フジタ技術研究報告㻌第㻡㻟号㻌 㻌 㻞㻜㻝㻣年㻌㻌㻌

地下コンクリート外壁の不連続部における止水性評価に関する基礎的研究㻌㻌㻌
藤 沼 㻌 智 洋㻌㻌

添 田 㻌 智 美㻌㻌

富 田 㻌 泰 宇㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌概㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 要㻌㻌㻌
地下構造部は地上よりも高い水圧が作用するため、打継ぎ部やひび割れ等の不連続部は防水機能上の弱点となりやすい。
したがって、不連続部における防水性を担保させるためには不連続部の防水性に関する適切な評価を行う必要がある。㻌
本研究では、不連続部の止水効果を確認するための簡易的な試験方法を考案し、不連続部に対する代表的な止水工法を適用した際の止水効果を簡便かつ定量的に相対比較することが可能であることを確認した。㻌
㻌㻌

Fundamental research on the evaluation of waterproofing in the discontinuous parts of outer walls ofunderground concrete㻌㻌㻌

Abstract㻌
The water pressure actings on underground structure parts is higher than that acting on the ground，sodiscontinuities such as joint parts and cracks tend to be a weak point in waterproof function. Therefore，inorder to ensure waterproofing in discontinuous parts， it is necessary to conduct an appropriate evaluationof the waterproofing of discontinuous parts.
In this research，we devised a simple test method for confirming the waterproofing effect of discontinuousparts and confirmed that it is possible to simply and quantitatively perform a relative comparison of thewaterproofing effect when applying the typical waterproofing construction method for discontinuous parts.

キーワード：㻌

地下構造、止水効果、透水試験㻌

㻌

打継ぎ処理、ケイ酸質系防水材㻌

㻌

㻌
㻌

−57−

㻌

㻌

フジタ技術研究報告㻌 第㻡㻟号㻌§１㻚㻌 はじめに㻌§３㻚㻌 打継ぎ処理の違いによる止水効果の確認㻌

地下構造部は、地上よりも高い水圧が作用することから、打継ぎ部やひび割れ等の不連続部は、防水機能上の弱3.1 試験体水準および試験体概要（1）試験体水準シリーズ 1 の試験では、表 2 に示す 4 つの打継ぎ処理点となりやすい。したがって、不連続部における防水性を担保させるためには、不連続部の防水性に関する適切な方法を要因とした透水試験を行った。
N がレイタンス除去等の打継ぎ処理を施さない工法で評価を行い、最適な材料や工法の選定が肝要になる。
地下構造部の防水性および止水性に関連する研究事あるのに対し、H は、高圧水処理のみを施した工法である。

例として、試験方法関連では、打継ぎ部やひび割れ部のまた、I および C は、いずれも打継ぎ処理剤を施した工法

試験 1）-2）、漏水現象を再現させた加圧透水試験 3）-4）等がである。
I の工法は、先打ちコンクリート面のレイタンス層に処理挙げられる。また、コンクリートの内部組織の緻密化に寄与するとされているケイ酸質系塗布防水材の防水発現機構の検証を行った事例5）-7）剤を含浸させた後に打継ぐ工法である。
C の工法は、先打ちコンクリートの打込み直後に凝結遅等が挙げられる。しかしながら、拡幅した打継ぎ部や比較的大きなひび割れにケイ酸質延効果のある処理剤を塗布し、翌日に高圧水で脆弱層を系塗布防水材料を適用した場合については、検証された除去する工法である。

事例が少ない。また、試験に際しては、よりコンパクトかつ（2）コンクリートの計画調合シリーズ 1 のコンクリートの調合を表 3 に示す。

簡易的な試験方法が望まれると考える。
そこで、本研究では、上述するような不連続部の止水効果を確認するための簡易的な試験方法を考案し、不連表㻌 㻝㻌 試験項目㻌

続部に対する代表的な止水工法を適用した際の止水効

シリーズ

不連続部

止水工法

主要な検証事項

果について基礎的な検討を行った。

シリーズ1

打継ぎ部

打継ぎ部の処理

打継ぎ処理方法の違いによる止水効果§２㻚㻌 試験概要㻌

シリーズ2

模擬欠損

ケイ酸質系塗布防水材の利用

ケイ酸質系塗布防水材の有無および種別による止水効果㻌
2.1 試験項目
各試験の概要を表 1 に示す。各試験では、不連続部に適用する各止水工法による止水効果の確認を目的とした。
シリーズ 1 の試験では、打継ぎ部の処理方法の違いが及ぼす止水効果について検証を行った。
シリーズ 2 の試験では、模擬的に作製した欠損箇所に対するケイ酸質系塗布防水材の有無および塗厚が及ぼす止水効果について検証を行った。
2.2 試験装置
本研究では、表 1 のいずれの試験シリーズにおいても、

図㻌 㻝㻌 試験装置概略㻌

図 1 の試験装置を用いた試験を行った。
本試験装置では、地下深い構造物を想定し、試験体に

表㻌 㻞㻌 シリーズ㻝の試験水準㻌

水深 30m 相当の 0.29MPa の水圧（図 1 のビュレット圧）を略称かけることとした。圧力により試験体を透過した水は、導水チューブを通り、ビーカーに誘導され、精度 0.01g の電子天秤で自動的に透水量を計量できるようにした。

高圧水処理種類

使用時期

吐出圧

㻺――――

㻴

――

㻣㻹㻼㼍

打込んだ翌日実施時期

㻵

含浸型処理剤 打込んだ当日――

㻯

塗布型処理剤 打込んだ当日

㻣㻹㻼㼍

打込んだ翌日

2.3 試験体の形状寸法表㻌 㻟㻌 シリーズ㻝のコンクリート調合㻌

試験体の形状寸法は、いずれの試験シリーズにおいても、φ100×200mm の円筒型とした。試験シリーズごとの詳細については、次章以降でそれぞれ示す。

打継ぎ処理剤

㻌−58−－㻞－㻌単位容積重量（kg/m3）

㼃㻛㻯Sｌ㻭㼕㼞 㻿㻛㻭（％） （cm） （％） （％）

㼃㻯㻿㻳

混和剤（C％）

㻡㻜㻚㻣㻝㻣㻤㻟㻡㻝㻌㻣㻡㻤㻝㻜㻜㻢㻝㻚㻜㻝㻡㻠㻚㻡㻠㻟㻚㻡地下コンクリート外壁の不連続部における止水性評価に関する基礎的研究㻌

（3）透水試験用の試験体作製

なお、本試験の結果からは、高圧水処理のみの試験体Hとシリーズ1の試験体を作製するにあたっては、打継ぎの塗布型処理剤を併用した試験体Cの相対的な優劣までは間隔を14日間あけて、図2に示すように、先打ちと後打ちの評価できていない。ただし、塗布型処理剤を塗布した後に2層に分け、全体として、600×200×400（200×2段）mmの高圧水処理を施すことにより、写真1に示すように、目視でコンクリート部材を作製した。後打ちから1週間の養生期間確認可能なほど表面処理ができるため、レイタンスの除去を与えた後、打継ぎラインがφ100の円の中心線となる位置状態が確認しやすいだけでなく、付着力がより強固になるとからコア抜きしたものをシリーズ1の試験体とした。なお、試推察される。したがって、実施工においては、高圧水処理験体の作製および試験時において、2層のコンクリートが打だけではなく、塗布型処理剤も併用した工法の方が漏水の継ぎ部およびその近傍で割裂せずに終始接した状態を保リスクを低下できる工法であると考える。

持するためにD6の鉄筋を配筋してコンクリート部材を作製した。

㻌3.2 試験方法および評価基準の設定
図㻝に示すように、試験体側面には、グリースを塗布し、円筒状のゴム製メンブレンで覆った状態で試験装置に設置した。なお、試験体側面には、セル圧として、ビュレット圧よりも高い0.39MPaの圧をかけることによって、試験体とメンブレンの境界からの透水を防止した。
試験に際して、装置上側の入口側のチューブ、ろ紙は、

図㻌 㻞㻌 打継ぎ試験体概略図（左：立面㻌 㻌 右：断面）㻌

水で満たしておき、出口側のチューブ、ろ紙は、乾燥させた状態で試験を行った。

㻝㻚㻜㻱㻗㻜㻝㻝㻚㻜㻱㻗㻜㻜

透水量（以下：透水速度）を評価指標とした。本研究では、5㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻝行わなかった。

㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻟㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻠㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻡㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻢

漏水なし

漏水なし

かった試験体Nは、いずれも透水し続け、裏面側に漏水が㻴㻵㻯㻟㻯

試験体確認された。また、高圧水処理のみを施した試験体Hは、

図㻌 㻟㻌 シリーズ㻝の透水試験結果㻌

いずれも裏面側への水滴が確認されなかった。
一方、打継ぎ処理剤を施した2つの試験体のうち、高圧水処理を施さず、含浸型処理剤のみを施した試験体Iは、Nよりもおおむね2桁ほど、透水速度が抑制されていたが、完全には防ぎきるに至らず、裏面側へ漏水が確認された。
また、塗布型処理剤と高圧水処理を併用した試験体Cは、試験体Hと同様に裏面側への水滴がいずれも確認されなかった。
以上より、本試験の範囲では、打継ぎ部に高圧水処理を施すことで、高い止水効果を確認することができた。
3.4 シリーズ1の考察
試験体Hおよび試験体Cでは、打継ぎ部に高圧水処理を塗布型処理剤併用㻌

施したことで打継ぎ部のレイタンスが除去され、打継ぎ部の高圧水処理のみ㻌付着が強くなったため、高い止水効果を発現したと考える。

写真㻌 㻝㻌 打継ぎ部を処理した後の表面比較㻌
−59−－㻟－㻌

平均

㻯㻞㻯㻝㻵㻟

㻵㻞㻵㻝㻴㻟

㻴㻝

㻺㻟

㻺

平均

シリーズ1の試験結果を図3に示す。打継ぎ処理を施さな

平均㻺㻝

3.3 シリーズ1の試験結果

㻺㻞㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻣

平均

場合、「漏水なし」と評価することとして、以降の透水試験は㻝㻚㻜㻱㻙㻜㻞

㻴㻞

時間程度の加圧を行っても、透水速度が10-7（g/s）未満の透水速度（㼓㻛㼟）シリーズ1の試験では、全断面からの単位時間当たりのフジタ技術研究報告 第§４ ケイ酸質系塗布防水材による止水効果の確認

号

防水材塗布後 2 週目に初期値（水中養生 0 週）を計測した。その後、20℃で水中養生し、水中養生期間 4 週、8週、（ただし、NS は 11 週まで）、16 週の各時点で透水速4.1 試験体水準および試験体概要（1）試験体水準度を計測した。なお、「漏水なし」と評価した試験体は、以シリーズ 2 の試験では、表 4 に示す模擬欠損厚（以下：降の水中養生期間を延ばした試験を行わなかった。

欠損厚）とケイ酸質系塗布防水材（以下：防水材）を要因
4.3 シリーズ2の試験結果とした透水試験を行った。なお、比較用として、防水材をケイ酸質系塗布防水材を塗布しなかった NS の結果を塗布しない試験体も試験対象とした。

図 5、P タイプを塗布した PS の結果を図 6、厚塗りタイプを

PS の防水材は、JASS 8 T-301 に適合したものであり、8）塗布した TS の結果を図 7 にそれぞれ示す。

樹脂が含有された P タイプである。

NS では、欠損厚に限らず、水中養生期間が 11 週までTS の防水材は、厚塗りタイプである。
（2）モルタルの計画調合
防水材を施す下地用のモルタルの調合を表 5 に示す。

表

シリーズ 2 の試験では、後述するように、試験体の中央に略称設置した黄銅板を引き抜き、欠損部を模擬的に作製する方針とした。そこで、密実な試験体を作製するために、コケイ酸質系塗布防水材

シリーズ の試験水準
模擬防水材
塗厚 水・防水材 欠損部
使用量
試験体数（mm）
比（％）
厚さ（kg/m ）
（mm）
ー

無塗布

ンクリートの代用として、モルタルの試験体をシリーズ 2 の試験では用いた。

ーーPタイプ（3）試験体作製

厚塗りタイプシリーズ 2 の試験体形状・寸法を図 4 に示す。シリーズ2 の試験体は、型枠中央に黄銅板を設置し、モルタルの打込みを行い、オートグラフにより、翌日には、黄銅板を表引き抜くことで、写真 2 に示すような模擬欠損を作製した。

シリーズ のモルタル調合
単位容積重量（kg/m ）Sｌ（％） （cm） （％）

養生については、材齢 7 日で脱型をした後、20℃60%RH の恒温恒湿室で材齢 6 週まで養生した。養生後、混和剤（C％）※）ウエットスクリーンで粗骨材を除去し、モルタル試験体とした型枠の底板面を塗布面として、サンドペーパー（#40）で塗布面を目荒し後、欠損部に防水材を塗り込むことなく、塗厚が極力均一になるように塗布した。
塗布後は、フィルムで覆い、20℃60%RH の恒温恒湿室で 2 週間の養生期間を経たものを試験体として用いた。
4.2 試験方法および評価方法

模擬欠損シリーズ 2 の試験においても、シリーズ 1 と同様、透水速度による評価を行った。
図シリーズ2の試験では、室内側への防水施工を想定し、試験体形状（シリーズ ）

写真

模擬欠損

防水材が背面水圧を受けるように、図 に示す試験装置の出口側に塗布面を設置した。また、防水材よりも入口側の））安定するまでの時間とし、20時間以上経過しても、漏水が透水速度（現象（滲み程度）を目視観察できるように乾燥状態で透水試験を実施した。測定時間は、加圧開始後の透水速度が透水速度（経路は、水で満たしておき、出口側の表面は、軽微な漏水確認されなかった場合、本試験範囲内では、「漏水なし」と評価することとして、以降の測定は行わなかった。

漏水なし

漏水なし

シリーズ 2 の試験では、防水材による止水効果を経時欠損厚的に観察すべく、各水中養生期間における透水速度を求めることにした。具体的には以下の通りである。

図
−60−
－ －

欠損厚の透水速度と水中養生期間の関係

地下コンクリート外壁の不連続部における止水性評価に関する基礎的研究

経過しても、透水速度が低下せず、漏水が止まらなかった。

イオンがモルタル内に浸透・拡散し、モルタル内の毛細管防水材のタイプ別に透水速度と水中養生期間の関係を空隙中のカルシウムイオンとの化学反応の後、生成された比較すると、水中養生 0 週においては、TS の方が 1～2

ケイ酸カルシウム水和物によって、防水材および欠損部が桁ほど小さく、水中養生期間の延びに伴い、いずれの種類緻密になった ）ためと推察する。ただし、本試験では、結晶も透水速度の低下傾向が確認された。本研究において設生成の観察を行っておらず、結晶生成と透水速度の相関を定した「漏水なし」の基準に基づくと、PS03-2 を除き、PS十分に考察できていない。したがって、走査型電子顕微鏡

では、最長 8 週ないしは 16 週、厚塗りタイプの TS では、（SEM）等を用いた結晶生成の分析を実施し、結晶生成と最長 4 週でそれぞれ「漏水なし」透水速度の相関性の検証が別途必要になると考える。

注1となった。なお、いずれの試験体も背面水圧を受けていたが、防水材の塗膜の剥（2）塗厚および防水材使用量の違いによる影響
シリーズ 2 の試験では、図 6 および図 7 に示すように、離や破損等は、確認されなかった。
以上より、ケイ酸質系塗布防水材の塗布による高い止水水中養生 0 週、4 週、8 週、16 週の各時点で透水速度の効果を確認することができた。とりわけ、塗厚の厚いものは計測を行ったため、設定した「漏水なし」に到達するだけの早期に高い止水効果が発現したことが確認された。

十分な止水効果が発現した厳密な時期の把握には至っていない。ただし、塗厚も厚く、防水材使用量も多い、TS の4.4 シリーズ2の考察方が止水効果の発現時期が早かった。この点については、（ ）透水速度低下の発現機構

防水材の塗布の時点で十分な塗厚を確保しているため、早水中養生期間が延びても、NS の透水速度は低下がみら期の止水効果の発現に寄与したものと考える。また、TS のれなかったことから、PS と TS の透水速度の低下は、下地方が止水効果の発現時期の同一水準の試験体間での時のモルタルの影響ではなく、防水材中から溶出したケイ酸間差が抑制されていたが、そもそも、TS の方が早期に止水効果が発現することに加え、止水効果の発現に与える塗厚誤差の影響が小さくなったことによるものと考える。

））

透水速度（透水速度（（3）欠損厚の違いによる影響
PS については、同一水準間での結果に差異が大きく、欠損厚の違いによる、傾向を把握することはできなかった。
なお、PS03-2 については、上述したように、塗膜の剥離や破損等は確認されなかったため、試験体の欠損は生じていないと推測するが、透水速度が下がり切らなかった原因は解明できていない。
漏水なし

漏水なし

水中養生期間（週）1.0mm では、いずれの試験体も水中養生 4 週を要した。

欠損厚

透水速度（透水速度（透水速度（））の透水速度と水中養生期間の関係）

図

養生 0 週の時点で「漏水なし」の試験体もあったが、欠損厚水中養生期間（週）欠損厚TS については、欠損厚 0.3mm と 0.5mm では、水中漏水なし

漏水なし

水中養生期間（週）欠損厚水中養生期間（週）水中養生期間（週）

欠損厚

図

漏水なし

欠損厚の透水速度と水中養生期間の関係−61−－ －

フジタ技術研究報告㻌 第㻡㻟号㻌

この点については、TS が塗厚の厚い仕様であることから、欠損部近傍が十分に緻密化するまでに時間を要したことが

注㻌 釈㻌
注㻝㻚 図5～図7のグラフは対数表示のため、裏面側に水滴が確認されなかった透水係数が0（g/s）の試験体データについては、便宜上、3.0E-08として、漏水なしの区域にプロットした。㻌

要因になったと考える。

㻌

小さい欠損に対しては、防水材自身の厚さで十分に透水を抑制できたが、大きい欠損に対しては、欠損が大きい分、㻌§ 適正な評価方法の確立に向けた課題点

1)

㻌
本研究では、実験室でも試験が可能な小型の試験体を2)用いた試験方法を考案したが、実構造物に対して、各止水工法を適用した際の止水効果が発現するまでの期間等の予測には至っていない。しかしながら、実施工における、打継ぎ処理やケイ酸質系塗布防水材が多用されることに鑑み

3)

ると、地下構造部における止水性を適正に評価する評価方法として確立するためには、各止水工法を実構造物に適用した際の止水性評価と本試験方法に基づいた評価結果の4)整合性を確認した上で、考案した試験方法に基づく止水性評価の適否の検証が必要になると考える。㻌

5)

㻌§㻢㻚 まとめ6)

㻌
本研究では、地下構造部における防水機能上の弱点となりやすい打継ぎ部や打継ぎ部が拡幅することにより生じるひび割れ部などの不連続部に対し、代表的な止水工法を7)適用した際の止水効果について基礎的な検討を行った。
本研究によって得られた知見は以下のとおりである。㻌
㻌1） 本研究で考案した透水量と計測時間から透水速度を求める試験方法によって、止水効果を簡便かつ定量的に相対比較することが可能である。㻌
2） 打継ぎ部に高圧水処理を施すことで、高い止水効果が発現される。㻌
3） ケイ酸質系塗布防水材の水中養生期間が延びるほど、

8)9)参㻌 考㻌 文㻌 献㻌田中享二、申英珠：打込み中に生じたモルタルの打足し接続部の透過性と細孔構造、日本建築学会構造系論文集、第529号、pp.7-12、2000.3
手塚基広、松井勇、逸見義男、守屋哲夫：高水圧下におけるコンクリートの打継ぎ部およびひび割れ部の水密性試験の提案、日本建築学会技術報告集、第13巻、第26号、pp.411-414、2007.12
岡本肇、田中享二、清水市郎、久下高豊：地下躯体の外防水先やり工法の評価試験方法に関する研究、日本建築学会構造系論文集、第76巻、第661号、pp.455-464、
2011.3
岡本肇、田中享二：地下躯体の先やり外防水工法の防水性の評価試験方法の提案、日本建築学会構造系論文集、第76巻、第667号、pp.1569-1576、2011.9
田中享二、呉祥根、松本洋一、小池迪夫：ケイ酸質塗布
防水材料によるコンクリートの内部組織の変化、湿潤環境下における防水工法の研究㻌 その1、日本建築学会構造系論文集、第416号、pp.47-56、1990.10
田中享二、呉祥根、小池迪夫：ケイ酸質塗布防水材料が下地モルタルの透水性に及ぼす影響、湿潤環境下における防水工法の研究㻌 その2、日本建築学会構造系論文集、第422号、pp.27-36、1991.4
田中享二、呉祥根、小池迪夫：ケイ酸質微粉末混合セメン
ト系塗布防水材料が下地モルタルのひび割れおよび打継ぎ部分に及ぼす密実化効果、湿潤環境下における防水工法の研究・その3、日本建築学会構造系論文集、第435号、pp.11-18、1992.5
日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説 JASS 8防水工事、JASS 8 T-301、pp.407-409、2008.2
ケイ 酸質系塗布防水材協議会：防水原理・特徴、http://keisanshitsu.com/about.html

㻌㻌ひ㻌 と㻌 こ㻌 と㻌

透水速度は低下する。とりわけ、塗厚の厚いものの方が漏水は大きな不具合事象の高い止水効果が発現される。㻌

一つですが、予期せずに漏水が4） 実構造物を対象とした種々の検証を重ねることにより、起きてしまうことも多いので、防本試験方法に基づいた止水性の評価の適否の検証が水技術の開発に取り組んでいき今後の課題点である。㻌

たいと考えます。㻌㻌㻌㻌㻌㻌藤沼㻌 智洋㻌㻌㻌㻌㻌㻌−62−－㻢－㻌