める(図6参照)．外部水へと移動したCa2+とOHの量に見合うだけのCa2+とOH-が，セメント水和生成物であるCa(OH)2とC-S-Hの溶解によって細孔溶液中に供給される．最も溶解しやすいCa(OH)2の溶解がまず進行し(図7参照)，Ca(OH)2が消失した部分ではC-S-Hの溶解も生じてC-S-HのCa/Siモル比が低下していく．
④ Ca(OH)2やC-S-Hの溶解に伴って空隙が増加し，C-S-HのCa/Siモル比が低下した部位は脆弱化する．
上記のセメントの水和生成物の溶解現象の繰り返しが連続的に進行することによって，セメント硬化体が脆弱化し，強度低下が生じる．

図 7 外部水による水和生成物の溶解- 20 -

表 1 供試体 A および供試体 B の配合

50W602単位量（kg/m³）
CVTT1225 6.1
3.1Ad
1.045578

1285

5.8

0.58

6.43

50602

1225

6.1

0.60

6.04

556261139

6.3

0.63

5.70

W/C（％）A

B

VT：特殊増粘剤 T：消泡剤 Ad：流動性調整剤
表 2 普通セメントの化学成分

図 8 供試体・試料の作製手順

3. カルシウム溶出の分析手法(1)

化学成分ig.loss

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

試験成績(％)

2.18

20.21

5.13

2.97

64.87

化学成分

MgO

SO2Na2OK2O

Cl-

試験成績(％)

1.19

20.5

0.22

0.410.023

供試体および試料の作製

供試体と試料の作製手順を図 8 に示す．本分析における供試体は，覆工コンクリートをモデル化したものである．基本的なカルシウム溶出量を把握するため，普通ポルトランドセメントのペーストを用いて Aと B の 2 種類の供試体を作製した．表 1 はそれらの配合を示したものである．使用した普通ポルトランドセメントの化学成分
は表 2 に示したとおりである．ここで，セメント硬化体の均一性を確保するため，ブリーディングを抑止する目的で特殊増粘剤(VT)，消泡剤(T)，流動性調整剤(Ad)を添加している．なお，VT，T および Ad にはカルシウム成分は含まれない．供試体 A の W/C は 50%，供試体 B のそれは 45%，50%，55%の 3 種類とした．供試体作製では，塩化ビニル管を型枠として用いた．塩化ビニル管には，縦方向に切欠きを設け，管の側断面からセメントペーストを流し込んだ．次に，カルシウム量の変化を把握するための試料を作製した．まず，供試体を切断し，こ図 9 試料の作製過程

れを割裂してできる割裂面を試験面と位置づけ，これを試料とした．図 9 は試料の作製過程と分析に用いる割裂面（試験面）を示したものであり，試験面以外の面はエポキシ樹脂で覆った．ここで，試料Aと試料 Bの断面寸法は異なる．これは，試料Aのキレート滴定による分析を行い，試験面となる断面寸法が小さくても，定量的なデータが得られることを確認したため，次に作製した試料 Bは断面寸法を小さく設定している．ペーストの作製から外部水（イオン交換水）に浸漬するまでの期間を前置き期間とした．試料 A では 3 日および 7 日の 2 種類，
試料 B では 4 日および 8 日の 2 種類とした．すなわ ち，覆工コンクリートの脱型時期である48hrと早期に発生するひび割れ時期を考慮して，前置き期間を設定した．

- 21 -

図 10 水和反応の模式図 8)ここで，脱型時期(48hr)における水和反応状態は，図 10に示す段階で，継続して水和反応が進行している段階である．そこで，この段階を早期段階と呼び，この時点からのカルシウム溶出量を把握することとした．
(2) キレート滴定による手法
キレート滴定の分析手順を図 11 に示す．キレート滴定による手法は，滴定液(EDTA 溶液)を滴下することで，環境水中に溶出するカルシウム量を定量的に測定するものである．写真 2 に示すように，反応前は紫色である溶液が，反応後は青色の溶液に変化し，その時点で滴下を終了する．本実験では水温 20℃のイオン交換水を Ca2+の溶出環境とし，この環境水中に試料を浸漬して試験面からの漏水現象をモデル化している．すなわち，漏水環境と試料をイオン交換水中に浸漬することは，化学的に同じとしている．また，1L（リットル）のイオン交換水の入った容器に 6 つの試料を浸漬しており，その試料水図 11 キレート滴定の分析手順を用いて，測定を行った．なお，キレート滴定の測定後はイオン交換水を入れ替えて試料を浸漬している．
本稿では，キレート滴定測定の期間は試料A で浸漬後57 日まで，試料 B で浸漬後 123 日までとし，キレート滴定による Ca2+量測定の有効性を検証した．
イオン交換水中に溶出する Ca2+量は次式により求めた 9)．
Ca2+ = a ×1000
× 0.401 × fV Ca

反応後反応前ビュレット

ビーカー

f：0.01mol/L の EDTA 溶液のファクター（f = 1.000）
VCa ：Ca2+ の滴定に要した試料水量(ml)a：Ca2+ の滴定に要した EDTA 溶液(ml)(3) 蛍光 X 線分析による手法
蛍光 X 線分析による手法は，一次 X 線を試料（試験写真 2 キレート滴定の状況面）に照射したときに放出される元素に固有な蛍光X線を測定して，試験面に存在する構成元素の割合を把握するものである．写真 3 は蛍光 X線分析結果の一例を示しCaたものである．スペクトルの表示から，Ca と Si が主に検出されていることがわかる．本実験ではファンダメンタルパラメーター(FP)法を適用した．FP 法は標準物質を使用せずに未知試料の定量分析を行うことができる．なSi

お，本実験において試料となる試験面は，微視的に平滑ではなく，その表面積を正確に把握することは難しい．
したがって，FP 法による分析は半定量分析としてこれを取り扱うこととした．また，蛍光X線分析は試料Aのみを用いて行っている．

写真 3 蛍光 X 線分析結果の一例- 22 -

0.30

0.25

0.25

累計Ca2+溶出量(mg/mm²)

累計Ca2+溶出量(mg/mm²)

0.30

0.20
0.15
0.10
前置き3日 W/C=0.50
0.05

前置き7日 W/C=0.50

0.00
050

100
経過日数(day)

0.20
0.15

前置き4日 W/C=0.45
前置き4日 W/C=0.50
前置き4日 W/C=0.55
前置き8日 W/C=0.45
前置き8日 W/C=0.50
前置き8日 W/C=0.55

0.10
0.050.00
015050100150

経過日数 (day)

図 12 累計 Ca2+溶出量の経時変化（試料 A）

図 13 累計 Ca2+溶出量の経時変化（試料 B）

0.40

4. カルシウム溶出の測定結果およびその考察

試料A0.30
変動率(1) キレート滴定による手法
キレート滴定によって測定した試料 A の累計 Ca2+溶出量を図 12 に，試料 B の累計 Ca2+溶出量を図 13 に示す．

前置き
3日
7日

W/C
50%50%45%50%55%
45%50%
55%

4日

0.20

試料B
8日0.10キレート滴定は 1 測定あたり 3 回ずつ行った．図中にはそれらの変動状況（最大と最小）もあわせて示している．
図 12 および図 13 から，前置き期間の違いや W/C の違0.00
0いにかかわらず，浸漬開始後の累計 Ca 溶出量の経時変化はほぼ同じである．浸漬の初期では試験面に Ca(OH)250

2+100
経過日数(day)150

図 14 Ca2+溶出量の変動率が存在するため，Ca の溶出が多いと考えられる．また，2+時間の経過とともに，試験面の下（深さ方向）にあるCa(OH)2 から，Ca2+が徐々に溶出する．

0.03
Vt：実験値（試料B,W/C=0.45,前置き4日）
Vt:実験値（前置き4日，W/C=0.45）

Vt(mg/mm2/day)

図 14 にすべての試料の測定値の変動率を示す．ここで，変動率とは，3 回の測定値の最大と最小の差と，平均値との差を表わすものである．W/C=0.55，前置き 8 日の変動率のみが最大 0.35 と大きな値を示しているものの，他のすべてのケースの測定初期の変動率は，0.20～0.01であり，浸漬 28日を経過すると，その値は，0.05以下と𝟏Vt=α(α=0.0228)
相関係数 :0.9960.0228/√t
相関係数：0.996√𝒕0.020.010.000なり安定している．このことより，長期的な変動率は小さいと判断でき，キレート滴定による Ca2+溶出量の測定

50100150200250300t (day)
図 15 Ca2+溶出速度の経時変化の精度は 5%以下に抑えることができる．
次に，Ca 溶出量から Ca 溶出速度を算出し，Ca 溶2+2+出速度の経時変化を考察する．次式は Ca2+の溶出速度の0.030算定式である．

60
圧縮強度（前置き 8日に対応）

Vt(mg/mm2/day)

0.025

∆Ca2+
∆Vt =
∆t2+2+∆Ca ∶ Ca の微小溶出量(mg/mm2)∆t ∶ 微小時間(1day)
mg/mm2∆Vt ∶ 溶出速度(day50W/C 前置き4日 4日0.450.45
4日 4日
0.500.50
4日 4日
0.550.550.45
8日 8日
0.450.50
8日 8日
0.500.55
8日 8日
0.550.020
圧縮強度（前置き 4日に対応）

0.015
0.010
0.005

403020100.000)

浸漬
材齢
材齢

図 15 は試料 A において Ca2+溶出速度の経時変化の一例（W/C=0.45，前置き 4 日）を示したものである．図- 23 -

000
482024
28

40
40
44
48

60

80
80

100

64
84
104
68
88
108t（浸漬期間：日）120120124
128140

図 16 Ca2+溶出速度と圧縮強度の発現（試料 B）

144148セメントペースト圧縮強度(N/mm2)2+表 3 試験面に存在する元素の0.040

モル比の経時変化（試料 A）

前置き4日
前置き8日

0.035

0 day

1 day

3 day

7 day

Ca

74.17

73.04

71.37

70.82

Si

14.54

15.58

17.31

17.43

その他

8.03

8.11

8.23

9.12

Ca

74.05

71.30

70.04

69.81

Si

14.66

17.75

17.87

17.75

その他

7.94

8.59

9.07

9.43

モル比（％）

10 day14 day28 day

41day

Ca

70.24

69.85

69.66

69.56

Si

17.60

17.15

16.69

16.57

その他

9.40

9.87

10.88

11.36

Ca

69.70

69.71

69.50

69.52

Si

17.56

17.40

16.59

15.91

その他

9.89

9.93

11.23

11.85

α0.030モル比（％）
前置き3日

0.025
0.020
0.40

0.45

0.50

0.550.60

W/C

前置き
7日

図 17 Ca2+溶出速度の近似式中の定数（試料 B）

中の実線および破線は関数1/√𝑡 に近似したものである．
図 16 は同様に試料 B の 6 つのケースを近似したものである．すべての近似における相関係数は 0.993 以上であった．
また，図 16 中には，セメントペーストの一般的な強度発現もあわせて示している．圧縮強度が発現する 010)

前置き
3日～28 日間に Ca2+の溶出速度が大きい．セメント中の強度発現にかかわるクリンカー主要化合物は，
C3A(3CaO・Al2O3)，C3S(3CaO・SiO2)，C2S(2CaO・SiO2)，

前置き
7日

C4AF(4CaO・Al2O3・Fe2O3)の4種類である．その中でも，練混ぜ後，C3A は 1 日以内，C3S は 28 日以内，C2S は 28日以後に主に水和反応が進行し，C-S-H の生成とともにCa(OH)2 をも生成する 11)．その段階で，Ca(OH)2 が溶解し

図 17 は，Ca2+溶出速度の近似式中の定数を示したものである．定数は溶出速度の大きさを示すものである．

20%

モル比（％）て Ca2+が溶出する．これらを勘案すると，測定された
Ca2+は Ca(OH)2 の溶解が主体をなすものと考えられる．

0%

図 17 より，W/C が大きいほど，また，前置き期間が短8889910111115161717181717177473717170707070

40%

60%

80%

いほどが大きくなる．これより，W/C が大きいほど内100%

部水が多く，Ca2+の溶出が促進され，溶出速度も大きく

0 day 1 day 3 day 7 day 10 day 14 day 28 day 41day
経過時間(day)なると考えられる．また，C-S-H 生成過程におけるCa(OH)2 生成の影響は小さいものと考えられる．

その他SiCa

図 18 試験面の Ca と Si のモル比の経時変化（試料 A，前置き 3 日）(2) 蛍光 X 線分析による手法の結果および考察
一般に，Ca/Si はセメント硬化体の強度発現と強く関係し，Ca/Si が大きいと強度が大きく，また Ca/Si が小さ示す．試験面に存在する Ca および Si のモル比はそれぞれ 69～74%および 14～17%であり，構成元素の多くを占めることがわかる． 図 18 および図 19 は Ca と Si のモル比の経時変化を図示したものである．これらをみると，前置き期間の差異によらず，早期段階から Ca と Si のモル比が変化する．すなわち，Ca は浸漬から早い段階で減少し，その後微小に減少する．一方，Ca と比べると，Si の溶出する傾向は緩やかである．

- 24 -20%

モル比（％）

いと強度が小さくなる．蛍光X線分析によって，前置き期間ごとの試験面に存在する Ca と Si のモル比を表 3 に0%899910101518181818177170707070111217167070

40%

60%

7480%

100%

0 day 1 day 3 day 7 day 10 day 14 day 28 day 41day
経過時間(day)

その他

Si

図 19 試験面の Ca と Si のモル比の経時変化（試料 A，前置き 7 日）Ca

図 20 は，セメント硬化体の脆弱性の指標となる Ca/Siの経時変化を示したものである．浸漬 14 日以前に，6.0

Ca/Si モル比が大きく減少していることが確認でき，そ5.5

前置き3日
前置き7日

Ca/Siモル比の後，Ca/Si モル比はほぼ安定している．これは，浸漬直後は Ca(OH)2 の水中への溶出が顕著であるが，その後Ca の減少が鈍化するためと考えられる．このことは，
図 21 に示すように，Ca/Si モル比が横ばいとなる期間に，キレート滴定による Ca2+溶出量が減少傾向にあることか

5.04.54.03.5-5らもわかる．したがって，浸漬14日までのCa2+の溶出は051015

主に，Ca(OH)2 が溶出したものであり，C-S-Hの溶解は進んでいないものと考えられる．さらに，試験面付近のCa(OH)2 の溶出は 14 日までにほぼ完了するといえる．

3035404550

手法をとり挙げ，それらの有効性を確認した．得られた

60.30

50.25

40.20

30.15

2

前置き3日 Ca/Siモル比
前置き7日 Ca/Siモル比2+溶出量
前置き3日累計Ca
前置き3日 累計Ca溶出量1

知見をまとめると以下のとおりである．

0.100.05

2+溶出量
前置き7日累計Ca
前置き7日 累計Ca溶出量0

キレート滴定による手法は，試験面から溶出する

累計Ca2+溶出量(mg/mm²)

Ca/Siモル比

本研究は，コンクリート打設後の早期段階におけるカルシウム溶出現象を定量的に把握する手法として 2 つの0.00
020406080

経過日数(day)

カルシウム量を定量的に把握する手法として有効である．
②25

図 20 試料 A（W/C=0.50）における Ca/Si モル比の経時変化

5. まとめ①20経過日数（日）図 21 試料 A（W/C=0.50）における早期段階における外部水に溶出するカルシウムは，試験面に存在する Ca(OH)2 が主体をなし，W/C が大累計 Ca2+溶出量と Ca/Si モル比

きいほどその溶出速度は大きくなる．また，早期③④段階となる前置き期間の影響は小さい．
蛍光 X 線分析による手法は，試験面に残存する Ca

4) 辻本剛士，木村定雄：トンネル覆工コンクリート中のおよび Si のモル比を測定でき，キレート滴定によ水酸化カルシウムの溶脱に関する一考察，土木学会
第 66 回年次学術講演会概要集，V-165，2011.9.

る手法とあわせてカルシウム溶出を把握する手法

5) 辻本剛士，木村定雄：覆工コンクリート中の水酸化カとして有効である．
早期段階の Ca/Si は，急減するが，Ca2+の溶出速度

ルシウムの溶脱とひび割れの進展メカニズムの考察，
土木学会第 65 回年次学術講演会概要集，V-214，が安定すると同じく安定する傾向を示す．

2010.9.
6) 普照遥，木村定雄，大嶋俊一：漏水に伴うコンクリー

本稿はコンクリート打設後早期段階に着目して，カルト中のカルシウム溶出の分析，第 74 回年次学術講演

シウム溶出現象の化学的な定量化手法を検討した結果に会，投稿中，2019.9.

ついて述べている．今後は，より長期的な継続実験およ7) 土木学会：土木学会コンクリート技術シリーズ，コンび力学的な実験を行い，カルシウム溶出によるセメントクリートの化学的浸食・溶脱に関する研究の現状，
pp73-74，2008.

硬化体の脆弱化特性を明らかにする予定である．

8) 日本コンクリート工学協会：コンクリート技術の要点
参考文献
1) 土木学会：トンネル・ライブラリー第 13 号，都市

‘02，p.8，2002.
9) 日本分析化学北海道支部：水の分析 第 5 版，化学同人，

NATM とシールド工法との境界領域―荷重評価の現状と課題―，pp9-15，2003.10.

pp.211-216， 2007.9.20
10) 米山義広，五十嵐心一：空間構造の変化から見たセ

2) 土木学会：トンネルの変状メカニズム，pp.16-18，

メントペーストの強度発現特性，コンクリート工学
年次論文集，vol.30，No.1，p555-557，2008.

2004.3.
3) 土木学会：土木学会コンクリート技術シリーズ，コンクリ

11) 日本コンクリート工学会：コンクリート技術の要点

ートの化学的浸食・溶脱に関する研究の現状，p.1，2008.

‘18，p.8，2018.9.1- 25 -

ANALYSIS OF PHENOMENON ON CALCIUM LEACHING OUT OF TUNNEL
LINING CONCRETE DUE TO WATER LEAKAGE
Haruka FUSHO , Sadao KIMURA and Shunichi OSHIMA
It is generally considered that the deformation of concrete peeling at the joint portion of a tunnel lining
concrete is caused by the progress of cracks. Calcium leaching occurs when there is a flow of groundwater
caused by cracks in concrete. This calcium leaching decreases the Ca/Si molar ratio in the cement hardened
body. We hypothesized that the development of cracks are caused by calcium leaching. In this paper, we
proposed a method of analysing calcium eluted in water and verified its effectiveness. As a result, it isconfirmed that chelate titration quantitatively measured the amount of calcium eluted. In addition, the speedof calcium leaching was confirmed in the early stage after placing concrete.

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