淺沼組技術研究報告№34(2022)

４．透気試験複合法による中性化速度評価のためのアタッチメントの開発と評価式における信頼区間の検討
Development of Attachment and Examination of Confidence Interval in Evaluation Formula for
Evaluating Carbonation Rate by a Combined Method of Air-permeability Tests
加藤 猛＊１

山﨑 順二＊１

要 旨
透気試験複合法による中性化速度評価のために，仕上材の凹凸に追従できるアタッチメントの開発と中性化速度の評
価式における信頼区間について検討した。その結果，アタッチメントを用いることで，複層塗材 E にように凹凸が大きい場合でも，わずかに漏気の影響はあるが，仕上材の透気性を概ね評価できることがわかった。透気試験複合法による透気抵抗と中性化速度係数との回帰線を中性化速度の評価式として用い，その評価式におけるばらつきを 90％信頼区
間により範囲を定めた。さらに，耐用年数を安全側に評価することを検討した結果，評価式に対する 90％信頼区間の上限式を採用するとよいと考える。
キーワード：透気試験複合法／中性化速度／アタッチメント／信頼区間
１．はじめに抵抗性とかぶりコンクリートの中性化抵抗性の両者をそ

鉄筋コンクリート建築物に必要とされる耐久性能としれぞれ適切に評価する必要がある。

てかぶりコンクリートの品質の重要性は一般に知られて仕上面において表面減圧法による透気試験を実施するいる。鉄筋コンクリート建築物は複数の施工プロセスを際，試験面に接地する従来品のシリコンリングは，平滑な踏むため，施工プロセスにより耐久性能が左右されるこ

コンクリート面を対象とした硬度のため，仕上材の凹凸とや，竣工後も，静置される環境によってコンクリートのに追従することができず，シリコンリングと仕上材の間耐久性能が異なってくる。そのため，耐久性能を原位置でからの漏気により，測定不可もしくは，透気係数が大きく評価することが重要である。耐久性能を評価するうえで，（中性化抵抗性が小さく）評価される。そのため，仕上材

建築物が海岸部や酸性土壌，凍結融解の作用を受けるなの凹凸に追従し，漏気の影響を小さく試験することを目どの特殊な環境下にない限り，主に中性化の進行が判断的として，シリコンリングより硬度の低い材料でアタッ

材料のひとつとなる。

チメントを作製した。加えて，アタッチメントの使用が試

透気試験はかぶりコンクリートにおける粗密の程度を験結果に及ぼす影響の検討や凹凸面に対する漏気量を確

非・微破壊かつ原位置で評価する方法として用いられて認することで，アタッチメントの有用性を示す。

おり，コンクリートの中性化深さと良好な相関がみられることが報告また，透気試験複合法によって得られた透気抵抗と中例えば 1,2)

されている。さらに，土木構造物で性化速度係数との回帰線による評価式のサンプル数を増

は，かぶりコンクリートの施工中の品質確認のための評

やすこと目的に，既往の文献に加え，試験体を作製した。

価試験として適用 3)されるようになってきた。以上のよ

さらに，中性化速度の評価式におけるばらつきについて，

うに，透気試験により構造体の耐久性能を評価すること

統計的手法で信頼区間を設定し，その範囲を定めた。

が期待される。透気試験による中性化速度の評価を建築物に適用する際，多くの場合，仕上材が施されている。仕

２．実験概要

上材は中性化抑制効果があり 4)，種類は多岐にわたるが仕

2.1 透気試験複合法の概念

上材の種類によって中性化抑制効果は異なり，また同一

透気試験複合法には，図-1，図-2 に示すダブルチャンの種類であっても施工方法，環境条件，経過年数等によっ

バー法およびドリル削孔法を用いている。透気試験複合ても異なると考えられる。そのため，仕上材についても原法の概念図を図-3 に示す。通常ダブルチャンバー法は，位置で評価することが重要である。さらに，仕上材を有す

図-1 にあるように，表面からコンクリートの空気透過性

るコンクリートの中性化評価を行う上で仕上材の中性化を評価しているが，図-3 のように仕上材が施されている*1 技術研究所建築材料研究グループ
1

4-1

淺沼組技術研究報告№34(2022)

場合，試験結果は仕上材の透気性の要因が大きい 5)ため，
本評価手法では主に仕上材の中性化抵抗性を評価するもEpoxy resinpump
NeedleSilicon tube

10 mm

Air flowのと考える。

Vacuum pump
50 mm

ドリル削孔法は比較的内部のコンクリートの空気透

Silicon plug

過性を反映しており，コンクリート表層に仕上材や表図-1 ダブルチャンバー法図-2 ドリル削孔法

面含浸材などの保護材を有していても，その影響を大きく受けることなく，コンクリートの透気性を概ね評価できるといった報告がある 6)。そのため，本評価手法
では主にコンクリートの中性化抵抗性を評価するものと考える。上記の 2 つの透気試験を複合させることによって仕上材を有するコンクリートの中性化速度の評
図-3 評価法の概念図

価を実施する。
2.2 アタッチメントの開発
ダブルチャンバー法は基より，コンクリートを対象としているため，写真-1 に示される従来品のシリコン

シリコンリング

リングの硬度はショア A 20°であり，仕上材の粗面に追従できない。このことから，仕上材の粗面用に硬度の低いアタッチメントを作製した。アタッチメントの概写真-1 ダブルチャンバー法のシリコンリング

要とアタッチメントを使用したことによる影響を検討した実験概要を以下に示す。
(1) アタッチメントの材料
アタッチメントの性能として，素材自体が空気を通さないこと，対象物への密着性が高いこと，復元性が高いことが必要であると考えられる。そこで，アタッチメントの材料として，写真-2 に示す独泡スポンジと写真-3 に示す

写真-2 独泡スポンジ

ウレタン樹脂をアタッチメントとして用いた。

写真-3 ウレタン樹脂

独泡スポンジは，アスカーC 25°の柔らかい材質であり，独立の気泡を形成することで，非吸水性，断熱性を有し，サッシの目地材や工業用のパッキン等にも用いられる。独泡スポンジによるアタッチメントの構成として，図-4 に示されるように，ショア A 40°のシリコンを土台と

図-4 独泡スポンジの構成

し厚さ 50mm の独泡スポンジを接着させている。
ウレタン樹脂はアスカーC 7°と非常に軟質（人肌くらい）であり，追従性に優れている樹脂を用いた。ウレタン
樹脂によるアタッチメントの構成として，図-5 に示されるように，内部，外部チャンバー部に穴の開いた円形のア

図-5 ウレタン樹脂の構成

クリル板に，シリコンリングと同一の位置で，高さ約70mm の半楕円形型に成形したウレタン樹脂を接着させ

接続継手

試験板

ている。
(2) アタッチメントの使用が透気係数に及ぼす影響
透気係数の算出には内部チャンバーの体積の要因がある。アタッチメントを用いると，内部チャンバーの体積変

フィルター
接続配管

化があるため，透気係数の算出に影響を及ぼすことが考

流量調整器

図-6 単位時間あたりの空気の流量を制御できる校正器えられる。そこで，図-6 に示す，NDIS 3436-5 の校正器

4-2

淺沼組技術研究報告№34(2022)

単位時間の流量(ml/min)

100
10
1
0.1
0.01
0

2

4

6

8 10 12

複層塗材 E
吹付け

バルブの開放値

複層塗材 Eローラー

防水型複層塗材 E
ローラー

図-7 バルブの開放値と単位時間の流量

外装薄塗材 E
吹付け

内装薄塗材 E
吹付け

写真-4 仕上材

表-1 実験概要
シリーズ 1

複層塗材 E
エマルションペイント
外装薄塗材 E

仕上材
試験体
概要

寸法
養生方法
暴露箇所
測定時の材齢7)

H200×W200×D200mm
3 日間封緘養生
恒温恒湿室(20℃, 60%R.H.)
20 週

シリーズ 28)*1

シリーズ 39)

複層塗材 E
エマルションペイント
外装薄塗材 E

複層塗材 E
エマルションペイント
外装薄塗材 E

H150×W200×D150mm
H900×W1800×D200mm
7 日間封緘養生
屋内（ただし，屋外と同じ気温下）
52 週
2.5 年

シリーズ 4複層塗材 E
防水型複層塗材 E
外装薄塗材 E
内装薄塗材 E
H300×W300×D200mm
5 日間封緘養生
26 週*1 論文中の測定材齢は 7 週であるが，この検討では材齢が 52 週経過後の測定結果を用いている。

表-2 計画調合シリーズ１シリーズ 2シリーズ 3シリーズ 4

単位量(kg/m3)

W/C
（%）

s/a
（％）

W

C

S1

S2

G

Ad1

Ad2

Ad3

100
60
30
66.7
57
50
85
54
47
40
68

54.5
48.8
46.8
46.6
49.9
48.3
47.8
49.2
47.3
44.9
48.4

200
180
175
180
180
180
180
180
180
180
170

200
300
583
270
316
360
210
333
383
450
250

973
857
720
427
447
426
442
436
410
378
909

－
－
－
412
434
409
424
424
398
365
－

835
922
840
990
909
920
974
915
925
936
979

2.00
3.90
7.00
3.24
－
－
2.40
－
－
－
2.5

－
－
－
－
2.94
2.92
2.90
2.99
3.51
2.50

－
－
－
－
－
－
40
－
－
－
－

54
40

48.8
44.6

170
170

315
425

888
772

－
－

944
968

2.36
2.89

2.36
2.89

－
－

（単位時間あたりの空気の流量を制御できる精密ニード

圧の変化量はアタッチメントが仕上材の粗面に追従できルバルブ）に対して，シリコンリング，独泡スポンジおよずに漏気した量と考える。

びウレタン樹脂を用いて透気試験を実施し，その影響を

2.3 中性化速度の評価式および信頼区間の検討
試験体の概要，透気試験時の材齢を表-1 に示す。シリ検討した。用いた校正器のバルブ開放値と単位時間の流量の関係を図-7 に示す。

ーズ 17)，28)は既往の文献の実験結果を参考に，シリーズ(3) アタッチメントを用いた時の漏気確認

39)は既往の文献で用いた試験面とは反対面に，2 分割して透気試験時の仕上材の粗面に対する漏気確認として，仕上材を施しており，その面での試験結果を用いている。

不透過性であるアクリル板に写真-4 に示す仕上材と塗布

ただし，シリーズ 1 の既往の文献中には仕上材に薄付け方法で施し，透気試験を実施した。アクリル板の寸法はモルタル（5mm 程度）が含まれていたが，セメント系と300×400×5（厚さ）mm であり，1 つの仕上材に対して 6

非セメント系の仕上材ではコンクリートの中性化進行過点測定し，透気試験開始時から内部チャンバーでの気圧程が異なると考えられるため除外している。また，シリーの経時変化を記録している。仕上材が透気性のある材料

ズ 2 の既往の文献中の試験結果は，コンクリートの材齢であったとしても，基盤が透気性のないアクリル板を用が 7 週と比較的若材齢での結果であることから，透気試

いているため，透気試験時における圧力変化はほとんど

験結果（特にドリル削孔法）に水分の影響があると考えらないものと考える。このため内部チャンバーにおける気れるため，材齢が 52 週経過した時の結果を用いている。

4-3

淺沼組技術研究報告№34(2022)シリーズ 4 はサンプルの数を増やすことを目表-3 使用材料的として，新たに試験体を作製した。内装薄

使用材料

物性
普通ポルトランドセメント
陸砂
砕石
AE 減水剤
普通ポルトランドセメント
砕砂
山砂
砕石
AE 減水剤
高性能 AE 減水剤
普通ポルトランドセメント
砕砂
山砂
砕石
AE 減水剤
高性能 AE 減水剤
砕石紛
普通ポルトランドセメント(密度 3.16g/cm3)(表乾密度 2.58g/cm3)(表乾密度 2.65g/cm3)

類の仕上材を施した試験体に対し，JIS A 1153

混和剤

「コンクリートの促進中性化試験方法」に準

混和材
セメント

C
S1
G
Ad1
C
S1
S2
G
Ad1
Ad2
C
S1
S2
G
Ad1
Ad2
Ad3
C

細骨材

S1

砕砂

(表乾密度 2.66g/cm3)(表乾密度 2.69g/cm3)

塗材 E は外装薄塗材 E で使用される骨材よりも粒度が細かいタイプのアクリルリシンであシリーズ 1

り，写真-4 に示されるように外装塗材 E と比

セメント
細骨材
粗骨材
混和剤
セメント

べると表面の凹凸が少ない。いずれの試験体
も 2 面乾燥状態（H×W 面）であり，仕上材

細骨材
シリーズ 2

粗骨材の塗布面は 1 面，それ以外の面はアルミテー

混和剤

プでシールしている。促進中性化は試験体寸

セメント

法 100×100×400mm で試験に用いる試験体と同一の養生方法，暴露環境であり，同一種

細骨材シリーズ 3

じて行った。
コンクリートの調合，使用材料を表-2，表粗骨材

シリーズ 4

粗骨材
混和剤-3 に示す。W/C＝30～100%であり，シリーズ

G

砕石

Ad1

AE 減水剤（標準型）

Ad2

AE 減水剤（遅延型）

３．実験結果3.1 アタッチメントの開発(1) アタッチメントの使用（体積の変化）が透気係数に及ぼす影響

40
35
30
25
20
15
10
5
0

1000

シリコンリング kT 0
ウレタン樹脂 kT 0.0001
独泡スポンジ kT 00

60 120 180 240 300 360

アタッチメントとして作製した独泡スポン
ジおよびウレタン樹脂自体の漏気確認として経過時間（sec）

図-8 アクリル板に対する測定結果

透気係数（×10-16m2）で練り混ぜられたコンクリートである。

インナー部気圧（mbar）

2～4 はレディーミクストコンクリート工場
100(密度 3.15g/cm3)(表乾密度 2.66g/cm3)(表乾密度 2.57g/cm3)(表乾密度 2.69g/cm3)(密度 3.15g/cm3)(表乾密度 2.66g/cm3)(表乾密度 2.57g/cm3)(表乾密度 2.69g/cm3)(表乾密度 2.70g/cm3)(密度 3.15g/cm3)

シリコンリング
独泡スポンジウレタン樹脂

10
1
0.1
0.01
0.001
0.01 0.11
10100
単位時間の流量（ml/min）

図-9 校正器による測定結果

アクリル板で測定した結果を図-8 に示す。図は内部チャンバーの気圧の経時変化と透気係数を示してバーの体積）が透気係数に及ぼす影響は極めて小さいもいる。ダブルチャンバー法は，試験開始から 60 秒間は気のと考える。透気係数が 0.01×10-16m2 以下の領域で単位圧を制御しながら吸引し，透気係数を計測する時の初期

時間あたりの流量に対する透気係数は異なる値が示され気圧（試験開始から 60 秒後時点での気圧）が 30～50mbarているが，既往の研究 10)の中で校正器に対して，単一のになるようにしている。図-8 より独泡スポンジおよびウ

ダブルチャンバー法を用いて 10 回連続測定した結果におレタン樹脂において，従来品のシリコンリングと概ね同いても，0.01×10-16m2 付近での透気係数に変動が大きい

様に初期気圧が約 30mbar であり，気圧の経時変化がほとことが示されている。これは，透気係数 0.01×10-16m2 以

んどないことがわかる。透気係数 kT でも 0 もしくは下となるような小さい範囲では，微小な気圧変化量でも0.0001×10-16m2 と非常に小さい値であることから独泡ス

透気係数の値に違いを生じさせることが要因としてあり，

ポンジおよびウレタン樹脂で測定することによる漏気は

またそれはダブルチャンバー法が元来持つ特性である。

ほとんどないと考える。

そのため，透気係数が 0.01×10-16m2 以下の領域で独泡ス
ポンジおよびウレタン樹脂を用いたことによる単位時間

図-6 に示す，単位時間あたりの空気の流量を制御できあたりの流量に対する透気係数の違いは許容差であるとるダブルチャンバー法の校正器に対して，シリコンリン

考える。

グ，独泡スポンジおよびウレタン樹脂を用いて透気試験(2) アタッチメントを用いた時の漏気確認を実施した結果を図-9 に示す。いずれの材料を用いても，

写真-4 の仕上材に対して，独泡スポンジおよびウレタ

単位時間あたりの流量に対する透気係数の値は良く一致

ン樹脂を用いて６点測定した結果を図-10 および図-11 にしていることから，独泡スポンジおよびウレタン樹脂の示す。凡例の数字が透気係数であり，四角内の数字が 6 点

アタッチメントを用いることでの体積変化（内部チャン
4-4

0.00470.0041

複層塗材E－吹付け
Geo 0.0064

0

60

120 180 240 300 360

40
35
30
25
20
15
10
5
0

0.00580.00580.00780.0155複層塗材E－ローラー
Geo 0.0090

060

120 180 240 300 360

インナー部気圧（mbar）

経過時間（sec）

140
135
130
125
120
115
110
105
100

0.00010000.00080.0004120 180 240 300 360
経過時間（sec）

0.00060.00060.00060.0003防水型複層塗材E－ローラー
Geo 0.00052

0

60

120 180 240 300 360
経過時間（sec）

0
0

Geo 0.0001

60

40
35
30
25
20
15
10
5
0

経過時間（sec）

外装薄塗材E－吹付け

00.00640.0197
インナー部気圧（mbar）

0.01260.0041№34(2022)

インナー部気圧（mbar）

40
35
30
25
20
15
10
5
0

0.01440.0047

インナー部気圧（mbar）

インナー部気圧（mbar）

淺沼組技術研究報告

0
0

45
40
35
30
25
20
15
10
5

0
0

0
0

内装薄塗材E－吹付け
Geo 0

0

60

120 180 240 300 360
経過時間（sec）

図-10 仕上面に対して独泡スポンジを用いた測定結果測定した結果の相乗平均値である。図-10 より，独泡スポため，漏気しなかったと考える。

ンジによる測定では，複層塗材 E の吹付けで最大 3mbar，

複層塗材 E のように凹凸が大きい仕上材には漏気が認ローラーで最大 3.5mbar の気圧上昇が認められるが，ダめられるが，①気圧変化量がキャリブレーションの上限

ブルチャンバー法の試験前に実施するキャリブレーショ

値 5mbar 以下であること，②透気係数の相乗平均値は約ンの上限値 5mbar 以下であることが確認できる。防水型

0.01×10-16m2 未満に小さく，また透気性を評価するうえ

複層塗材 E は複層塗材 E と比べると気圧上昇値は小さく，で安全側（透気係数が大きくなる側）に評価していること

最大で 0.7mbar である。防水型複層塗材 E の主材はアクを考慮すると，仕上面において独泡スポンジを用いるこ

リルゴム系の弾性があるものであるため，吸引時に仕上とでの透気試験はわずかに漏気の影響はあるが，仕上材材に作用する力がより独泡スポンジと密着させ，漏気がの透気性を概ね評価できると考える。一方，100 年単位で低減できたと考えられる。外装薄塗材 E は気圧の経時変超長期に耐用年数を評価する際，より精度の高い評価が化がなく，漏気していないと考えられるが，初期気圧が求められることが考えられる。その場合，透気試験結果か

100mbar 程度に大きく，30～50mbar まで減圧できていなら漏気の影響を除するため，本実験で得られた気圧上昇

いことがわかる。ダブルチャンバー法の開発者であるト

値を差し引いて補正し，評価するとよいと考える。

レント氏が執筆した本 11)の中で以下の 2 点の理由から内

図-11 より，ウレタン樹脂による測定結果は，独泡スポ部チャンバーにおける初期気圧および測定時の気圧が大ンジと概ね同様の結果を示している。外装薄塗材 E の初きくなりすぎないように制御している。①測定中に試験期気圧に関して，独泡スポンジでは 100mbar 程度までし面から離れ，落下し故障する（落下に対する安全装置としか減圧できなかったが，ウレタン樹脂では 30～35mbar 減て内部チャンバーの気圧が 200mbar を超えると復圧過程圧できていることが確認できる。写真-5 は新設の複層塗を終了し，常に吸引状態となる）。②透気係数の式の導出

材 E に対して，ウレタン樹脂のアタッチメントを用いてに内部チャンバーの気圧が大気圧より非常に小さいこと測定した後の写真であるが，ウレタン樹脂に付着していを仮定している。このような理由から，独泡スポンジを用た汚れが新設の複層塗材 E に付着している様子が伺える

いて外装薄塗材 E を測定することは避けた方がよいと考（外装薄塗材 E では汚れの付着がほとんどみられない）。

える。しかし，同書で偶発的に初期気圧が高くなる場合でウレタン樹脂においても複層塗材 E のように粗面の凹凸も必ずしも間違った透気係数 kT を示しているわけではが大きい仕上材の場合には漏気の影響はわずかにあるが，ないとも示している。内装薄塗材 E の気圧変化はなく，仕上材の透気性を概ね評価できると考える。

写真-4 にあるように，仕上材の粗面の凹凸が少なかった

図-10，図-11 の結果から各種仕上材における内部チャ

4-5

0.0092
0.00770.00920.007

複層塗材E－吹付け
Geo 0.0086

060

120 180 240 300 360

0.026
0.0153

40
35
30
25
20
15
10
5
0

0.00580.034

Geo 0.017

060

120 180 240 300 360

0.000300.00060.0006防水型複層塗材E－ローラー
Geo 0.00062

000.0001
0

40
35
30
25
20
15
10
5
0

Geo 0.00035

60

0.001
0.000460

120 180 240 300 360
経過時間（sec）

外装薄塗材E－吹付け

0

40
35
30
25
20
15
10
5
0

0.001
0.0004

経過時間（sec）

インナー部気圧（mbar）

インナー部気圧（mbar）

0.000400.02810.0116

複層塗材E－ローラー

経過時間（sec）
40
35
30
25
20
15
10
5
0

№34(2022)

インナー部気圧（mbar）

40
35
30
25
20
15
10
5
0

0.01160.0077

インナー部気圧（mbar）

インナー部気圧（mbar）

淺沼組技術研究報告

120 180 240 300 360

000.00010

内装薄塗材E－吹付け
Geo 0.0001

060

経過時間（sec）

120 180 240 300 360
経過時間（sec）

14
12
10
8

シリーズ1
シリーズ2
シリーズ3
シリーズ4

ダブルチャンバー法

y = 0.61ln(x) + 2.80

6

R² = 0.368

42
00.001 0.01

0.1

1

10

100

透気係数（×10-16m2）

写真-5 汚れの付着状況

中性化速度係数(mm/√year)

中性化速度係数(mm/√year)

図-11 仕上面に対してウレタン樹脂を用いた結果

1000

14

10

シリーズ1
シリーズ2
シリーズ3
シリーズ4

8

y = 2.19ln(x) + 5.04

12

ドリル削孔法R² = 0.517

6
4
2
0
0.01

0.1
1
透気速度（kPa/s）

10

図-12 ダブルチャンバー法（左図）およびドリル削孔法（右図）の測定結果と中性化速度係数との関係

ンバーの気圧の経時変化は独泡スポンジとウレタン樹脂

数および透気速度と中性化速度係数との相関は必ずしもで概ね同様の傾向を示していることから，アタッチメン高くない。仕上材付きコンクリートの場合，透気係数およトの違いが透気係数に及ぼす影響は少ないことが考えら

び透気速度と中性化速度係数の間には定性的な対応はあれる。しかし，上記にあるように，独泡スポンジで外装塗るが，両者の方法においておおよそ 0.01×10-16m2 または材 E を測定する場合，初期気圧が 30～50mbar まで減圧し0.1kPa/s を起点として透気係数および透気速度が大きくないこと，ウレタン樹脂で複層塗材 E を測定する場合，なるほど回帰線から広く分布している。これは，ダブルチ

ウレタン樹脂自身の汚れが複層塗材 E に付着するといっャンバー法は仕上材が中性化速度に及ぼす影響を主に評た特徴がある。この特徴を鑑み，測定の対象となる仕上材

価しているが，かぶりコンクリートの中性化速度の評価に応じて，アタッチメントを選定するとよいと考える。

は難しく，またドリル削孔法ではかぶりコンクリートの3.2 中性化速度の評価式および信頼区間の検討

中性化速度の評価は可能であるが，仕上材が中性化速度(1) 透気試験結果と中性化速度係数との関係に及ぼす影響については評価が困難であるためと考えらダブルチャンバー法およびドリル削孔法により得られれる。透気試験機単体で仕上材付きコンクリートの中性

た透気係数および透気速度と中性化速度係数の関係につ化進行を精度よく予測するに至らないことがわかる。

いて図-12 に示す。ダブルチャンバー法とドリル削孔法の(2) 中性化速度の評価式の検討

両者とも透気係数および透気速度が大きくなるにつれて「a) 透気試験結果と中性化速度係数との関係」の結果

中性化速度係数が大きくなる傾向を示すものの，透気係より，透気試験単体では仕上材付きコンクリートの中性

4-6淺沼組技術研究報告№34(2022)14中性化速度係数(mm/√year)

化速度を精度よく予測するに至らないことがわかった。
そこで，ダブルチャンバー法とドリル削孔法を複合させる手法を検討し，その手法を用いて中性化評価することを試みた。
測定結果を複合させる方法として，各測定結果をそのままの値，対数，もしくは逆数にして，さらにその各値に

10

シリーズ1
シリーズ2
シリーズ3
シリーズ4

8

y = -1.68ln(x) + 7.02

6

R² = 0.757

12

4
2
0

対して任意の係数をかけて四則演算した。そのようにし

0.1

1

10

気係数から得られる透気抵抗性 1/kT と透気速度から得ら

14中性化速度係数(mm/√year)

れる透気抵抗性 1/PV に対する指数の乗数に重みづけ係数をつけた和である透気抵抗 R が得られた。なお，逆数の和の式や重みづけの係数α＝0.5，β＝2 は本実験におけるデータの最適値であり，サンプル数が増えると式もしくは重みづけの値が変化することがあると考える。
11=+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (1)
透気抵抗

[－]

kT

:

透気係数

[×10-16m2]

PV

:

透気速度

[kPa/s]α, β:

重みづけ係数(α=0.5,β=2)

[－]

回帰線
90％信頼区間
90％予測区間
実測値

1210y = -1.72ln(x) + 7.66

8y = -1.64ln(x) + 6.37

6
4
2
0
0.1

ここに，

:

1000

図-13 透気抵抗と中性化速度係数の関係なる式を探した。その結果，式(1)に示されるように，透

R

100

透気抵抗R

て得られた値と中性化速度係数との決定係数 R2 が大きく

1

10

100

1000

透気抵抗R

図-14 評価式の信頼区間および予想区間
表-4 各耐用年数における中性化速度係数と透気抵抗

透気抵抗 R と中性化速度係数の関係を図-13 に示す。
透気抵抗が大きくなるにつれて中性化速度係数が小さく

耐用年数

30 年

65 年

100 年

中性化速度係数 A(mm/√year)

7.30

4.96

4.00

透気抵抗 R

0.84

3.41

6.05

なる傾向があり，両者の間には R2=0.757 の高い相関関係
表-5 透気抵抗 R のマトリックスにあった。図-12 の透気試験単体での中性化速度の評価と図-13 の透気試験複合法での中性化速度の評価を比較す

R=

ると複合法により仕上材とかぶりコンクリートを総合的に評価したための結果と考える。以上のことからダブル

1

.

PV

チャンバー法とドリル削孔法の透気抵抗性を複合して算(kPa/s)

出された透気抵抗 R によって仕上材付きコンクリートの+kT(×10-16m2)

1

0.01

0.1

1

10

100 31.62 10.00

0.001

3.16

1.00

0.32

0.10

0.03

10 31.63 10.01

3.17

1.01

0.33

0.11

0.04

1 32.62 11.00

4.16

2.00

1.32

1.10

1.03

103

101

100

100

100

0.1

132

110

100 1000

0.01 10032 10010 10003 10001 10000 10000 10000

中性化速度を精度良く評価しているものと考える。
(3) 中性化速度の評価式における信頼区間の検討(R)+7.66，下限式 A=-1.64ln(R)+6.37 である。

仕上材を有するコンクリートの中性化速度の評価式(2)(4) 耐用年数の評価区分の検討として，図-13 に示す透気抵抗 R と中性化速度係数 A の中性化速度と透気性の関連性に基づく耐用年数評価区

回帰線を用いることとした。
= −1.68 ln( ) + 7.02

分が設定できれば，ダブルチャンバー法（透気係数）とド⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(2)

リル削孔法（透気速度）の測定結果から耐用年数を簡易にまた，評価式のばらつきの検討として，図-13 の透気抵

評価する手法が構築できる。JASS 512)で検討された計画供抗 R と中性化速度係数 A の回帰線に対する 90％信頼区

用期間の級である「短期：30 年」，「標準：65 年」，「長期：間と実測値に対する 90％予想区間を図-14 に示す。図よ100 年」の年数で中性化深さが一般的なかぶり厚さである

り 90％信頼区間における上限，下限の式は非線形である

40mm に到達すると仮定して√t 則により求めた中性化速が，線形回帰した直線（上限式：黄色の点線，下限式：緑

度係数 A と，ここで得られた中性化速度係数 A を用いて色の点線）と近似しているため，線形回帰した直線を 90％

式(2)より導出した透気抵抗 R を表-4 に示す。式(1)の透気

信頼区間における上限，下限の式とすると，評価式 A=-

抵抗 R を，透気係数 kT と透気速度 PV のマトリックスで1.68ln(R)+7.02 に対する 90％信頼区間は上限式 A=-1.72ln示した例を表-5 に示す。さらに，表-5 を細分化し，x 軸
4-7

淺沼組技術研究報告

10

1

0.1
0.001 0.01 0.1

1

10

100 1000

透気係数（×10-16ｍ2）

図-15 耐用年数評価チャート

100

100

30年
65年
100年

透気速度（kPa/s）

30年
65年
100年

透気速度（kPa/s）

透気速度（kPa/s）

100№34(2022)

10

1

0.1
0.001 0.01

0.1

1

10

30年
65年
100年

10

1

0.1
0.001 0.01

100 1000

透気係数（×10-16ｍ2）

0.1

1

10

100 1000

透気係数（×10-16ｍ2）

図-16 90%信頼区間における耐用年数評価チャート

図-17 90%予想区間上限における耐用年数評価チャート

をダブルチャンバー法の透気係数 kT，y 軸をドリル削孔法の透気速度 PV とした耐用年数評価チャートを図-15 に示す。図-15 中の 30, 65 および 100 年の線は表-4 の耐用年数の透気抵抗 R を連続的に表現したものである。また，各耐用年数の透気抵抗 R の閾値を境界線とすることで，中性化の進行に基づく耐用年数評価区分が設定できる。
図-18 透気係数と中性化率 14)

図-15 により，ダブルチャンバー法による透気係数 kT とドリル削孔法による透気速度 PV の測定結果が分布する
位置が仕上材付きコンクリートの耐用年数を評価するた

ンクリートの中性化速度係数 8.85mm/√year（促進 52 週めの指標になると考える。

で 28mm の中性化深さより算出）と近しい値である。当然，基材コンクリートの種類（W/C，養生方法，静置環境

図-15 の耐用年数評価チャートにおいても評価式のば等）の違いがあるため，単純な比較はすべきではないが，らつきを考慮するため，「c) 中性化速度の評価式におけ参考値とすると，90%予想区間の上限式を用いて各耐用る信頼区間と適用範囲」により式(4)の 90%信頼区間を近年数における境界線を設定，つまり安全側の評価で設定

似的に求めた結果を用いる。この 90%信頼区間の上限式

すると過少に中性化速度を評価していると考える。そのA=-1.72ln(R)+7.66，下限式 A=-1.64ln(R)+6.37 を図-15 のため，安全側の評価をする場合，評価式のばらつきを考慮

耐用年数評価チャートに点線で反映させた結果が図-16

した 90％信頼区間の上限式 A=-1.72ln(R)+7.66 を採用するである。今後，本評価式の適用範囲内でデータを蓄積してとよいと考える。

も，おおよそ点線内に各耐用年数における境界線が位置することが考えられる。加えて，安全側に評価することを

４．まとめ

目的に，90%予想区間の上限式 A=-1.69ln(R)+9.70 から得

透気試験複合法による中性化速度評価のために，仕上られた各耐用年数における透気抵抗 R を連続的に示した

材の凹凸に追従できるアタッチメントの開発と中性化速（点線の境界線）結果を図-17 に示す。図より，安全側に度の評価式における信頼区間について検討した結果を以評価した場合，x 軸の透気係数に着目すると 90%予想区

下に示す。

間の上限式と評価式には 1 オーダーほどの差があること(1) アタッチメントの開発について，アタッチメントを用がわかる。安全側に評価した時の境界線について，「鉄筋いることで，複層塗材 E にように凹凸が大きい場合でも，コンクリート造建築物の耐久設計施工指針・解説」13)の中

わずかに漏気の影響はあるが，仕上材の透気性を概ね評で，透気試験により仕上材の中性化抵抗性を評価するこ

価できることがわかった。また，アタッチメントの使用とを目的に透気係数と中性化率との関係 14)が図-18 のよ（体積変化）が透気係数に及ぼす影響を検討した結果，ア

うに示されている。図-18 から，透気係数 0.1×10-16m2 にタッチメントを用いても，体積変化が透気係数に及ぼす

対する中性化率は 0.35 程度であり，仕上材の中性化抵抗影響は小さく，従来品であるシリコンリングと同様な透性が高いことがわかる。一方，図-17 では，透気係数 0.1

気係数が得られた。

×10-16m2 に対して耐用年数が 30 年程度，中性化速度係数(2) 透気試験複合法による透気抵抗と中性化速度係数とでは 7.30mm/√year となり図-18 中の比較用仕上げなしコ

4-8淺沼組技術研究報告 №34(2022)

術講演梗概集(中国)，pp.549-550，2017.8の回帰線を中性化速度の評価式として用い，その評価式におけるばらつきを 90％信頼区間で範囲を定めた。さら11) Torrent, R., Neves, R. and Imamoto, K : Concreteに耐用年数評価チャートを用いて，耐用年数を安全側に

permeability and durability performance from theory to

評価するため，実測値に対する 90%予想区間の上限式をfield applications, CRC Press, pp.172, 2022

用いると，過少に中性化速度を評価していることがわか

12) 日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説 JASS5った。そのため，安全側の評価をする場合，評価式に対す鉄筋コンクリート工事 2022, pp.163-173, 2022

る 90％信頼区間の上限式を採用するとよいと考える。

13) 日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の耐久性
設計施工指針・解説, pp.166-172
14) 唐沢智之，古賀一八，浦川和也，河野政典：仕上塗材［参考文献］
1)

田中章夫，今本啓一：表層透気性による既存 RC 構造の中性化抑制効果と透気性に関する考察，コンクリ

物の中性化予測に関する研究，日本建築学会構造系

ー ト 工 学 会 年 次 論 文 集 ， Vol.30, No.1, pp.645-650,

論文集，Vol.78, No.691 pp.1539-1545, 2013.9

2008.72)

野中英，湯浅昇：簡易透気試験方法による構造体コン
クリートの中性化抵抗性評価，日本建築学会構造系
論文集，Vol.80, No.711, pp.727-734, 2015.5

3)

国土交通省 東北地方整備局：コンクリート構造物の品質確保の手引き（案）（橋脚，橋台，函渠，擁壁編），2015.12

4)

建設大臣官房技術調査室監修，(財)国土開発技術セン
ター建築物耐久性向上普及委員会：鉄筋コンクリー
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5)

加藤猛，今本啓一，清原千鶴，山﨑順二：仕上材を有するコンクリートの透気性評価に関する実験的検討，
コンクリート工学年次論文報告集，Vol.39，No.1,
pp.595-600, 20176)下澤和幸，本庄敬祐，山﨑順二，今本啓一：塗仕上げを施した鉄筋コンクリート造建築物のかぶりコンク
リートの性能評価方法に関する検討，コンクリート
工学年次論文報告集，Vol.35，No.1, pp.2019-2024, 2016

7)

加藤猛，今本啓一，清原千鶴，山﨑順二：透気試験複合法による仕上材付きコンクリートの中性化速度の評価に関する実験的検討，コンクリート工学年次論文報告集，Vol.40，No.1, pp.561-566, 20188)

下澤和幸，清原千鶴，本庄敬祐，山﨑順二，今本啓一，
田中章夫：表層透気性によるコンクリートの品質評
価に関する研究－その 2. 小型試験体の透気性－, 日
本建築学会学術講演梗概集(関東)，pp.361-362，2015.9

9)

山崎順二，今本啓一，湯浅昇，下澤和幸：実大コンク
リート壁におけるダブルチャンバー法を用いた表層
透気性の評価に関する共通試験，コンクリート工学
年次論文報告集，Vol.38，No.1, pp.2013-2018, 201810) 田中章夫，今本啓一，山﨑順二，下澤和幸，湯浅昇，
加藤猛：RC 造建築物に適用する透気性試験における影響要因と評価手法に関する検討

その 3.DC(TPT)および FIM 法における機差の検討，日本建築学会学

4-9