技術資料

コンクリート工の施工環境によるスケーリング影響要因の調査
佐藤表－1

１．はじめに義臣

吉田

然災害で大規模な損傷を受けたことによる橋梁の架け替え、および高齢化による橋梁の補修が行われており、地覆・壁高欄のコンクリートにおいて、JIS工場から出荷されたコンクリートを用い、湿潤養生期間、養生温度、型枠・支保工の取り外し時期、および取り外し後の管理等、工事仕様書や設計施工関連の基準等に則って施工した場合でも想定より早期に凍結融解作用によるスケーリング劣化が発生している事例がある。かぶりの薄い地覆・壁高欄にスケーリングが発生すると鉄筋腐食のリスクが高まる。以上のことから、早期スケーリング劣化の要因把握の一環として、近年施工さ影響度が低い

高炉セメント日射面

普通セメント
日陰面

有り
有り

無し
無し

表面含浸材塗布
含浸材塗布までの乾燥日数

無し
10日未満

有り
10日以上

⑦
⑧

コンクリートの空気量
養生終了後の氷点下

4.5%未満有り

4.5%以上無し⑨

凍結防止剤のkm当たり散布量10t/km以上

10t/km未満セメントの種類
架設位置の日照条件③④

設計時と施工時の湿潤養生日数の乖離
設計時と施工時の温度制御養生日数の乖離⑤⑥（スケーリング影響要因の確認方法）① コンクリートの配合計画書で確認② Webマップで架設位置の南向き側を確認③ 設計時と施工時の湿潤養生日数を比較④ 設計時と施工時の温度制御養生日数を比較⑤ 含浸材塗布時の写真、施工計画書の数量、材料承諾にて確認⑥ 養生終了時と含浸材塗布時の写真データの日時による推定⑦ コンクリートの品質管理資料で確認⑧ 養生終了後のアメダス気温で確認⑨ 平成30年度に調査した時の、全道の散布実績で確認

表－2

いて調査した。

施工記録の調査は、工事完成後に納品される竣工書昭典

影響度が高い①②れた工事の施工記録を対象に、劣化への影響要因につ

２．施工記録の調査概要

島多スケーリングの影響要因として抽出した項目と閾値項目

近年、高規格幹線道路の整備に伴う橋梁の新設、自行スケーリング程度の分類

スケーリング程度

地覆・壁高欄のスケーリング程度の説明

無小中大

スケーリングが全く無い
点に近いスケーリングがポツポツと見られるスケーリングが有り、大と小の中間面で広がるスケーリングが広く分布類等を用いて行った。調査対象は、2016～2020年度に北海道内の地覆・壁高欄の新設、打換えが完了した工事とし、スケーリングが発生していない橋梁を含めて調査対象とした。調査対象の橋梁は15橋あり、橋の左右で施工時期や立地条件が異なる橋はＬ側、Ｒ側で分け、橋長が長く起終点で施工時期等の立地条件が異なる橋はさらに起点側、終点側で分け、23箇所の施工箇所に分類して調査を行った。
スケーリングに影響する要因として表－1の9項目を抽出し、調査項目は、これに加え、表－2および写真

写真－1

スケーリング程度の目安－1に示した実際の構造物の劣化状態を表すスケーリ
ング程度（以下、SC程度と表記。無、小、中、大の4平均気温と設計時に想定した日平均気温に違いがある段階に分類）と合わせた10項目とした。と湿潤養生期間の標準日数が異なるためSC程度に影

スケーリングに影響すると考えた各要因の抽出理由響があると考えた（以下、湿潤養生日数乖離と表記）。

は以下の通りである。①は、セメントの種類によりス④は、寒中コンクリートにおいて、実際の施工時の温ケーリング劣化の程度が異なるとする既往の研究 を度制御養生日数が、材料の種類や、設計養生温度によ考慮した。②は、現地踏査で、直射日光の有無がSCり設定した設計時の温度制御養生日数と異なる場合に程度に影響があると考えた。③は、実際の施工時の日はSC程度に影響があると考えた（以下、温度制御養1)22

寒地土木研究所月報№854

2024年３月

生日数乖離と表記）。⑤は含浸材塗布の有無によりSCに及ぼす特徴的な要因を確認する。

程度が異なるとする既往の研究 を考慮した。⑥は湿2)

潤養生終了後の乾燥日数が短い場合、コンクリート表

４．調査結果および判定結果

面の含水率が十分に低下せず期待する含浸深さを確保できなくなりSC程度に影響する可能性があると考え

表－3に各橋梁におけるスケーリングに影響する要た。⑦はコンクリートの空気量によりSC程度が異な因の調査結果を示す。表に示した●は、表－1に示しるとする既往の研究 を考慮した。⑧は湿潤養生終了

た影響要因のうち、影響度が高い項目として抽出され直後の若材齢のコンクリートがマイナスの低温環境にていることを表している。なお、表－3の⑥含浸材乾晒されるとSC程度に影響があると考え設定した。⑨燥10日未満の列に記載した「確認不可」については、は凍結防止剤散布によりSC程度が異なるとする既往記録や写真がなく、日数を確認できなかったものであの研究 を考慮した。各項目に対応する閾値は、各既る。また、表中の青色セルで記載した橋梁は寒中コン往研究を参考に設定した。

クリートを意味し、このうち、D橋(上部)の施工月に

3)

4)

なお、表－1に示した各要因の確認方法のうち、③記載した「11耐寒」は、施工時の日平均気温が5℃をの養生日数の記録が無く、確認することができなかっ下回る11月に耐寒促進剤を混入したコンクリートを用たので、打設時の写真と養生終了時の写真（養生終了いて施工したことを意味する。

時の写真が無いものは、打設後、最初に乾燥状態が確認できる写真）データの写真撮影日の差引日数から推４．１定した。また、⑥は、23箇所全てにおいて養生終了後、SC程度と影響要因の該当件数の関係（評価方法１）

表面含浸材を塗布するまでの乾燥日数の記録が無く、図－1にSC程度と影響要因の該当件数の関係を示確認することができなかったので、含浸材塗布時の写す。SC程度毎の該当件数の平均は、図中に示したよ真撮影日と養生終了日の差引日数から推定した。このうにSC程度（大):4.1件、SC程度（中):3.7件、SC程度

ため、ここで評価する③と⑥の日数は不確定要素を含（小):3.0件、SC程度（無):2.3件であり、9項目全体としみ事実とは異なる場合がある。ては該当件数が多くなると、SC程度が大きくなる傾向が確認された。

３．各要因の影響度評価方法

一方、該当件数が3件以上あったE橋(歩道橋)、F橋(L終点)およびO橋(L側)の3橋は、スケーリングが発今回調査対象としたスケーリングに影響すると考え生しておらず、その要因について考察する。

られる各要因と実際のスケーリングの関係については

E橋(歩道橋)はセパレート橋で車道橋から距離があ定量的な評価の手法が確立されていないため、本調査

り、歩車境界には防護柵があるのに加え、通常の歩車では、以下の3種類の方法で評価を行った。

道の高低差より歩道橋の路面が高く施工されていていた。このため、⑨凍結防止剤散布量が多くても溶けた

３．１

塩水の飛沫がかかりにくい環境にあり、スケーリング

評価方法１

表－1に示す9項目の影響要因の影響度高の該当件数と、SC程度の関係から、今回抽出した影響要因が、の発生が抑制されたと考えられる。なお、隣接するE橋(車道橋)では、SC程度(大)となっていた。

SC程度に影響するのか確認する。また、該当件数が7スケーリングが抑制されている要因を考察する。

6３．２

評価方法２

SC程度毎に各要因の影響度高に該当する割合を算出し、その該当割合から影響度の高い要因を推定する。
３．３

影響要因の該当件数多いのにSC程度(無)となっている橋の状況を分析し、54 ○平均4.13□平均3.02◇平均2.31大0

各セメント使用時のスケーリング発生割合とSC程度
2024年３月

中1

小2

無3SC程度セメントの種類毎に影響度高の該当割合を整理し、№854△平均3.70

評価方法３

寒地土木研究所月報

SC程度大SC程度中SC程度小SC程度無図－1SC程度と影響要因の該当件数の関係

23

表－3

スケーリングに影響する要因の調査結果
⑧
養生後
氷点下

⑨
凍結防止剤
散布10t/km以
上
●

⑩ＳＣ程度

●

●

●

確認不可

●

⑥
含浸材乾燥
10日未満

⑦
空気量
4.5%未満

●

●

●

●

●

●

4 Ｄ橋(下部)●●

5 Ｅ橋(車道橋)

●

●
●番号

橋梁名（箇所）

1 Ａ橋

①高炉使用

②日射面

③湿潤養生日数乖離

●

●
●

2 Ｂ橋
3 Ｃ橋(Ｒ側)●

6 Ｆ橋(Ｒ側終点)

●

●

7 Ｇ橋

●

●

8 Ｈ橋
9 Ｉ橋(Ｒ側)●

10 Ｄ橋(上部)

●

●

●

●

④温度制御
養生日数乖離

●

●

12 Ｊ橋

●
●

13 Ｃ橋(Ｌ側)
14 Ｋ橋(Ｌ側)

確認不可
●

●

●

施工時
平均気温
●℃以上

大

66-1010

大5105

大4105

大3105

大512-51539大3815●

中62-10確認不可

中3910確認不可

中211耐寒0確認不可

小3910●

●

施工月大●
●

該当件数

●

確認不可

●

11 Ｆ橋(Ｒ側起点)⑤含浸材無●●●

●

●

確認不可

●

●

●

●
●

小52-3-5小312-10-10小3215 Ｉ橋(Ｌ側)

●

●

確認不可

小210516 Ｆ橋(Ｌ側起点)

●

●

確認不可

小2615小22-10無1115無51-2-10無3715無37,815

無1915

無13-5

●

17 Ｌ橋(Ｌ側)●確認不可

18 Ｎ橋(Ｌ側)●確認不可

19 Ｅ橋(歩道橋)●

20 Ｆ橋(Ｌ側終点)●

21 Ｏ橋(Ｌ側)

●

●

●

●

●

●

●
●

●

●

22 Ｎ橋(Ｒ側)●

23 Ｌ橋(Ｒ側)●101616427F橋(L側終点)はS字型の長大橋で、調査箇所は、L･R、起終点の4箇所に分割した中で、②架設位置の日照条件が日陰側で、さらに片勾配の上流側に位置した箇所となっていた。日陰側では凍結融解回数が少な
く、凍結防止剤を含む雪解け水は、片勾配の下流側に排水されるため、F橋(L側終点)の地覆に塩水の飛沫

5SC程度毎の要因該当割合

該当件数

5100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%

9SC程度大SC程度中SC程度小SC程度無57%がかかりにくい環境となっており、スケーリングが抑制されたと考えられる。一方、この箇所の反対側で片勾配の下流側の塩水が流れ着くF橋(R側終点)は、SC程度(大)となっていた。

図－2

SC程度毎の要因該当割合

O橋(L側)は3件該当しているものの、湿潤養生日数の乖離がなく適切に養生が行われており、実際の空気フに対し、右端のSC程度(無)に向けて棒グラフが短量は平均4.1%と4.5%から大きく乖離していないことにくなる右下がりだとSC程度がスケーリングに及ぼす加え、凍結防止剤散布量も10t/kmを下回っていたた

影響が高いことを表している。図－2から、②日射面めスケーリング量が抑制されたと考えられる。の場合、SC程度(大・中)が100%となっており、影響以上3橋の例から、SC程度には、凍結融解回数や水分度が高いことがわかる。また、①高炉使用、③湿潤の供給に関係する②架設位置の日照条件や水掛かりの養生日数乖離、⑨凍結防止剤10t/km以上についても、影響度が高く、特に排水について、現場では、橋梁上SC程度(大)の割合が50%を超えている一方でSC程度の土砂や、桝の土砂詰まりによる塩水の滞水を解消す（無)の該当割合が低いことから、影響度が高いと考えることがスケーリングの抑制につながると考えられる。

られる。以上のことから、②日射面では、凍結融解回数が多くなる条件のため影響度が高くなったと推定さ

影響度が高い要因の推定（評価方法２）れる。③湿潤養生日数乖離では、養生不足によるコン

図－2にSC程度毎の要因該当割合を示す。該当割合クリートの表面品質が低下したことによりスケーリンの算出方法を例示すると、表－3の①高炉使用の要因グが多くなったと推定される。⑨凍結防止剤散布10t/が該当するSC程度(大)の該当件数は4件、SC程度(大)km以上では、塩水濃度が高まることで、地覆・壁高の全体の該当件数は7件なので、この時のSC程度毎の欄へ付着した塩水飛沫が残留し易くなり、スケーリン

要因該当割合は57%となる。

グに影響していると推定される。なお、①高炉使用は、

４．２

この図では、各要因の左端のSC程度(大)の棒グラ
24

次節で分析する。
寒地土木研究所月報№854

2024年３月

普通セメント
全13箇所
SC 程度大SC 程度無342 3%
3 1%

高炉セメント
全10箇所
SC 程度無22 0%

SC 程度大44 0%

SC 程度小33 0%
SC 程度中1
1 0%

100%
90%
80%
70%
60%
50%40%
30%
20%
10%0%

高炉セメント(10箇所中）図－4４．３SC 程度中21 5%

高炉セメントと普通セメントのSC程度割合
SC程度大SC程度中SC程度小SC程度無SC程度毎の要因該当割合

SC程度毎の要因該当割合

図－3

SC 程度小4
3 1%

100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%

普通セメント(13箇所中）SC程度大SC程度中SC程度小SC程度無高炉セメントと普通セメント毎の各要因とSC程度毎の要因該当割合の分類表
表－4

セメントの種類毎の影響要因の推定（評価方法３）

今回の調査では、使用したセメントは、施工時期により使い分けられていることが確認された。6月～8月
は高炉セメント、9月～10月は普通セメントと高炉セメントが混在しており、11月～3月は普通セメントを湿潤養生期間の標準

普通早強
日平均気温 ポルトランド ポルトランド
セメント
セメント
５日
15℃以上
３日
４日
７日
10℃以上
５日９日
5℃以上

混合セメントＢ種
７日９日１２日使用した寒中コンクリートだった。
図－3に高炉セメントと普通セメントに分類したSC程度の割合を示す。高炉セメントで施工した全10箇所ングが発生する要因のうち、湿潤養生日数に関する該当割合が大きいことが確認された。

では、スケーリング発生割合が80%で、そのうち、半普通セメントでは、高炉セメントに比べると多様な数がSC程度(大)となっている。一方、普通セメント要因の影響を受けているが、SC程度毎の要因該当割で施工した全13箇所では、スケーリング発生割合が合が高いのは、②日射面、③湿潤養生日数乖離の要因69%、そのうち、1/3がSC程度(大)となっている。以であった。普通セメントを使用した11月～3月の施工上のことから、今回対象とした現地構造物においては、

では、寒中コンクリートとして温度制御養生期間の温既往の研究 に示されるように、高炉セメントの方が度管理を行っているが、湿潤養生期間の標準5)（表－4）

普通セメントよりスケーリング発生割合が高くなってに達する前に湿潤養生を終了する例が多いことが確認おり、SC程度も大きくなっていた。

された。このことから、いずれのセメントを用いた場

1)

図－4にセメントの種類で分類したSC程度毎の要因合でも、湿潤養生日数の確保は重要である。なお、普通セメントにおいては、SC程度(大)で⑧養生後氷点該当割合を示す。
高炉セメントでは、SC程度毎の要因該当割合が高下と⑨凍結防止剤10t/km以上の該当割合も高かった。

いのは、②日射面、③湿潤養生日数乖離の要因となっ若材齢かつ湿潤養生不足によりコンクリート表面の強ていた。高炉セメントを使用した6月～10月の施工で度が低い状態でマイナス温度環境に晒され、表面に凍は、11月～3月迄の寒中コンクリート（表－4の施工月

害による微細ひび割れが発生し、その後、凍結防止剤が青色セル）に比べ、温度管理など留意すべき事項が散布下でスケーリング劣化が大きくなった可能性があ少なく、標準的な現場管理でも品質の高いコンクリーる。このことからも湿潤養生日数の確保は重要と思わトになると考えられるが、現地構造物では、スケーリれる。

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2024年３月

25

４．４

2.52.5

コンクリート表層品質の確認を用いても、コンクリートのスケーリング劣化は、③湿潤養生日数乖離の影響が大きいことが確認された。
このため、コンクリートの表層品質と湿潤養生期間に着目して、一部の地覆コンクリートからコアを採取し、コンクリートの表層品質として細孔径分布調査を行った。

細孔容積（vol%）細孔容積（vol%）SC程度と影響要因の評価から、いずれのセメント細孔径分布の測定にあたっては、地覆コンクリート

SC無(BB)
SC無(BB)

221.5
1.5
110.5
0.5
0011

から直径70mmでコアを採取し、コア表面（地覆表面）とコア内部（表層から50mm）からコンクリートカッ

1010100100
細孔直径（nm）
細孔直径（nm）
図－5 Ｏ橋の細孔径分布

ターで厚さ5mmの円盤状試料を切出し、さらにコンクリートカッターで5mm立方体の試料に調整して水2.52.5

銀圧入法により測定を行った。の細孔径分布を示す。O橋はSC程度(無)であったが、細孔径分布は表層部と内部の線が重なっている部分が多く、表層部と内部で細孔容積の差が小さい。これは、湿潤養生日数に乖離が無く、適切な湿潤養生期間を設けたことで、内部と同様に表層部のコンクリートの水和が進んだためと考えられ、このことがO橋のスケーリング抑制に寄与したと推察される。一方、図－6はB橋の細孔径分布である。B橋は湿潤養生日数に乖離細孔容積（vol%）細孔容積（vol%）一例として、図－5に評価方法１で述べたO橋(L側)O橋地覆表層O橋地覆表層O橋地覆内部
O橋地覆内部SC大(Ｎ)SC大(Ｎ)

10001000

B橋地覆表層B橋地覆表層
B橋地覆内部
B橋地覆内部

221.51.5110.50.500111010100100
細孔直径（nm）
細孔直径（nm）

図－6

B橋の細孔径分布があり、SC程度(大)であったが、表層の細孔容積は細孔直径が大きい側にピークがあり、内部よりも粗大10001000な細孔が多かった。これは、湿潤養生日数に乖離があっても内部では乾燥の影響を受けにくく水和が進んだ（３） SC程度と影響要因の関係から、セメントの種類、のに対して、表層部では乾燥の影響を受けたため水和架設位置の日照条件、養生日数の設計時と施工が進まなかったことが影響していると考えられ、表層時の乖離、凍結防止剤のkm当たり散布量はスケ品質の低下によりスケーリングが増大した可能性があーリングに及ぼす影響が大きい。

る。

（４）高炉セメントで施工した現場では、普通セメン以上から、スケーリングの抑制には表層品質の確保が重要であり、そのためには、湿潤養生期間を適切に設けて確実に養生を行い、コンクリート表面を緻密にする必要があることが確認された。

トで施工した現場よりスケーリング発生割合が高く、SC程度も大きい。
（５）いずれのセメントで施工した場合でも、架設位置の日照条件、湿潤養生日数乖離の影響が顕著である。

５．まとめ（６）早 期に発生するスケーリングを防止するには、施工時に、セメントの種類や施工時期を考慮し本調査により得られた知見は以下の通りである。て適切な養生日数を確保するとともに、水掛か（１）各項目において、表－1に整理した、スケーリンり防止の観点から排水桝の土砂詰まりの解消や、グへの影響度が高い項目に該当するものが多い

表面含浸材や表面被覆の適用について検討を行ほどSC程度が大きくなる傾向である。

う必要がある。

（２）スケーリングが生じていない橋梁の調査結果から、架設位置の日照条件や水掛かりがスケーリングに大きく影響する。
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寒地土木研究所月報№854

2024年３月

3） 吉田行、安中新太郎：塩分供給下の凍結融解作

参考文献

用によるスケーリング劣化対策に関する基礎的研究、寒地土木研究所月報、No.788、pp.18-24、

1） 遠藤裕丈、熊谷守晃、嶋田久俊：長期凍結融解に2019．

よる表面剥離に及ぼす凍結防止剤の影響、コン
クリート工学年次論文集、Vol.23、No.2、pp.613-

4） 羽原俊祐、小山田哲也、菅野華果、中村大樹：コ

618、2001．

ンクリートのスケーリング劣化に及ぼす凍結防止剤の影響、J-STAGEセメント・コンクリート論2） 遠藤裕丈、田口史雄、宮本修司、中村智幸、後藤浩之、林大介、坂田昇、名和豊春：シラン系表面
含浸材による寒地コンクリート構造物の耐久性向

文集、Vol.67、No.1、pp. 95-101、2013．
5） 土木学会：2017年制定コンクリート標準示方書

上効果、土木学会論文集E2（材料・コンクリー【施工編】、pp.124-128、2018．

ト構造）, Vol.67、No.1、pp.69-88、2011．

佐藤 義臣
SATO Yoshitaka

吉田 行
YOSHIDA Susumu

島多 昭典
SHIMATA Akinori

寒地土木研究所
寒地保全技術研究グループ
耐寒材料チーム
主任研究員

寒地土木研究所
寒地保全技術研究グループ
耐寒材料チーム
主任研究員
博士（工学）

寒地土木研究所
寒地保全技術研究グループ
耐寒材料チーム
上席研究員
技術士（建設）寒地土木研究所月報№854

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