コンクリート工学年次論文集，Vol.31，No.1，2009

論文

洗い出し仕上げしたコンクリートの塩化物イオン浸透抵抗性
坂田充義*1・島弘*2

要旨：コンクリート構造物の景観を良くするための方策のひとつとして表面の洗い出し仕上げがある。一方，構造物の耐久性も重要な要求性能である。したがって，洗い出しと耐久性との関係を調査する必要がある。
しかし，洗い出しが耐久性に及ぼす影響は明らかにされていない。そこで本研究では，洗い出しが塩化物イオンの浸透深さに及ぼす影響を実験的に検討した。実験結果から，洗い出しによって表面近傍のモルタル量を小さくした試験体では塩化物イオンの内部への浸透は小さくなるが，表面にモルタル層を設けた場合は逆に浸透が大きくなることが分かった。
キーワード：洗い出し仕上げ，耐久性，塩害，塩化物イオン，塩分浸透，かぶり
コンクリートの表面加工の影響に関しては，山本ら 3)

1. はじめに鉄筋コンクリート構造物の特徴として，任意の形状ががはつり仕上げをしたコンクリートの塩化物イオン浸容易にできることに加えて，その表面を型枠を工夫する

透試験を行い，はつり仕上げが塩化物イオン浸透抵抗性ことによって自由にできることがある。さらには，型枠を低下させることはないことを報告し，コンクリート表を外した後に，コンクリート表面を加工することもでき面近傍のセメントペースト量が塩化物イオンの浸透度る。に影響することを示唆している。しかし，洗い出し仕上

コンクリートの景観の観点からは，コンクリート表面げの程度と塩化物イオンの浸透性との関係についてはの加工は歓迎すべきであるが，その表面加工がコンクリ

何の研究もないのが現状であり，また，表面のペーストートの対する要求性能のひとつである耐久性に悪影響量の影響も未解明である。

を与えるようでは困る。
そこで，本研究は，型枠の取り外し後に，コンクリー

3. 実験概要

ト表面のモルタル分を洗い流して粗骨材を露出させる

3.1 実験条件「洗い出し仕上げ」が，土木構造物の劣化の代表である

洗い出しの程度が塩化物イオンの浸透性に及ぼす影塩害に及ぼす影響を実験的に検討するものである。塩害

響を検討するものをシリーズ１とした。また，洗い出しは，鉄筋表面における塩化物イオンによって，鉄筋の腐仕上げとは逆の効果として，コンクリート表面における食が生じるものであり，コンクリート表面からの塩化物モルタル分の割合の多さが塩化物イオンの浸透性に及イオンの侵入の容易・難易さの把握が重要となる。したぼす影響を検討するためのものをシリーズ２とした。

がって，本研究では，洗い出し仕上げの程度を変えた試

塩化物イオンの浸透は，塩水への浸漬および乾燥を繰

験体に対して，塩化物イオン浸透試験を行った。また，り返す方法によるものとし，試験体中の塩化物イオン濃洗い出しではコンクリート表面のモルタル分が少なく度の測定は，両シリーズともに浸透試験開始から２ヶ月なるが，それとは逆にコンクリート表面のモルタル分が後に行った。

多くなる時の効果を見るために，コンクリート表面にモ(1) シリーズ１

ルタル層を設けたコンクリートの試験も行った。

試験体の条件を表－１に示す。実験の要因は，洗い出しの程度とコンクリートの水セメント比である。洗い出

2. 現状と問題点しの程度としては，洗い出しをしないものおよび洗い出

コンクリートの塩化物イオン浸透に関する研究は数しの程度を洗い出しによって粗骨材が露出する面積の多く行われており，コンクリート表面の状態の影響につ割合を指標αとして 20％，30％，50％，80％を目標とし

いては，コンクリート表面の被覆や改質に関するものはた四種類に変えるものとした。水セメント比は 60％と1)いくつかある 。また，ブリージングの影響については，40％とした。

たとえば，構造物中の上面の部位では拡散係数を大きく

塩化物イオン浸透試験を開始する材齢は 29 日である。

するのがよいことが土木学会コンクリート標準示方書(2) シリーズ２2)に記されている 。

試験体の条件を表－２に示す。実験の要因は，試験体*1 高知工科大学

工学部社会システム工学科*2 高知工科大学

工学部社会システム工学科教授

(正会員)
工博

(正会員)

-1057-

表－１
試験体番号表－４

シリーズ１の実験条件

水セメント比 粗骨材露出面積割合 αW/C(%)(%)

10220603シリーズ
130450580

スランプ，空気量および圧縮強度の試験結果
水セメン スランプト比(cm)(%)
606.62407.43.646.760

12.56.535.3

40

7.55.048.8

60(2) 形状・寸法および加工

720a) シリーズ１408(%)
4.728 日圧
縮強度(MPa)
31.3

空気量30

洗 い 出 し 仕 上 げ を す る た め の 試 験 体 は ， φ 100 ×950H200mm の円柱供試体とした。コンクリートの打ち込み

1080

は，鋼製円柱型枠の底に遅延剤含浸シートを敷き，その上にコンクリートを JIS A 1132 に従って打設した。
目標とした洗い出しの程度を得るために，打設から洗表－２
試験体
番号シリーズ２の実験条件

い出し作業までの時間を変化させた。打設から洗い出し

水セメント比 モルタル厚さ
W/C (%)
tm (mm)1

作業までの時間は，５時間半から 28 時間までである。
洗い出し作業の様子を写真－１に示す。遅延剤含浸シー060231040405トと接していた円柱供試体の底面のモルタル分を高圧5水で洗い出した。洗い出しの道具としては，ホース内径が 15mm, 吐き出し水量が 6ℓ/分の高圧洗浄機を用いた。
ホース先から試験体までの距離は 100cm とした。洗い出

56しの時間は，目標の洗い出しの程度に近くなるように，101 分あるいは 2 分とした。なお，若材齢での洗い出しにおいては，洗い出しによって試験体の角の粗骨材が飛ぶ
表面におけるモルタル層の厚さとコンクリートの水セメント比である。モルタル層の厚さとしては，0mm，5mm，のを防ぐために，型枠の底板のみを外し，外周側の型枠を残したままで洗い出しを行った。

10mm を目標とする三種類とした。水セメント比は 60％と 40％とした。
塩化物イオン浸透試験を開始する材齢は 39 日である。
3.2 試験体(1) 材料
コンクリートの示方配合を表－３に示す。コンクリー
トのスランプ値，空気量，28 日圧縮強度を表－４に示す。
シリーズ１の洗い出し仕上げには，市販されているコンクリート表面洗い出し仕上げ用の厚さ約 0.5mm の遅延剤含浸シートを用いた。
写真－１
表－３

洗い出し作業の様子

コンクリートの配合
単位量 (kg/m3)

水セメン
ト比(%)

粗骨材の最大寸法(mm)

細骨材率(%)

水W

セメント
C

細骨材
S

粗骨材
G

減水剤
A

60

2043.2155258829

1092

2.58

402039.2

155388710

1100

3.88-1058-洗い出しの後の養生は，塩化物イオン浸透試験の開始まで 20℃の水中養生とした。
b) シリーズ２
シリーズ２の試験体は，図－１に示すように，W100×H100×L200mm の直方体とした。直方体端部におけるモルタル層の厚さを変化させるために，型枠内にコンクリートとモルタルを分ける厚さ 1mm のプラスチック製の仕切りを作り，仕切りの位置を所定のモルタル厚さとなるように変えた。モルタルを流し込んだ後，コンクリートを打設し，仕切りを抜いた。モルタルの配合は，コンクリートの配合から粗骨材を除いたものとした。
養生は，塩化物イオン浸透試験の開始まで 20℃の水中図－２養生とした。

サンプリングの位置

基準面

200x

サンプリングにおいて，粗骨材の有無の影響を減すために，切り込む深さを大きくした。具体的には，切り込100

む深さを 15mm 程度とすると，切削断面積は 500mm2 以モルタル上となって粗骨材１個の最大断面積の倍近くになるた

塩分浸透

コンクリートめに，この深さで平均的な試料が得られると判断した。
tm

図－１

このとき，得られる試料の量は必要量の５倍程度となる。

(mm)

さらに，１つの深さについて試験体を回転させて３カ所シリーズ２の試験体から試料を採取し，それらの３カ所の試料を別々に滴定し，３つのデータを平均して，その深さの塩化物イオン

3.3 塩化物イオン浸透試験濃度とした。

(1) シーリング(2) 濃度測定

シリーズ１およびシリーズ２ともに，仕上げ面あるいJIS A 1154 に準拠し，装置としては自動滴定装置を使は加工面のみからの塩化物イオンの浸透とするために，用した。採取した試料から 1.0g を量り取り，硝酸と過酸試験体の仕上げ面あるいは加工面以外を防水用のブチ化水素水を加えた試料を水溶液にし，加熱した後，装置ルゴム系アルミテープを用いて，隙間ができないようににセットし，塩分濃度を測定した。

テープを重ねながらシーリングした。
(2) 浸漬・乾燥

4. 実験結果および考察

塩分浸透を促進するために，塩水に１日間浸漬し，６4.1 シリーズ１日間乾燥させるという工程を繰り返した。本実験では室(1) 洗い出し仕上げの程度内の水槽に塩水を溜めて行ったので，浸漬時の温度は約洗い出し仕上げの表面性状の例を写真－２から写真15℃であり，乾燥時の温度は 60℃である。試験水の塩分－４に示す。

濃度は，浸透を促進するために NaCl 5％濃度とした。
3.4 塩化物イオン濃度の測定(1) サンプリング
サンプリングには，乾式のコンクリートカッターを使用し，回転刃で削り取られた粉を試料に用いた。サンプ
リングの位置を図－２に示す。サンプリング位置は，表面仕上げ前のコンクリート表面を基準として，深さ方向に 2.5，5，10，15，20，30，40，50 mm の所とした。使用したコンクリートカッターの刃幅は 4mm であり，採取する深さの中心線にカッターの刃の中心が来るようにした。

写真－２-1059-

試験体番号 10（α= 78%）の表面性状

表－４仕上げの程度

粗骨材露
出面積割合α (%)

洗い出し
平均深さta (mm)

洗い出し
深さ(mm)

00032

1.7

2.154

2.8

3.2472

4.25.55796.5

10.0

600022

2.0

1.951

2.9

3.19594.14.010786.610.5

試験体番号

水セメント比(%)

12603

写真－３7

試験体番号３（α= 54%）の表面性状

408

洗い出し後の表面元の表面平均深さ

基準面
モルタル

粗骨材

x

図－３ 洗い出し深さの定義
写真－４

試験体番号２（α= 32%）の表面性状示すような表面仕上げ前のコンクリート表面を基準とした試料採取深さとしている。１日間浸漬と６日間乾燥それぞれの試験体の洗い出し仕上げの程度を表－４に示す。粗骨材露出面積割合，洗い出し平均深さおよびの繰返しによって，２ヶ月後において塩化物イオンがコンクリート内部に大きく浸透している。

洗い出し深さの定義は以下に示すものである。

塩化物イオンの浸透深さは，それぞれの水セメント比

粗骨材露出面積割合：洗い出しした表面を垂直方向かにおいて洗い出しの程度が最も大きい試験体では洗いらデジタルカメラで撮影し，仕上げ面表面積に対する粗出しのない試験体のものよりも大きくなっているが，水骨材の露出面積割合を画像解析ソフトを用いて算出しセメント比が 60％では骨材露出面積割合が 72％以下のた。その際，直径とみなされる長さが 5mm 以下のもの

ものは洗い出しの前の表面を基準に取った場合においは露出面積には加えていない。ても洗い出しのないものよりも小さくなっている。水セ

洗い出し平均深さ：試験体の洗い出し前後の質量の差メント比が 40％では骨材露出面積割合が 59％以下のもを粗骨材を抜いたコンクリートの単位体積質量で除しの洗い出しのないものよりも浸透が深くはならない結て求めた洗い出された容積を，仕上げを行った表面積で果となっている。

除して平均的な深さを求めた。単位体積重量から粗骨材を抜いた理由としては，洗い出しを行った際に粗骨材が18ある。
洗い出し深さ：図－３に示すように，元の表面から洗い出し後のモルタルの表面までの深さである。目視によって深いと思われる箇所を数カ所測定し，その平均値を洗い出し深さとした。
(2) 塩化物イオン濃度の分布
それぞれの表面仕上げの程度において，２ヶ月間の浸漬・乾燥の繰返しを行った試験体におけるコンクリート中の塩化物イオン濃度分布の W/C=60％のものを図－４に，W/C=40％のものを図－５に示す。横軸は，図－２に-1060-

塩化物イオン濃度(kg/m3)

洗い流されていないことを目視により確認したためで

W/C=60%1614

洗い出しなし1232% (1.7mm )1054% (2.8mm )872% (4.2mm )679% (6.5mm )4200

10203040
試料採取深さ(mm)50

図－４ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)60また，洗い出し仕上げの塩分浸透に対する影響として塩化物イオン濃度(kg/m3)

18は，洗い出し後のモルタル表面を設計における表面とし

W/C=40%

16た場合には，洗い出しの程度が大きいものに対しても塩14

洗い出しなし12分浸透深さに対して安全側となる。

22% (2.0mm )1086451% (2.9mm )水セメント比の違いによる影響について，図－６と図59% (4.1mm )－７を比較すると，洗い出しによる効果は水セメント比78% (6.6mm )が小さい方が小さくなっている。山本ら 3) は，はつり仕上げしたコンクリートの塩化物イオン浸透実験の結果

2から，はつり仕上げしたコンクリートは塩化物イオン浸

0010203040
試料採取深さ(mm)5060

透性が小さくなるが，はつり仕上げによって塩化物イオンの浸透が小さくなる度合いは水セメント比によって図－５ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)

異なり，水セメント比の大きい方が浸透は相対的により小さくなることを報告している。本実験の洗い出し仕上

また，洗い出しの程度が大きい試験体では，コンクリげにおいてもはつり仕上げの効果と同様であって興味ート表面近傍の塩化物イオン濃度が小さくなっている。

深いが，理由についてはさらなる検討が必要であると思

これは，洗い出しによってコンクリート表面近傍におけわれる。

る試料中のモルタル分が少なくなるためである。なお，洗い出しの程度が最大の試験体においては，2.5mm の深オン濃度が測定されている。これは，粗骨材表面に付着した塩分によるものと思われる。
上述のように，洗い出しによってコンクリート表面における塩分浸透面は深い位置となるため，洗い出しによる影響を評価するためには，浸漬時に塩水と接する最も深い面を基準とするのが妥当である。そこで，横軸を図20
塩化物イオン濃度(kg/m3 )さにおける試料はほとんどが粗骨材となるが，塩化物イ－３に示すように，洗い出し後に残ったモルタルの表面

W/C=60%15

洗い出しなしα=32% (ta=1.7mm )α=54% (ta=2.8mm )α=72% (ta=4.2mm )α=79% (ta=6.5mm )1050である洗い出し深さを原点としたものを図－６および010

図－７に示す。洗い出しをした試験体の塩化物イオンの20304050
表面からの深さ (mm)60

図－６ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)

コンクリート内部への浸透は，洗い出しをしない試験体の浸透よりも小さくなっていることが分かる。水セメン
ト比が 60％のものでは，洗い出しをした試験体の塩化物のよりも 10mm 程度小さくなっているが，洗い出しの程度による差はあまり見られない結果となった。水セメン
ト比が 40％のものにおいても，洗い出しをした試験体の塩化物イオン浸透深さは，洗い出し仕上げをしない試験体のものより小さくなっており，洗い出しの程度が最も小さい洗い出し平均深さが 2.0mm のものは，浸透深さが20
塩化物イオン濃度(kg/m3 )イオン浸透深さは，洗い出し仕上げをしない試験体のも他の洗い出しの程度が大きいものよりもやや深くなっ

W/C=40%15

洗い出しなしα=22% (ta=2.0mm )α=51% (ta=2.9mm )α=59% (ta=4.1mm )α=78% (ta=6.6mm )1050ている。

010

すなわち，モルタルの洗い出しによってコンクリート20304050
表面からの深さ (mm)60

図－７ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)

表面近傍のモルタル量を少なくした場合には，塩化物イオンのコンクリート内部への浸透が小さくなると言える。これは，山本ら 3) の考察にあるように，コンクリー

4.2 シリーズ２

トの表面近くにおいて浸透する塩化物イオンの媒体と塩化物イオンの濃度分布の測定作業の後，試験体を切なるセメントペーストの絶対量が少なくなったためと断し，モルタル層は所定の厚さであることを確認した。

思われる。

コンクリート表面のモルタル深さを変えた試験体に-1061-

おける塩化物イオン濃度の分布について，水セメント比

いと言え，シリーズ１の洗い出し試験体の結果を裏付けが 60％のものを図－８に，水セメント比が 40％のものている。

を図－９に示す。コンクリート表面にモルタルの層を作

水セメント比の違いの影響に関しては，図－８と図－ったシリーズ２は，洗い出し試験体のシリーズ１とは逆９との比較から，当然のことながら水セメント比が小さに，コンクリート表面近傍の粗骨材がない部分では単位い方が塩分浸透の深さは小さくなっている。

質量あたりでの塩化物イオン濃度は高くなる。したがっシリーズ１とシリーズ２の結果から，コンクリート表て，モルタル層厚が 5mm のものでは深さ 10mm 以降で，面近傍のモルタルの絶対量が塩化物イオンのコンクリ

モルタル層厚が 10mm のものでは深さ 15mm 以降で他とート内部への浸透に影響を及ぼすことが考えられる。

比較しなければならない。
5. 結論
洗い出し仕上げしたコンクリートおよびコンクリー

塩化物イオン濃度(kg/m3)

35

ト表面にモルタル層を設けたコンクリートの塩分浸透

W/C=60%30

試験の結果から，以下の結論を得た。

25tm=0mm

20tm=5mm(1) 洗い出し仕上げしたコンクリートの塩化物イオンの浸透深さは，水セメント比が 60％では，骨材露出

tm=10mm15

面積割合が 72％以下のものは洗い出しの前の表面を10基準に取った場合においても洗い出しのないものよ

5りも小さくなった。
(2) 洗い出し仕上げしたコンクリートの塩化物イオン

0010203040
試料採取深さ(mm)50の浸透深さは，水セメント比が 40％では，骨材露出60

面積割合が 59％以下のものは洗い出しのないものよ

図－８ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)

りも大きくならない結果となった。
(3) 洗い出し後に残ったモルタルの表面を基準とした
場合，洗い出しをした試験体の塩化物イオン浸透深

塩化物イオン濃度(kg/m3)

35

さは，洗い出し程度の大小にかかわらず，洗い出し

W/C=40%3025

tm=0mm20tm=5mmのない試験体よりも小さくなった。
(4) コンクリート表面にモルタル層を設けた試験体では，塩化物イオンの浸透深さが大きくなった。

tm=10mm1510

謝辞：実験の実施にあたっては，ＣＯＥ職員の宮地日出5夫氏をはじめコンクリート研究室の皆様にご協力頂き0ました。ここに謝意を表します。
0102030405060

試料採取深さ(mm)

参考文献
1)

図－９ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)

コンクリートの表面被覆および表面改質技術研究
小委員会報告，コンクリート技術シリーズ，No.68，

図－８に示す水セメント比が 60％のものでは，15mm以上の深さにおいて，モルタル層厚が大きいものほど塩土木学会，2006.42)分の浸透深さが大きくなっている。また，水セメント比が 40％の図－９においては，深さ 15mm 以上において，2002 年制定コンクリート標準示方書【施工編】，土木学会，2002.3

3)

山本達哉，島弘：はつり仕上げしたコンクリー

モルタル層のないものと 5mm のものには差はないが，トの塩化物イオン浸透抵抗性，コンクリート工学年

モルタル層厚が 10mm のものの塩分浸透深さが他のもの

次論文集，Vol.30, No.1, pp.753-758, 2008

よりも大きくなっている。これらの結果から，表面近傍にモルタル分が多いコンクリートは塩分の浸透が大き-1062-