淺沼組技術研究報告№34(2022)

８．既存建築物の中性化進行抑制を目的とした仕上材の表面保護に関する検討
Study on Surface Protection of Finishing Materials for Suppressing the Progress of Carbonation of
Existing Buildings
加藤 猛＊１

山﨑 順二＊１

要 旨
既存建築物の耐久性向上（中性化の進行抑制）を目的とした改修工事では，仕上材の劣化状況やコンクリートの中性化抵抗性等を調査・診断し，供用予定の年数に応じて，改修工事が実施される。既存の仕上材の上から耐久性を向上させる保護材を施すことができれば，工期の短縮や費用の削減に寄与すると考えられる。本報では，解体予定の既存建築物を調査し，コアを採取した。そのコアに対し，既存の仕上材の上から塗布材を施し，中性化抑制効果の向上に関する検討を行った。その結果，浸透性疎水材をそのまま塗布することで仕上材の透気係数が小さくなり，また無塗布に対する中性化深さの比が 1 以下の場合が多く，既存の仕上材の中性化抵抗性を向上させることが期待される。
キーワード：表面保護／透気試験／中性化抑制効果／促進試験による中性化深さ／中性化率
建物:B，C は竣工年度や仕上材の種類は異なるが，同一敷

１．はじめに建築物が海岸部や酸性土壌などの特殊な環境下にない地内にある。なお，モルタルの厚さについては，建物によ限り，中性化の進行が建築物の耐久性を評価する上でのらず，概ね 20mm であった。実施した調査概要について判断材料のひとつとなる。既存建築物の耐久性向上（ここ表-2 に示す。試験位置には，庇があり，雨が直接かかりでは中性化の進行抑制）を目的とした改修工事においてにくい位置で行った。ここでの含水率については，質量含は，仕上材の劣化状況やコンクリートの中性化抵抗性等

水率ではなく，電気抵抗式水分計の指示値を含水率としを調査・診断し，供用予定の年数に応じて，改修工事が実て採用している。また，モルタルがある場合，差し込み深施される。その際，既存の仕上材の上から耐久性向上のたさからモルタル厚さの 20mm 引くことで，コンクリート

めの保護材を簡易に散布できる手法が確立されれば，工部の含水率としている。

期の短縮や費用の削減に寄与すると考えられる。
表-1 対象建築物の概要

そこで本報では，既存建築物で透気試験，含水率および

記
号
A
B
C
D

中性化深さの現地調査行い，同様の位置でコアの採取を実施した。その後，使用用途が様々な 5 種類の塗布材を既存の仕上材に方法を変えて塗布後，促進中性化試験お

用途

所在地

構造

小学校
中学校
機械室
集合住宅

大阪府
大阪府
大阪府
大阪府

RC
RC
RC
RC

竣工年
(調査時材齢)1960 (61)1960 (61)1988 (33)1972 (49)

主な仕上
材
M+Mc
M+Mc
M+L
M+L, L

仕上材種別 (M:モルタル, Mc:複層塗材, L:リシン)

よび透気試験を実施し，塗布材による中性化の進行抑制効果の検証を行った。

表-2 調査概要
調査項目
中性化深さ
含水率
透気試験

２．建物および現地調査の概要
本報における建築物の用途，所在地，竣工年および主な概要
採取したコアの側面で測定
Φ6mm×50mm の孔を用いて 30mm の間隔で電気抵抗を測定
NDIS3436-2,4 ダブルチャンバー法およびドリル削孔法

仕上材を表-1 に調査およびコア採取位置を図-1 に示す。

図-1 対象建築物の調査およびコア採取位置*1 技術研究所建築材料研究グループ

8-1

淺沼組技術研究報告№34(2022)

透気試験はコンクリート面を減圧し圧力変化を計測すAir flow
10 mm

ることでコンクリート中の空気の透過のしやすさ，つまEpoxy resinpump
NeedleSilicon tube

りコンクリートの粗・密の程度を評価している。さらに，

Vacuum pump
50 mm

打放し面において，透気試験結果は中性化の進行しやす

Silicon plug

図-2 ダブルチャンバー法

さの指標である中性化速度係数と高い相関関係があるた

図-3 ドリル削孔法

め，透気試験結果を用いて中性化の進行を定量的に推定
100

物では，かぶりコンクリートの施工中の品質確認のための評価試験として適用 3)されるようになってきた。
(1) ダブルチャンバー法
図-2 に示すダブルチャンバー法（以下 DC 法）は，内M+Mc含水率（%）

透気速度（kPa/s）

する用途としても用いられる例えば 1,2)。さらに，土木構造

10
1
0.1
北面 右

部チャンバーと外部チャンバーの 2 重セル構造のチャン試験方法のため，完全非破壊で測定が可能である。本試験の DC 法では，主に仕上材の中性化抑制効果を評価すると考える。
(2) ドリル削孔法

M+Mc
含水率（%）

透気速度（kPa/s）

ら計算によって評価される。表面から減圧して測定する

M+L

10
1
0.1
北面

図-3 に示すドリル削孔法（以下，DB 法）は，試験位置

北面

北面 右
(10mmのみ)
10

20

北面 左
30

(30mmのみ)
40 50

コンクリート部からの深さ…

A100

電気抵抗式水分計
北面 右
北面 左

0

北面 左

バー，真空ポンプおよび制御装置から構成されている。測定位置での透気性は内部チャンバーの圧力の変化時間か

8
7
6
5
4
3
2
1
0

東面

B

B 北面
C 東面
電気抵抗式

8
7
6
5
4
3
2
1
0

水分計

C 西面
(30mmのみ)
0

西面

C 北面
C 西面

10

20

30

40

50

コンクリート部からの深さ…

Cにドリル孔（直径 10mm×深さ 50 mm）を設け，シリコン
100

験の DB 法では，主にコンクリートの中性化抵抗性を評価すると考える。

３．現地調査の結果

M+L
含水率（%）

透気速度（kPa/s）

栓にて密封し，孔内を減圧して測定する試験である。本試

L

10
1
0.1

8
7
6
5
4
3
2
1
0
0

内階段2F 内階段3F ポスト

3.1 ドリル削孔法と含水率の測定結果

10

20

30

40

50

コンクリート部からの深さ…

D

各建築物における DB 法および含水率の測定結果を図-

電気抵抗式水分計
内階段2F
内階段3F
ポスト

図-4 各建築物の透気速度（左図）および含水率（右図）

4 に示す。DB 法は各位置で 4 点測定し，相乗平均した結果と最大および最小値を示している。

10000

きく，最大と最小値には 1 オーダー程度の差がある。建物ごとで透気速度に着目すると，竣工年が比較的古い建

(4)

(4)

B

C

(6)

(6)
D

ポスト

(16)

内階段 3F

A(22)

内階段 2F

(15)

西面

(7)

東面

ストの透気速度が小さい。

1
0.1

北面

あっても，モルタルがある内階段よりモルタルがないポ

L

10

北面

速度は大きい傾向にある。建物:D のように同一の建物で

M+L

100

北面 左

物:A, B は竣工年が比較的新しい建物:C と比べると透気

M+Mc

1000

北面 右

透気係数（×10-16m2）

図-4 より，各建築物における透気速度のばらつきは大(33)

図-5 各建築物における仕上材の透気性

コンクリートの含水率に関して，建物:C の北面および東面はコンクリート表面から深くなるほど含水率は大き3.2 ダブルチャンバー法の測定結果

くなり，深さ 30mm では 5~6%と比較的高い含水率を示し

各建物における DC 法の相乗平均した結果と最大およている。これに対し，他の建物におけるコンクリート含水

び最小値を図-5 に示す。なお，DC 法の測定位置はコア採率は，深さ 10 または 30mm の位置で約 2％未満と低い含取位置と同一であり，建物によって測定数が異なるため，水率であることが確認できる。

図-5 のカッコ内に測定数を示している。

8-2

淺沼組技術研究報告№34(2022)

中性化速度係数2 未満であることが多いため，建物:A で 1~10×10-16m2，

建物:B では約 400×10-16m2 と大きく，経年の劣化により仕上材の透気性が大きくなったことが考えられる。また，（mm/√year）

6

複層塗材の透気係数は新設で測定する場合 0.1×10-16ｍ

M+Mc

3
2

L

M+L

C

ポスト

内階段 3FB

内階段 2F西面

東面

A

リシンの透気係数は建築物によらず概ね 100~1000×

北面

よって透気係数が異なることが確認できる。

北面

同じでも使用する材料や建築物の置かれる環境条件等に

北面 左

1
0

北面 右

ばらつきも大きく，仕上材の種類（大きい意味で分類）が5
4D

図-6 各建築物における中性化速度係数

10-16m2 を示し，また，透気係数のばらつきも大きい。特に建物:C 北面の透気係数は 1~10000×10-16m2 の間に分布
変動係数

している。
「鉄筋コンクリート造建築物の耐久設計施工指針・解説」4)（以下，耐久設計指針と称す）では，外装薄

M+Mc
M+L
L

C

ポスト

B

3F

A

内階段

で 10000×10-16m2 を示し，また，ばらつきが大きくなって2F

16m2 程度に大きい値を示すことがある。透気係数は最大

内階段

西面

東面

北面

北面

化の抵抗性は低く，新設であっても透気係数は 100×10-

北面 左

北面 右

塗材 E（リシン）の中性化率は 1.02 とされており，中性

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

D

図-7 各建築物における中性化深さの変動いることから経年による仕上材の劣化が伺え，測定位置によって仕上材の中性化抵抗性にばらつきが大きくなっ

中性化速度係数

3.3 中性化速度係数と中性化深さの変動採取したコアの側面にフェノールフタレイン溶液を散布後，中性化深さを 4 点測定し，平均した結果を図-6 に示す。建物:C では，中性化が認められなかったため，中14

ダブルチャンバー法

12y = 1.27ln(x) + 2.22（mm/√year）ていることが推察される。

北面 右

内階段2F

8
6

建物:A 測定不可
建物:B
建物:C
建物:D

4
2
0
1

び左は，同一面であるが，コアの採取する位置の違いで中R² = 0.653

R² = 0.948

10性化速度係数は 0mm/√year である。建物:A 北面右およドリル削孔法y = 1.53ln(x) + 5.94

10100 1000 10000
透気係数（×10-16m2）

北面 左

ポスト

建物:A
建物:B
建物:C
建物:D

内階段3F

0.1

1
10
透気速度（kPa/s）

100

図-8 コンクリート面における透気係数と中性化速度係数

動はこの数に対して示されている。図-7 から全体で中性A

化深さの変動は大きく，耐久設計指針 5)に示される中性化

B

C

ポスト

コ内は採取したコアの数も示しており，中性化深さの変

内階段3F

0.1
北面 右

各建物の中性化深さの変動を図-7 に示す。図-5 のカッ

1

内階段2F

きる。

西面

ルタルによって中性化の進行が抑制されたことが確認でコア面による測定10

東面はポストに比べ，内階段での中性化速度係数は小さく，モ

100

北面

透気速度（kPa/s）

側では仕上材が粗であったことが推察される。建物:D で

北面

係数から右側の方が左側より大きい値を示しており，右北面 左性化速度係数は大きく異なっている。また，図-5 の透気D

図-9 DB 法におけるコアコンクリート面と現地測定の違い

深さの変動の 10%を超えていることがわかる。特に，調査時の材齢が大きい建物:A, B で中性化深さの変動が大きDC 法を 1 点および DB 法を 2，3 点測定した。DB 法は中

い傾向にある。

心距離間隔を 50mm かつ，側面から 50mm 離れた位置で3.4測定している。孔の深さはコア試験片の高さが 100mm 以

コンクリート切断面における促進中性化試験およ上で 50mm とし，100mm 未満では高さの半分とした。促び透気試験の結果
表-1 の既存建物より外径が約Φ150mm となるように

進中性化試験は DB 法で用いたシリコン栓は外さずに実コアを採取している。塗布材を施さない一方のコア試験

施し，中性化深さはその部分を避けて測定している。

片（高さ 100mm 以上，ただし建物:D だけ 100mm 以下で図-8 に DC 法および DB 法における透気係数と中性化ある）の未中性化であるコンクリート切断面に対して，速度係数の関係を示す。なお，透気試験と促進中性化試験
8-3淺沼組技術研究報告№34(2022)は各測定位置の 3 試験体の平均値であり（透気試験は相コアの既存の仕上材面に塗布した材料の概要を表-3 に乗平均値），中性化速度係数は 1/10 倍している。図より建示す。材料は，表面含浸材，プライマー，疎水剤，塗膜養物が同一であれば，採取位置によらず，概ね同様の中性化

生材など用途が様々である。塗布量はコンクリート面に速度係数を示しているため，図-6 の建物:A 北面右，左で対する規定値と同等の量を霧吹きで吹き付けた。塗布す

中性化速度係数が異なる要因として，コンクリー自身のる方法は，既存の仕上面（汚れをふき取った後）に①直接中性化抵抗性が主要因ではなく，モルタルもしくは仕上

No.1~5 を塗布する，②No.1 を塗布し乾燥後，No.2~5 を塗材の中性化抵抗性による要因が大きいと考える。建物:D

り重ねる，③既存の仕上材を除去（モルタルは除去しなでも，図-6 からモルタルが 20mm あることでの中性化抑い）後に No.1~5 を塗布する 3 通りである。塗布方法②は制効果の高さが伺える。DC 法，DB 法ともに値が大きい

コンクリート面における No.3 の標準の塗布方法が No.1

程中性化速度係数が大きくなる傾向にあり，建物:A, B のを下塗りする必要があるためである。なお，既存の仕上面ように調査時の材齢が大きいとコンクリートの中性速度以外を気密性の高いシールで覆っている。

係数は大きいことがわかる。

4.2 促進中性化試験および透気試験の概要

図-9 に DB 法におけるコンクリート面と現地調査結果

促進中性化試験は，試験体を温度 20℃，湿度 60%，二を示す。現地調査結果に比べてコンクリート面を測定し酸化炭素濃度 5%の環境に静置し，中性化深さの測定は促た時の方が透気速度は小さい傾向にある。また，建物:D

進材齢が，1, 5, 8, 26,および 52 週で実施する。試験体は図のポスト部のようにモルタルがない場合，透気速度が概-10 のように接線と赤点線の距離が約 30mm になるようね一致していることからもモルタル自身の透気性または，に切断し，切断面は気密性の高いシールで覆っている。まコンクリートとモルタルの密着性の影響によって現地でた，塗布方法が同一の試験体が 2 つ以上ある場合，一方測定した透気速度が大きくなったことが考えられる。

の試験体で透気試験を実施している。透気試験に用いる20mm 程度にモルタルの厚さがある場合には，通常より栓試験体の静置環境および試験を実施する材齢は，促進中を差し込んでコンクリートとモルタルの境目をシリコン性化試験の試験体と同様としている。
透気試験には DC 法

で埋めるようにして測定するなどの工夫を加えるとよいを用いている。

と考える。

4.3 透気係数の経時変化

3.5 現地調査のまとめ

各塗布方法の透気試験結果を，図-11～13 に示す。図に

既存建築物を対象とした透気試験では DB 法および DC

は，塗布前後の透気係数と塗布後の経時変化，またカッコ

法ともに測定値が大きく，ばらつきも大きかった。このた内は仕上材の種類を示している。図-11 より，既存の仕上

め，経年による仕上材の劣化により，仕上材の中性化抵抗材の種類が複層塗材，リシンともに，No.3 を塗布するこ性が低下していることや，そのばらつきが大きくなってとで，透気係数が大幅に小さく（ここでは，塗布後 2 オいることが考えられる。またコンクリートは，竣工年の古ーダー以上透気係数が小さくなり，値は 0.1×10-16m2 程度

い建築物ほど，透気性は大きくコアコンクリート面でのに小さくなった場合を表す）なっており，仕上材の緻密性促進中性化試験結果でも中性化速度係数が大きかった。

が向上，つまり中性化抵抗性が向上したことが推察され本調査対象は解体予定の建物であるが，仮に仕上材を補る。また，材齢経過後も透気係数は概ね同程度の値を示し

修しないままで供用したとすると中性化の進行が加速す
表-3 塗布材料の概要

る状況になっていることが推察される。また，モルタルをNo.
成分名No.1 特殊ケイ酸リチウム水溶液
No.2 カチオン性アクリル系ポリマーディスパージョン
No.3 水性無機高分子塗料
No.4 特殊シラン系化合物アルケニル系エステル化合物
No.5 ケイ酸塩系コンクリート防水保護材

有するときの DB 法の測定はコンクリートの透気性を適切に評価できない可能性があるため，栓を深く差すなどの工夫が必要と考える。

用途
浸透性アルカリ付与材
吸水調整材
浸透性疎水剤
塗膜養生材
コンクリート保護材

中性化深さの結果からモルタルおよび仕上材の存在により，中性化の進行が抑制されていることが確認された。

1週

また，中性化の変動は 10％5)を超えており，竣工年の古い8週

建築物で中性化深さの変動が大きい傾向にあった。

52 週

26 週

5週

４．塗布材による中性化抵抗性の評価

図-10 促進中性化試験体の切断方法

4.1 試験体および塗布材の概要
8-4

無塗布
No.3

No.1
No.4

No.2
No.5

建物:A(M+Mc)

1000

塗布方法①

100
10
1
0.1
0.01
0.001
-28 0 28
塗布前

10000

透気係数（×10-16m2）

透気係数（×10-16m2）

10000

84 140 196 252 308 364
促進材齢（day）

無塗布
No.3

№34(2022)

No.1
No.4
建物:B(M+Mc)

1000

No.2
No.5

塗布方法①

100
10
1
0.1
0.01
0.001
-28 0 28
塗布前

無塗布
No.3

10000

透気係数（×10-16m2）

淺沼組技術研究報告

84 140 196 252 308 364
促進材齢（day）

1000

No.1
No.4
建物:D(L)

No.2
No.5

塗布方法①

100
10
1
0.1
0.01
0.001
塗布前
-28 0 28

84 140 196 252 308 364
促進材齢（day）

図-11 塗布方法①の透気係数の経時変化
No.1+No3
No.1+No5

塗布方法②

100
10
1
0.1
0.01
0.001
-28 0 28
塗布前

84 140 196 252 308 364
促進材齢（day）

10000

No.1+No2
No.1+No4

No.1+No3
No.1+No5

1000
100
10
1

建物:D(L)

0.1

塗布方法②

0.01
0.001
塗布前
-28 0 28

84 140 196 252 308 364
促進材齢（day）

図-12 塗布方法②の透気係数の経時変化

No.1
No.4

10000
透気係数（×10-16m2）

1000

No.1+No2
No.1+No4
建物:C(M+L)

透気係数（×10-16m2）

透気係数（×10-16m2）

10000

No.2
No.5

No.3

1000
100
10

建物:C(M+L)

1

塗布方法③

0.1
0.01

0.001
-280 28
塗布前

84 140 196 252 308 364
促進材齢（day）

図-13 塗布方法③の透気係数の経時変化ている。建物:B では No.5 の塗布後，透気係数が大幅に小さくなるが，促進材齢 5 週で透気係数が大きくなり，8 週になると塗布前の透気係数と同等である。促進材齢 5 週
では，写真-1 左のように表面に白い膜の剥離が確認されており，透気係数の増加の要因と考えられる。
写真-1 No.5 剥離状況（左：塗布方法①, 右：塗布方法③）

図-12 は No.1 を下塗りした時の透気試験結果である。
図-11 と比べると No.3 を塗布後，透気係数が小さくなる
割合は少ない。コンクリート面では No.1 を下塗りとする
ことを標準の仕様としているが，仕上面に塗布する場合

中性化深さには，仕上材の緻密性を向上させる効果を阻害していることが考えられる。
図-13 は既存の仕上材を除去後に（モルタル面に対して）

写真-2 建物:C の促進中性化の状況

塗布材を施した時の透気試験結果である。ここでも No.5
は図-11 の建物:B と同様の傾向を示し，促進材齢 5 週でる」の結果を図-15 に，塗布方法③「既存の仕上材を除去

は，写真-1 右のように表面に白い膜の剥離が確認されて後に塗布」の結果を図-16 に示す。促進中性化試験の試験

いる。No.3 は既存の仕上材を除去後に塗布した場合でも，体においても表-3 の材料の塗布前後に透気試験を実施し

図-11 の結果と同様の傾向が得られている。

ていたこと，「4.3 透気係数の経時変化」より，No.3 を塗以上の透気試験の結果から，仕上材の剝離や浮き等を布すると中性化抵抗性を向上させる可能性があることか確認する必要があると考えるが，既存の仕上材をあえてら，図中には No.3 の塗布前後の透気係数を示している。

除去せずに，仕上材の表面を洗浄後，No.3 をそのまま塗塗布方法③の塗布前の結果は，既存の仕上材を除去する

布することで，透気性が大きい仕上材の透気性を小さく前の透気試験結果である。また，建物:C の中性化深さのすることができ，中性化抵抗性を向上させる可能性があ

測定に関して，写真-2 の促進 52 週における中性化深さにると考える。

示されるように，フェノールフタレインにより全体的に4.4 促進中性化深さの経時変化呈色されているが，呈色の薄い部分を中性化深さとして塗布方法①「直接塗布」の促進中性化試験の結果を図-いる。この点に関して，呈色の濃淡部分での pH の測定を14 に，塗布方法② 「No.1 を塗布後，No.2~5 を塗り重ね測定するなどの詳細な検証が必要であると考えるため，
8-5淺沼組技術研究報告

中性化深さ（mm）

100
建物:A-1(M+Mc)80

kT 8.10→0.002

60
40

無塗布
No.1
No.2
No.3
No.4
No.5

№34(2022)

建物:A-2(M+Mc)

建物:B(M+Mc)

建物:C(M+L)

kT 4.12→2.0

kT 28→0.0011

kT 4.90→0.055

20
0056 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

中性化深さ（mm）

100
80

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

建物:D-1(L)

建物:D-2(L)

建物:D(M+L)

kT 103→27.1

kT 990→3170

kT 576→8.50

60
40
20
0
0

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

図-14 塗布方法①における促進中性化深さの経時変化

80 建物:A(M+Mc)
kT 5.66→2.70

60

無塗布
No.1+No2
No.1+No3
No.1+No4
No.1+No5

建物:B(M+Mc)

建物:C(M+L)

建物:D(L)kT 5056→11

kT 6577→209

kT 86.6→79.7

40
20
0
0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

図-15 塗布方法②における促進中性化深さの経時変化
100
中性化深さ（mm）

中性化深さ（mm）

100

80

建物:B(M+Mc)
kT 371→1159

60
40

無塗布
No.1
No.2
No.3
No.4
No.5

建物:C(M+Mc)

建物:D(M+L)

kT 7764→0.19

kT 18→0.029

20
0056 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

0

56 112 168 224 280 336 392
促進材齢（day）

図-16 塗布方法③における促進中性化深さの経時変化が大幅に小さくなった建物:A-1 や B に着目すると，中性

建物:C の結果は参考値として示している。
透気試験の結果から，No.3 を塗布すると中性化抵抗性

化深さは他の塗布材料よりも相対的に小さくなる様子がを向上させる可能性があることから No.3 について着目す伺える。

ると図-14 の塗布方法①より，No.3 を塗布することで大図-15 の塗布方法②では，No.3 を塗布したいずれの試

半の試験体は，透気係数が小さくなっているが，建物:A-

験体において図-12 の結果と同様に透気係数が小さくな

1 や B のように大幅に小さくなるわけでない。建物:A-1っているものの，小さくなる割合は少ない。また，中性化と A-2 では，仕上材とコンクリートの種類，静置環境，

深さにおいては，他の塗布材料より大きい傾向にあり，塗布前の透気係数は概ね同じであるが，塗布後の透気係No.1 を下塗りすることは No.3 の中性化抑制効果を阻害

数は大きく異なる。霧吹きにより 1 試験体に対し，同量していることが考えられる。図-16 の塗布方法③では，モの材料を塗布しているが，塗り斑があったことが示唆さ

ルタル面に塗布した結果になるが No.3 の塗布後の透気係

れ，一面に均一に塗布された際，透気係数が大幅に小さく

数は建物:B のように大きくなったことや建物:D のようになったと考えられる。No.3 を塗布することで，透気係数大幅に小さくなったことが見受けられる。
8-6

淺沼組技術研究報告№34(2022)

以上により，No.3 の塗布材料に着目した結果であるが，透気試験結果と中性化深さには，概ね透気係数が小さくなると中性化深さは小さいといった対応があり，さらに
図-14 にあるように No.3 塗布後の透気係数にばらつきがある（塗布材料の塗り斑が推定されるため)ことから，透

写真-3 中性化深さのばらつき

気試験により施工後の確認をすることは重要であると考える。

実環境暴露面

採取位置①4.5 塗布材料における中性化抑制効果の評価
上記では，塗布材料 No.3 の中性化抑制効果を定性的に採取位置②示しているが，図-7 に示されるように既存建築物の中性化深さの変動が大きく，写真-3 のように同一のコアであっても中性化深さのばらつきが大きいことがわかる。図-

採取位置③

促進試験面

14~16 の結果は同一面での中性化深さにばらつきが大き

写真-4 実環境下と促進試験における中性化の状況

くても，均等間隔で 4 点測定した時の結果であるため，切断方向によって中性化深さの分布の仕方が異なること

カルサイト

や，促進中性化試験前の中性化深さに違いがあるため単

採取位置①

バテライト

94.2

5.8

純な中性化深さでは定量的な評価が難しい。
採取位置②

経験的なことではあるが，実構造物からコアを採取し

51.4

48.6

た際，中性化部は未中性化部と色が異なっていることが採取位置③

目視でもわかり，またフェノールフタレインの呈色位置33.20は色の境目にあることが多い

20

66.8
40

60

80

100

CaCO3の構成割合（％）

一般的にコンクリートの中性化は，コンクリート中の図-17 X 線回析の結果

CH や C-S-H の水和物と CO2 が反応し CaCO3 を生じる反応であるが，CO2 濃度の異なる実環境と促進環境での中線回折試験を実施し，CaCO3 の構成割合を示した結果が性化には，反応プロセスに相違があることが指摘されて図-17 ある。図-17 より，既往の文献 8)と同様に，CO2 濃

いる 6, 7)。CO2 低濃度では，CH の炭酸化後，C-S-H が炭酸度の低い実環境暴露面の採取位置①では，カルサイトが化し，ともに消費されることで炭酸化フロントが前進す

優勢に生成され，CO2 濃度の高い促進試験面の採取位置

るが，CO2 高濃度では，CH と C-S-H がともに炭酸化し，③では，バテライトが優勢に生成されていることがわか

未炭酸化の CH を残したまま，炭酸化フロントが前進する。一方，採取位置②では，カルサイトとバテライトは概る。また，生成物である CaCO3 についても X 線回折試験

ね同量の割合で生成されている。実環境暴露面では，実環により，実環境のように CO2 低濃度ではカルサイトが優境下による中性化の進行に加え，促進試験によっても中先的に生成し，促進環境のように CO2 高濃度ではバテラ性化が進行しており，バテライトの生成割合が採取位置

イトが優勢的に生成したことが示されている 8)。

①に比べて多いことから，採取位置②は促進試験により

写真-4 は本実験の試験体とは異なるが，実構造物から中性化が進行した部分であることが考えられる。以上のコアを採取し，促進中性化試験を 26 週実施したコアであ中性化域における化学分析の結果から，CO2 濃度が異なる。上部には複層塗材が施されており，実環境下で中性化

ると中性化域での色の違いがあると考えられる。

が進行していることに加え，促進による中性化が進行しこの考え方を本実験でも適用するため，写真-5 にあるている。下部はコンクリートの中性化抵抗性を評価する

ように中性化域における色の変化の境目にある黒点線よことを目的として，促進による中性化のみが進行していり上部を実環境下で中性化が進行した部分，黒点線よりる。写真-4 より実環境暴露面において，赤色点線を境界下部を促進試験により中性化が進行した部分であるとし，として，中性化域での色が若干異なっていることがわか促進試験による中性化深さを用いることで，塗布材料のる。そのため，実環境暴露面で赤点線より上部の黄色みが中性化抑制効果を評価することを考える。図-18 に建物:B

かった部分を採取位置①，赤点線より下部の部分を採取の促進 52 週時における中性化深さ測定の結果をもとに促

位置②，促進試験面での中性化域を採取位置③として，X
8-7

淺沼組技術研究報告№34(2022)

進試験による中性化速度係数の考え方を示す。黒の直線は，図-8 のコンクリートの中性化速度係数から打放しの

実環境における中性化

場合の中性化深さを推定したものある。図中の丸点が調査時における中性化深さ，つまり写真-5 の黒点線部の深促進試験による中性化さを示し，丸点からの直線の端部が写真-5 の赤線部の深写真-5 実環境および促進試験による中性化深ささを示している。材齢については促進期間 52 週で CO2 濃
度が約 100 倍であるため，促進期間中の材齢は単純に 52120

週を 10 倍した実材齢 10 年相当に換算している。そのた中性化深さ（mm）

め，丸点からの直線の傾きを促進試験による中性化速度係数としているが，その傾きは仕上材がない場合の傾き（黒線の傾き）よりも大きく，促進材齢から実材齢に換算するため係数が適切でないことがわかる。絶対的な評価をするためには建物ごとに気温，湿度，CO2 濃度等により

無塗布
No.1
建物:B(M+Mc)
No.2
促進52週
No.3
No.4
No.5
打放し(促進)

100
80
60
40

促進試験による
中性化速度係数実環境下における

20

中性化深さ

0

促進材齢から実材齢に換算するための係数を検討する必0要があるが，今回は各建物で相対的に，塗布材料の中性化

1

2

3

4
5
6
材齢（√year）

7

8

9

10

図-18 促進試験による中性化速度係数の考え方

抵抗性の評価をするため，促進材齢から実材齢に換算す
る係数は 10 倍に統一して評価している。

2.5

図-18 の考え方から，促進試験による中性化速度係数2
中性化率（以下，Aac と称す）を促進試験の材齢が 26 および 52 週で算出して平均し，各建物における無塗布の Aac に対する
No.1~5 塗布後の Aac の比を中性化率として表す。図-19，

1.5

No.1
No.2
No.3
No.4
No.5

1
0.5

に塗布方法①における塗布後の透気係数と上記の中性化

0
0.001

率の関係を示す。また，図-11 の透気係数の経時変化に用いた試験体についても 52 週での測定が終了後，中性化深

0.01

0.1

1

10

100

1000 10000

塗布後の透気係数（×10-16m2）

さを確認したため，その結果も図-19 に示している。図-

図-19 塗布方法①における透気係数と中性化率

19 より塗布後の透気係数が小さいと中性化率も小さくなるといった定性的な関係性があり，塗布後の透気係数がよる要因が大きいことが示唆されており，塗布材の中性

10×10-16m2 以上となると中性化率は 1 を超えるものが多化抑制効果を検証するにはまだ不十分である。

く，10×10-16m2 以下であると中性化率が 1 以下のものがよって今後の課題として，モルタルの影響を考慮し多くなることがわかる。また，塗布後の透気係数が約た評価手法の検討が必要である。もしくは，モルタルが0.001×10-16m2 と非常に小さくても必ずしも，無塗布に比ない状態で比較評価することで塗布材の中性化抑制効

べて中性化が抑制されることではないことが確認できる。

果が検証できると考える。

既存の仕上材を緻密化し，中性化抵抗性が向上すると考えられる範囲を，塗布後の透気係数が 10×10-16m2 以下

４．まとめ

かつ中性化率が 1 以下と仮に設定すると図-19 のハッチ

既存建築物の既存の仕上材の上に用途様々な材料を塗ング部となる。ハッチング部に着目すると，No.3 の数が布することで，仕上材の中性化抑制効果が向上するかの多く，既存の仕上材に No.3 をそのまま塗布することで仕検討を行った。そのために，4 つの既存建築物で現地調査

上材の中性化抵抗性を向上させることが期待される。

およびコアの採取を実施した。その後，コアの仕上材面に今回の検討においてモルタル自体の透気性や中性化抵

材料を塗布し，促進中性化試験，透気試験を実施し，検討

抗性を評価することは難しく，その影響が考慮されていした結果を以下に示す。

ない。また，「3.4 コンクリート切断面における促進中性(1) 築 33～61 年の既存建築物の現地調査の結果，DB 法

化試験および透気試験の結果」にあるように，同一の環および DC 法ともに測定値が大きく，ばらつきも大きか

境，仕上材，コンクリートであるにも関わらず，中性化速った。このため，経年による仕上材の劣化により，仕上材

度係数が異なる要因として，モルタルの中性化抵抗性にの中性化抵抗性が低下していることや，そのばらつきが8-8淺沼組技術研究報告 №34(2022)

大きくなっていることが考えられる。またコンクリート

リート工学年次論文報告集，Vol.35，No.1, pp.769-774,

は，竣工年の古い建築物ほど，透気性は大きくコアコンク

2013

リート面での促進中性化試験結果でも中性化速度係数が大きかった。また，中性化の変動は 10％を超えており，
竣工年の古い建築物で中性化深さの変動が大きい傾向にあった。
(2) 透気試験の結果から，No.3 の浸透性疎水材を既存の仕上材の上からそのまま塗布することで，透気係数は 2 オーダー以上小さくなり，値は 0.1×10-16m2 程度に小さくなった。しかし，全ての試験体でその結果が得られたわけでなく，塗り斑等の影響が考えられるため，施工後の確認として透気試験を実施することが重要である。
(3) CO2 濃度の違いで中性化域での CaCO3 の生成物の違い
や色の違いがあることから，促進試験による中性化深さを設定し，無塗布の促進試験による中性化速度係数に対する塗布後の結果の比を中性化率として評価した。その結果，塗布後の透気係数が 10×10-16m2 以下であると中性化率が 1 以下のものが多く，また No.3 の浸透性疎水材の割合が多い。そのため，No.3 の浸透性疎水材をそのまま塗布することで既存の仕上材の中性化抵抗性を向上させることが期待される。

［参考文献］
1)

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物の中性化予測に関する研究，日本建築学会構造系
論文集，Vol.78, No.691 pp.1539-1545, 2013.9

2)

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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)

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4)

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, 20165)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.99-126, 20166)伊与田岳史，中村絢也，後藤誠史：セメント硬化体の炭酸化機構の検討－実環境と促進環境の相違について－，セメント・コンクリート論文集，Vol72, pp.225232, 20187)

後藤誠史，中村絢也，伊与田岳史：炭酸化反応の速度論的考察－自然環境と促進環境の違いは何か－，セメント・コンクリート論文集，Vol73, pp.38-43, 20188)

豊村恵里，伊与田岳史：異なる二酸化炭素濃度環境下における炭酸化メカニズムに関する一検討，コンク

8-9