報 文

塩分作用下におけるコンクリートのスケーリング抵抗性評価試験法の提案
A Proposal of Accelerated Test Method for Evaluating Scaling Resistanceof Concrete Exposed to Chloride Environments
吉田

行

島多

昭典

YOSHIDA Susumu and SHIMATA Akinori

積雪寒冷地では、塩化物系凍結防止剤等の塩分が供給される環境下で、コンクリート構造物の表面が剥離するス
ケーリング劣化が顕在化しており、その抑制対策が求められている。実効性の高い対策を講じるには、塩分作用下におけるスケーリング抵抗性を適切に評価する必要があるが、現在日本においては、スケーリング抵抗性を評価するための標準的な試験法は規定されていない。本研究では、スケーリング抵抗性の合理的な促進評価試験法を確立するために、凍結融解作用によるコンクリートの内部損傷の抵抗性を評価する標準試験法であるJIS A 1148 A法に着目して、表面劣化のスケーリング抵抗性評価への適用性と評価基準について検討を行った。
その結果、塩水を用いたJIS A 1148 A法の試験前養生条件を適切に設定すれば、配合条件が異なる種々のコンク
リートのスケーリング抵抗性を質量減少率により評価可能なことを確認した。また、JIS A 1148 A法による質量減
少率は、既存海外スケーリング試験法によるスケーリング量と相関があり、その関係から各試験法のスケーリング
限界量に相当する質量減少率の評価基準を設定可能なことを示した。
《キーワード：スケーリング；塩分；促進評価試験法；評価基準》
Scaling deterioration which is peeling off the surface of concrete structures becomes apparent in snowy andcold regions where salt such as chloride-based antifreeze is supplied, because the scaling deterioration due tofreeze-thaw action is accelerated by salt. Therefore, the countermeasures for the salt scaling deterioration are
required. On the other hand, in order to take highly effective measures, it is necessary to properly evaluate
scaling resistance of concrete under chloride environment. However, currently in Japan, no standard test method
for evaluating scaling resistance is specified. In this study, to regulate the standard evaluating test method forthe salt scaling resistance of concrete, focusing on the JIS A 1148 A method, which is a standard test method forevaluating the resistance of internal damage to concrete due to freeze-thaw action, we examined the applicability
and the evaluation criteria of JIS A 1148 A method for scaling resistance.
As a result, it was found that if the test conditions of JIS A 1148 A method using salt water are set
appropriately, the scaling resistance of various concretes with different mix proportion can be evaluated by
the mass reduction rate. Besides, it was confirmed that the mass reduction rate has a correlation with thescaling amount by the existing overseas scaling test method, and from this relationship, it is possible to set theevaluation criteria of the mass reduction rate equivalent to the scaling limit amount in each scaling test method.
《Keywords：Scaling；Chloride；Accelerated Evaluation Test Method；Evaluation Criteria》

2

寒地土木研究所月報№835

2022年９月

２．配合が異なるコンクリートのスケーリング抵抗性

１．はじめにの評価
積雪寒冷地のコンクリート構造物は、凍害に加え、沿岸部では海からの飛来塩分が、内陸部でも塩化物系

２．１

使用材料および配合

凍結防止剤の散布により塩分が作用する環境下に晒さ

セ メ ン ト は 、 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト（密度

れており、塩分作用下では凍害が促進される。これに3.16g/cm3、比表面積3,260cm2/g、以下、普通セメント

より、コンクリート構造物の表面が剥離するスケーリ（記号N）と記述）と高炉セメントB種（密度3.05g/

ング劣化が顕在化しており、その抑制対策が求められ

cm3、比表面積3,790cm2/g、以下、高炉セメント（記号B）ている。

と記述）を用いた。細骨材は、苫小牧樽前産の陸砂（密一方、実効性の高い対策を講じるには、塩分作用下

度2.66g/cm 3、吸水率0.98％）を、粗骨材は、小樽市

におけるコンクリート表面のスケーリング抵抗性を適

見晴産砕石（密度2.68g/cm3、吸水率1.49％、粗骨材

切に評価する必要がある。しかし、現状においては、

最大寸法20mm）を用いた。また、スランプと空気量

スケーリング抵抗性を評価するための標準的な試験法を調整するために、AE減水剤（リグニンスルホン酸が日本国内で規定されておらず課題となっている 。

塩系）とAE助剤（樹脂酸塩系）を適宜用いた。コン

このため、耐寒材料チームでは、塩分作用下におけるクリートの配合を表－1に示す。水セメント比は45％、スケーリング抵抗性の合理的な評価試験法の確立を目

55％、65％の3水準とし、空気量は4.5％を基本とした

指し、凍結融解作用によるコンクリートの内部損傷にが、水セメント比55％では空気量3.0％と6.0％につい対する抵抗性を評価するための標準試験法として規定ても検討した。目標スランプは12.0±2.5cmとし、単されているJIS A 1148 A法（以下、JIS法と記述）に

位水量を全配合で統一した。なお、スランプと空気量着目して、表面劣化のスケーリング抵抗性評価への適の実測値は表－1に併記した。

1)

用性について検討を進めてきた。その結果、試験水を塩水としたJIS法による質量減少率により、既存海外

２．２

試験方法と供試体の養生

スケーリング試験規格のASTM C 672（以下、ASTM

凍結融解試験は、試験水を3%NaCl水溶液としたこ

法と記述）やRILEM CDF試験法（以下、CDF法と記とを除いてJIS法の試験規格に準じて、凍結融解1サ

述）と同様の傾向でコンクリートのスケーリング抵抗

イクル3時間以上4時間以内で-18℃～＋5℃を繰返し

性の評価が可能となる試験条件を見出した 。

た。供試体は100×100×400mmの角柱供試体を用い、2)

本研究では、塩水を用いたJIS法により、配合が異1配合あたり3供試体で評価した。試験前の供試体のなる種々のコンクリートのスケーリング抵抗性の評価

養生は、水中養生7日後、温度20℃、相対湿度60%にが可能かを検証した。また、塩水を用いたJIS法によ設定した実験室内で21日間気中養生を行い、その後る質量減少率と既存の海外スケーリング試験によるス

3%NaCl水溶液を14日間吸水させた後に凍結融解試験

ケーリング量の関係を整理し、両者の関係からJIS法を開始した。測定項目は質量減少率と相対動弾性係数において対応する評価基準について検討した。

に加え供試体の実際の剥離量とし、凍結融解7、14、

表－1

水セメ 目標セメント
記号
ント比 空気量の種類(%)(%)
N45A4545
4.5
N55A303.0
N
55
N55A45
4.5
N55A60
6.0
N65A4565
4.5
B45A4545
4.5
B55A303.0
B
55
B55A45
4.5
B55A60
6.0
B65A4565
4.5
寒地土木研究所月報№835

2022年９月

s/a
(%)
43
45
47
43
45
47

配合とスランプ、空気量の実測値
3

単位量(kg/m )水 セメント 細骨材 粗骨材
W
C
S
G
344
790
1056
869
1071
155
282
851
1048
833
1026
238
906
1029
344
786
1049
865
1066
155
282
847
1044
830
1022
238
903
1025

AE
減水剤
(C×%)
0.20
0.18
0.06
0.03
0.07
0.25
0.22
0.08
0.05
0.08

AE
助剤
(C×%)
0.00450.00030.00430.00930.00400.006
0.00250.00725
0.01275
0.0075

実測
実測
ｽﾗﾝﾌﾟ 空気量
(cm)
(%)
11.2
4.9
10.8
3.0
10.8
4.3
12.2
6.1
14.6
4.9
11.0
4.6
9.7
3.0
11.7
4.7
13.1
6.7
11.5
5.0



3

水中7日→気中21日→
塩水14日→試験開始
JIS法-3%NaCl（普通セメント）

質量減少率(%)

2.5
2.0

N45A45

3.0

N55A30

2.5

N55A45
N55A60

1.5

N65A451.0

質量減少率(%)

3.0

0.5

B55A45
B55A601.5

B65A45

1.0

0.0
0

10
20
30
40
凍結融解サイクル（回）

図－1

50

0

100

N55A45
N55A6095

N65A45
水中7日→気中21日→
塩水14日→試験開始
JIS法-3%NaCl（普通セメント）80

相対動弾性係数(%)

N55A30

85

50

105

N45A45

90

10
20
30
40
凍結融解サイクル（回）JIS法による凍結融解サイクルと質量減少率の関係

105

B45A45
B55A30100

B55A45
B55A6095

B65A45

水中7日→気中21日→
塩水14日→試験開始
JIS法-3%NaCl（高炉セメント）

90
85
80

0

10
20
30
40
凍結融解サイクル（回）

図－2

50

0

10
20
30
40
凍結融解サイクル（回）50JIS法による凍結融解サイクルと相対動弾性係数の関係

28、50サイクルで測定を行った。なお、供試体の剥離量は、凍結融解試験の供試体容器内に残存した剥離片と、供試体表面を軽くこすり洗いした際の剥離片を合わせてビーカーに採取し、105℃24時間乾燥後の質量を供試体全表面積で除した値で表記した。
各コンクリートのスケーリング抵抗性評価

図－1にJIS法による凍結融解サイクルと質量減少率

JIS法累積剥離量(kg/m2)

相対動弾性係数(%)

2.0

B55A30

0.5

0.0

２．３

B45A45

水中7日→気中21日→
塩水14日→試験開始
JIS法-3%NaCl（高炉セメント）

160
140
120
100
80
60
40
20
0

y = 21.849x
R² = 0.98970の関係を示す。セメントの種類の違いでは、普通セメ
ントよりも高炉セメントの方が質量減少率は大きく、

図－3

既存海外スケーリング試験法と同様の傾向が確認でき

高炉セメントB45A45
B55A30
B55A45
B55A60
B65A45
普通セメントN45A45
N55A30
N55A45
N55A60
N65A45

水中7日→気中21日→
塩水14日→試験開始
R3JISA法-3%NaCl

246JIS法質量減少率（%）

8

質量減少率と実際の剥離量の関係

る。水セメント比や空気量の違いでは、普通セメントは質量減少率が全体に小さいため差は小さく水セメン

図－2にJIS法による各コンクリートの相対動弾性係

ト比45％と55%はほぼ同程度だったが、65%は質量減数を示す。いずれも凍結融解50サイクル終了時で相対少率が増加した。また、空気量が多いほど質量減少率

動弾性係数は90%以上であり、内部損傷の影響はほぼは低下した。一方、高炉セメントは水セメント比が大ないと考えられる。一方、相対動弾性係数が100%をきくなるほど質量減少率が大きくなった。空気量の違上回るケースがみられ、特に水セメント比が小さく、

いでは、4.5%と6.0%はほぼ同程度だったが、3.0%では空気量が多いなどスケーリング抵抗性が高い配合ほど質量減少率が増大した。なお、既報3)において、試験顕著だった。これは、試験前吸水期間における養生効

前の吸水期間が7日の場合には、試験開始後に吸水に果により凍結融解初期の劣化が小さくなったことに加より質量が増加する場合があることが確認されたが、え、凍結融解試験中の強度の増加によるものと考えら

本試験で実施した試験前の吸水期間が14日であれば、れる。

いずれも試験開始後の吸水による質量増加は確認されなかった。
4

図－3にJIS法による質量減少率と実際の剥離量の関係を示す。なお、ここでは、凍結融解50サイクル以降、
寒地土木研究所月報№835

2022年９月

25サイクル毎に150サイクルまで試験した結果を示しについて検討を行った。

ている。図には全データの近似直線も示しているが、両者には極めて高い相関がある。

３．１

提案したJIS法による質量減少率と既存スケ以上から、塩水を用いたJIS法の試験前養生条件をーリング試験法によるスケーリング量の関係

適切に設定すれば、配合条件が異なる種々のコンクリ

図－4に前章で検討したJIS法の供試体と同一コン

ートのスケーリング抵抗性を質量減少率により評価可

クリートで行ったASTM法によるスケーリング量を能であり、汎用的な試験装置を用いて短期間でスケー示す。なお、ASTM法では、供試体は220×220×

リング抵抗性の評価が可能なことを確認した。

100mmの角柱供試体を用い、打込み面を試験面として土手を設けて3%NaCl水溶液を湛水し、試験規格に

３．スケーリング抵抗性の評価基準に関する検討

準拠して-18℃を16時間、23℃を8時間の1日1サイクルで凍結融解作用を与えた。供試体は、水中養生7日後

前章では、塩水を用いたJIS法により、既存の海外スケーリング試験規格による試験よりも短期間で効率に温度20℃、相対湿度60%の実験室内で21日間気中養生を行い、材齢28日より試験を開始している。

的にコンクリートのスケーリング抵抗性を評価可能な

ASTM法によるスケーリング量は、これまでの試ことを確認した。一方、スケーリング抑制対策の効果

験結果と同様、高炉セメントの方が普通セメントより等を判定するには評価基準が必要となる。既存の海外も多いことが確認できる。また、高炉セメントでは空スケーリング試験規格であるASTM法では、凍結融

気量の多少によるスケーリング量の違いが図－1に示

解50サイクル終了時点の試験面の剥離状況を目視でレしたJIS法の質量減少率よりも明確となったが、全体

イティングし、表－2に示したようにスケーリングのとして、水セメント比が低く、空気量が多いほどスケ程度を5段階で定性的に評価する方法 4)がとられていーリング量が減少する傾向はJIS法と一致した。

る。また、CDF法では、スケーリングの限界量として、

図－5に凍結融解50サイクル終了時におけるJIS法に

凍結融解28サイクルのスケーリング量1.5kg/m が示さ

よる質量減少率とASTM法によるスケーリング量のれている 。一方、日本国内で具体的に示されている関係を示す。なお、図には骨材ロットは異なるが表2

5)

スケーリング量の基準としては、国土交通省東北地方整備局のHPに掲載されている「東北地方における凍表－2

害対策に関する参考資料（案）」6)において、冬期間のASTM法によるスケーリング程度の等級

日平均気温が-3℃未満かつ凍結抑制剤散布量20t/km

評価点

以上の最も厳しい環境種別S区分では、凍害対策の優

0

剥離なし

劣の判定基準としてASTM法による凍結融解50サイ

1

粗骨材の露出なし，深さ3mm以下の剥離

クルのスケーリング量の上限を0.5kg/m としている。

2

評価1と評価3の中間程度の劣化性能

ここでは、提案したJIS法による質量減少率と既存

3

粗骨材がいくつか露出する程度の剥離

スケーリング試験によるスケーリング量の関係を整理

4

評価3と評価5の中間程度の劣化性能し、両者の関係からJIS法において対応する評価基準5

粗骨材が全面露出する程の激しい剥離

2

N45A45
N55A30
N55A45
N55A60
N65A45

水中7日→気中21日→試験開始
R3ASTM法-3%NaCl

3.0
2.0
1.0
0.0

4.0
スケーリング量(kg/m2)

スケーリング量(kg/m2)

4.0

試験面の劣化状態

B45A45
B55A30
B55A45
B55A60
B65A45

水中7日→気中21日→試験開始
R3ASTM法-3%NaCl

3.0
2.0
1.0
0.0

0

10
20
30
40
凍結融解サイクル（回）図－4

寒地土木研究所月報№835

2022年９月

50

0

10
20
30
40
凍結融解サイクル（回）50ASTM法によるスケーリング量と凍結融解サイクルの関係

5

高炉ASTM7d

4.0
3.0
y = 1.0573x
R² = 0.8515

1.0
0.0
0.0

1.0

2.0
3.0
4.0
5.0
JIS法質量減少率（%）（前養生：水中7日→気中21日→塩水吸水7or14日）

凍結融解50cyc

4.0

高炉ASTM14d

3.0
y = 1.4387x
R² = 0.9233

2.0
1.0
0.0
0.0

1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
JIS法質量減少率（%）（前養生：水中7日→気中21日→塩水吸水7日）（a）ASTM 法前養生

H29普通CDF

y = 1.893x
R² = 0.6659

3.0
2.5

H29高炉CDF
R1普通CDF
R1高炉CDF

2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.0

高炉ASTM7d
y = 1.2322x
R² = 0.8583

3.0

普通ASTM14d
高炉ASTM14d

2.0
1.0
0.0
0.0

1.0

2.0
3.0
4.0
5.0
JIS法質量減少率（%）（前養生：水中7日→気中21日→塩水吸水7or14日）（c）a,b を併記

4.0

H29普通CDF
H29高炉CDF

凍結融解28cyc

3.5

y = 1.8977x
R² = 0.7906

3.0
2.5

R1普通CDF
R1高炉CDF

2.0
1.5
1.0
0.5
0.0

0.5
1.0
1.5
2.0
H30JIS法質量減少率（%）（前養生：水中7日→気中21日→塩水吸水7日）

0.5
1.0
1.5
2.0
R3JIS法質量減少率（%）（前養生：水中7日→気中21日→塩水吸水14日）（a）JIS 法前養生における（b）R3JIS 法前養生における塩水吸水期間 7 日

塩水吸水期間 14 日

図－6

普通ASTM7d

凍結融解50サイクル終了時におけるJIS法による質量減少率とASTM法によるスケーリング量の関係

凍結融解28cyc

3.5

凍結融解50cyc

4.0

水中 14 日気中 14 日

CDFスケーリング量（kg/m2）(水中7日→気中21日→塩水吸水7日)

CDFスケーリング量（kg/m2）(水中7日→気中21日→塩水吸水7日)

4.0

5.0

（b）ASTM 法前養生

水中 7 日気中 21 日
図－5

普通ASTM14d

0.0

CDFスケーリング量（kg/m2）(水中7日→気中21日→塩水吸水7日)

2.0

5.0

ASTMスケーリング量（kg/m2）(水中7or14日→気中21or14日）

普通ASTM7d

凍結融解50cyc

ASTMスケーリング量（kg/m2）(前養生：水中14日→気中14日)

ASTMスケーリング量（kg/m2）(前養生：水中7日→気中21日)

5.0

4.0
3.5

H29普通CDF
H29高炉CDF

凍結融解28cyc
y = 1.8954x
R² = 0.7461

3.0
2.5

R1普通CDF
R1高炉CDF

2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
JIS法質量減少率（%）（前養生：水中7日→気中21日→塩水吸水14日）（c）a,b を併記

凍結融解28サイクル終了時におけるJIS法による質量減少率とCDF法によるスケーリング量の関係－1と同じ配合で過年度に試験したデータを一部併記

する直前のスケーリング量が0.5kg/m2であると考えてしており、図－5(a)は図－1のJIS法と図－4のASTM

設定6)されたものであり、極めて厳しい基準である。

法の関係に加え、H30年度に実施した試験前塩水吸

図－6に凍結融解28サイクル終了時におけるJIS法に

水期間7日と14日のJIS法と試験前水中養生期間7日のよる質量減少率とCDF法によるスケーリング量の関ASTM法の関係を併記したもの、図－5(b)はH30年度

係を示す。なお、JIS法とCDF法を同年度で実施してに実施した試験前塩水吸水期間7日のJIS法と試験前水おらず供試体を作製したコンクリートのロットが異な

中養生期間14日のASTM法の関係を示しており、図るため、それぞれの実施年度データで比較した。図－－5(c)は(a)と(b)を併記したものである。

6(a)はH30年度に実施したJIS法による質量減少率（試セメントの種類によりスケーリング量や質量減少率

験前塩水吸水期間7日）と各実施年度におけるCDF法の多少があるが両者にはいずれも高い相関があり、セによるスケーリング量の関係、図－6(b)は図－1に示

メントの種類によらず同一の近似式でその関係性を表したJIS法による質量減少率（試験前塩水吸水期間14

現可能であり、その傾向からASTM法のスケーリン

日）と各実施年度におけるCDF法によるスケーリン

グ量に対応するJIS法の質量減少率の推定が可能と考グ量の関係をそれぞれ示しており、図－6(c)は(a)とえられる。例えば、図－5(c)の近似式から、東北地方(b)を併記したものである。

整備局で示されているASTM法のスケーリング量の両者には相関があり、ASTM法と同様に、セメン

上限0.5kg/m に相当するJIS法の質量減少率は0.4%程

トの種類によらず同一の近似式でその関係性を表現可

2度となる。これを基準として図－1により評価すると、能であり、CDF 法のスケーリング量に対応するJIS法

普通セメントを用いた場合はいずれの配合も基準値以の質量減少率の推定が可能と考えられる。図－6(c)の下だが、高炉セメントを用いた場合は、水セメント比近似式から、CDF法におけるスケーリング量の上限45%で空気量4.5%でもこれを上回り、さらに空気量を1.5kg/m2に相当する質量減少率は0.8%程度である。こ増やす等の対策が必要という判定になる。なお、このれを基準として図－1により評価すると、凍結融解28

スケーリング量の上限値は、スケーリングに関する多サイクルにおいて普通セメントを用いた場合はいずれ

くの研究結果から、モルタルが剥離して粗骨材が露出も基準値以下となり、高炉セメントを用いた場合でも、

6

寒地土木研究所月報№835

2022年９月

水セメント比55%の空気量6%で基準値と同程度であ対応関係があることを報告7)している。これによれば、り、空気量を増やすか水セメント比を下げるなどの対

例えば粗骨材がいくつか露出する中程度の剥離に相当策が必要という判定になる。

するレイティング3はスケーリング量1.5kg/m2程度で以上から、提案のJIS法による質量減少率は、既存あり、中程度までは達しないわずかな剥離に相当する

海外スケーリング試験法によるスケーリング量と相関

レイティング2はスケーリング量0.5kg/m2程度となる。

があり、その関係から各試験法におけるスケーリング

写真－1に図－4に示したASTM法における凍結融限界量に対応する質量減少率の評価基準の設定が可能

解50サイクル終了後の試験面（打込み面）の劣化状況

なことを確認した。

とスケーリング量の一例を示す。なお、スケーリング
量は同一配合3供試体の平均値である。上段は高炉セ

目視によるスケーリングの定量評価

メントを用いた場合、下段は普通セメントを用いた場

前節で、提案のJIS法による質量減少率と既存海外合であり、水セメント比と空気量が異なる供試体を比スケーリング試験法によるスケーリング量には相関が較している。全体として、見た目の剥離が多いものあり、その関係性から既存海外スケーリング試験の評

は、スケーリング量も多くなっており、東北地方整備価基準に対応する質量減少率の評価基準の設定が可能

局で規定しているスケーリング量の上限0.5kg/m2を概なことを確認した。一方、実際の構造物におけるスケ

ねクリアする見た目の目安は、普通セメントを用いたーリング劣化状況から健全度を評価したり、補修等の全ケースと高炉セメントの水セメント比45%のケース

維持管理基準を設定するには、実構造物におけるスケとなる。一方で、高炉セメントを用いた水セメント比

ーリング量の限界量の設定が必要となる。しかし、実45%の劣化状況に着目すると、全く剥離が生じていな構造物ではスケーリング量を直接的に測ることができい部分が多数残っているものの、粗骨材表面の露出がないため、ASTM法の目視によるレイティング評価

水セメント比55%や65%の供試体よりも多い印象を受等により判定する必要がある。

ける。これは試験対象とした打込み面は、水セメント

３．２

スケーリングの評価方法に関する研究事例として、比が大きいほどブリーディングの影響を受けて骨材が月永らはASTM法によるスケーリング試験を行い、沈降し表層のペーストの割合が高くなることから、表目視レイティングとスケーリング量には指数関数的な面部分がある程度剥離しても骨材の露出が少なくなる

写真－1
寒地土木研究所月報№835

ASTM法50サイクル後の試験面（打込み面）の劣化状況とスケーリング（SC）量の一例
2022年９月



7

ためと考えられる。このように、2次元的に目視評価

るが写真は1面のみ表示）、型枠底面で劣化状況を比較した場合レイティングが大きめに判定される可能性がすると、打込み面の剥離が最も多く、型枠底面は最もあり、月永らの報告 においても、目視レイティング

剥離が少ない。これらの違いはブリーディングの影響評価は、レイティングが3であってもスケーリング量によるものと考えられるが、型枠底面でも空気量がは約3倍の差を生じる場合があり、経験が少ないと評

3.0%程度と少ない場合には剥離が比較的大きくなるこ

価に大きな個人差を生じる危険性があることが指摘さとが確認できる。実際の構造物を想定すれば、例えばれている。このことから、目視によるレイティング評

コンクリート壁式防護柵では、天端面は打込み面、壁価は実際のスケーリング量と異なる場合があることに面は型枠側面に相当するため、JIS法であれば1回の試留意する必要がある。

験で各面の剥離の傾向を把握できる利点がある。な7)

写真－2および写真－3にJIS法における凍結融解50

お、全体の剥離の傾向は、２．３節で詳述したように、

サイクル終了時の各供試体の表面劣化状況を示す。写

普通セメントに比べて高炉セメントで剥離が多いこと

真－2は高炉セメントを用いたコンクリート、写真－3

や、普通セメントでは全体に剥離が少なく差は小さい

は普通セメントを用いたコンクリートであり、打込み

ものの空気量が多く水セメント比が小さいほど剥離は面、型枠側面および型枠底面の劣化状況とともに3供少なくなる傾向が目視でも確認できる。

試体の平均質量減少率を示している。

一方、下段に示した質量減少率は供試体全面の剥離JIS法は100×100×400mm角柱供試体の6面全面が量の総和を表す特性値のため各部位の剥離量とは異な凍結融解を受けるが、供試体の劣化状況は面（部位）るが、実際の供試体の劣化状況を見ると、質量減少率

により異なる。100×100mmの小口面は面積が小さいが大きいほど見た目の剥離は相対的に多くなっておため、これを除く打込み面、型枠側面（実際は2面あり、見た目の剥離と質量減少率は一定程度対応してい

写真－2

8

JIS法50サイクル後の供試体表面の劣化状況と質量減少率の一例（高炉セメント）
寒地土木研究所月報№835

2022年９月

写真－3

JIS法50サイクル後の供試体表面の劣化状況と質量減少率の一例（普通セメント）ると思われる。しかし、ASTM法と同様、目視によータ（試験前に塩水吸水したデータを除く）を対象とる評価は実際のスケーリング量と異なる場合があるこした。また、図には両者の関係を直線近似した結果と、とから、定量的な指標での評価が必要である。

データのばらつきの範囲の目安として、近似直線から
上下3mmとした場合の上下限線も参考として示して

３．３

スケーリング深さによるスケーリングの定量いる。
両者には相関があり、ばらつきも概ね3mm前後の評価
目視によるスケーリングの定量的な把握には限界が幅に収まることが確認できる。他方、普通セメントとあることが明らかとなったため、ここでは、実構造物

高炉セメントでは両者の関係を表す近似直線の傾きがで把握可能な指標としてスケーリング深さに着目し異なり、スケーリング量が同じでも普通セメントの方た。なお、提案のJIS法ではスケーリング深さを測定が高炉セメントより最大スケーリング深さは大きくなしていないため、ASTM法で測定したスケーリングる傾向がある。換言すれば、普通セメントでは粗骨材

最大深さとスケーリング量の関係について調べた。

表面のモルタルがスポット的に剥離するためスケーリ

図－7にASTM法による凍結融解100サイクルまで

ング量が少なくてもスケーリング深さは大きくなり、のスケーリング量とスケーリング最大深さの関係を示

高炉セメントでは試験面が全体的に剥離する傾向があす。なお、スケーリング最大深さは、目視で劣化が大る。この傾向は、遠藤らの報告8)と同様であった。

きい箇所5点を任意で選定し、劣化前の試験面からのそれぞれの関係式から、スケーリング量0.5kg/m2に剥離深さをノギスで測定した時の最大の深さとした。

相当する最大スケーリング量を算定すると、普通セメ

試験データは、これまでに実施したASTM法においントが1.5mm程度、高炉セメントは0.8mm程度となり、て試験前養生の水中養生を7日または14日とした全デ3mm程度のばらつきを考慮すれば、それぞれ4.5mm

寒地土木研究所月報№835

2022年９月9y = 2.9836x
R² = 0.7933

10
8

普通セメント上限（+3mm）
下限（-3mm）

6
4
養生：7,14日→材齢28日⇒試験開始（100cycまで）
普通セメント：打込み面

2
0

0
2
4
6
8 10 12
ASTM法スケーリング量（kg/m2）

最大スケーリング深さ（mm）（ASTM法）最大スケーリング深さ（mm）(ASTM法）1212

y = 1.5366x
R² = 0.7603

10

上限(+3mm）
下限（-3mm）

8
6
4
養生：7,14日→材齢28日⇒試験開始（100cycまで）
高炉セメント：打込み面

2
0

0
2
4
6
8 10 12
ASTM法スケーリング量（kg/m2）(a)普通セメント
図－7

高炉セメント(b)高炉セメント

ASTM法100サイクルまでのスケーリング量と最大スケーリング深さの関係

ケーリング抵抗性の評価が可能なことを示した。

と4.0mm程度が限界値となる。なお、この値は最大スケーリング深さであり、面的に評価するのであれば平2)

提案のJIS法による質量減少率は、既存海外スケ

均スケーリングによる評価が妥当と考えれば、その限ーリング試験法によるスケーリング量と相関があ

界値はさらに小さい値となる。このように、スケーり、その関係から各試験法におけるスケーリング

リング量0.5kg/m は極めて厳しい基準であるが、このの限界量に対応する質量減少率の評価基準を設定

基準を実構造物の維持管理基準として設定するには、可能なことを示した。

2

ASTM法による室内試験結果が実環境下における凍3)

スケーリング試験結果から、スケーリング深さと結融解作用の何年分に相当するのか、あるいは実構造

スケーリング量に相関があることを確認し、実構物のスケーリングの限界量をASTM法による凍結融

造物においては実際に測定可能なスケーリング深解50サイクル終了時のスケーリング量で評価することさからスケーリング量を定量的に把握できる可能が適切かなど課題があり、現状示されているスケーリ

性があることを示した。

ング量の上限値は、コンクリートのスケーリングに関4)

実構造物における健全度や維持管理基準を判定す

する抵抗性能が高いことを示す一つの基準とするのがるための室内試験の評価基準を設定するには、実妥当と考えられる。このため、実際の構造物における環境下におけるスケーリング劣化の程度を定量的

健全度や維持管理基準を判定するための室内試験の評に把握し、それを元に実環境下における要求性能価基準を設定するには、実環境下におけるスケーリンを設定した上で、室内試験と共通となる指標からグ劣化の程度を定量的に把握し、それを元に実環境下室内試験の評価基準を設定する必要がある。

における要求性能を設定した上で、室内試験と共通となる指標から換算するなどして室内試験の評価基準を参考文献設定する必要がある。
1） 土木学会：2017年制定コンクリート標準示方書
４．まとめ［設計編：標準］、pp.165-167、2018.
2） 吉田行、島多昭典：塩化物作用下におけるスケー

本研究では、塩分作用下におけるスケーリング抵抗

リング抵抗性の促進評価試験法に関する研究、コ性の合理的な評価試験法を確立するために、塩水を用

ンクリート構造物の耐凍害性確保に関する調査研

いたJIS法により、配合が異なる種々のコンクリート

究小委員会（359委員会）委員会報告書およびシのスケーリング抵抗性の評価が可能かを検証するととンポジウム論文集、pp.339-344、2021.

もに、提案のJIS法の評価基準について検討した。本3） 吉田行、安中新太郎：塩化物作用下のコンクリー

研究で得た知見をまとめると以下のようになる。

トのスケーリング抵抗性の評価試験法に関する基

1) 塩水を用いたJIS法の試験前養生条件を適切に設礎的研究、土木学会第75回年次学術講演会概要集、

定すれば、配合条件が異なる種々のコンクリート

10

2020.

のスケーリング抵抗性を質量減少率により評価可

4） ASTM INTERNATIONAL : ASTM Standard

能であり、汎用的な試験装置を用いて短期間でス

C672/C672M-12, Standard Test Method for
寒地土木研究所月報№835

2022年９月

Scaling Resistance of Concrete Surfaces Exposed
to Deicing Chemicals, 2012.

frostdamage_2021%20.pdf（2022年7月1日閲覧）
7） 月永洋一、庄谷征美、笠井芳夫：凍結防止剤によ

5） RILEM Recommendation : CDF TEST - Test

るコンクリートのスケーリング性状とその評価にmethod for the freeze - thaw resistance of

関する基礎的研究、コンクリート工学論文集、第concrete - test with sodium chloride solution

8巻第1号、pp.121-133、1997.
8） 遠藤裕丈、田口史雄、嶋田久俊：塩化物水溶液に(CDF), 1996.
6） 国土交通省東北地方整備局：東北地方における凍よる長期凍結融解作用を受けたコンクリートのス害対策に関する参考資料（案）、2021年改訂版、ケーリング特性、土木学会論文集、No.725/V-58、pp.16-21、2021.

pp.227-244、2003.

https://www.thr.mlit.go.jp/road/sesaku/tebiki/

寒地土木研究所月報

№835

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
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）

2022年９月



11