iMaRRC
Newsletter

The National Research and Development Agency
Public Work Research Institute (PWRI)

iMaRRC Newsletter Vol.9 September 2017

Vol.18 July 2020

研究コラム 鋼構造物用防食塗料の防食性能の評価
鋼橋や水門、ダムゲートなどの鋼構造物では、塗装による防食

Evaluation of corrosion protection performance

技術が多く用いられています。近年では塗装の耐久性向上、環境of protective coatings for steel structures

負荷低減、工程短縮などを目的として、様々な新しい塗料が開発

Protective coatings are widely used to protect steel

されています。これまでに実績のないこれらの新しい材料の社会

structures from corrosion. Recently, new types of

実装には、その物性を正しく評価し、鋼構造物用防食塗料に求めpaints have been developed to improve coating dura-

られる性能水準を満足していることの適切な検証が不可欠です。

bility, reducing the environmental load, and shorten

iMaRRC では、このような鋼構造物用防食塗料の性能の検証や、

the painting process. The iMaRRC is evaluating the

性能確認方法の確立のための研究を行っています。

practical applicability and developing quality verifi-

鋼構造物用防食塗料の性能の中でも重要なものの一つが、水な

cation test methods for such novel paints.

どの腐食因子を遮断し、鋼材に発生するさびを抑制する性能（防In a coated steel structure, corrosion is likely to oc-

食性能）です。今日の塗料は耐久性が高いものが多いですが、塗cur in parts where coated film is physically damaged

膜に傷がある場合や、部材の端部、ボルト部で塗膜厚が十分につor where coated film thickness tends to be thin such

きにくいなどの場合には、その部分を起点とした腐食が発生・進as at corners of a structural member and bolts (Figure

展しやすくなります（Figure 1）。このような塗膜の防食上の弱点

1). In order to evaluate corrosion protection perfor-

部における防食性能を迅速に評価するために、塗膜にカッターナ

mance of coatings in such corrosive parts, the coated

イフ等で鋼材素地に達する人工的な傷を付けて腐食環境に置き、

film of a specimen is intentionally scratched to ex-

傷部に発生するさびが塗膜下に侵入して拡がっていく程度（さびpose the substrate using a cutter knife, and is sub-による膨れの幅や面積）を調べる方法（Figure 2）を中心に、様々

jected to outdoor exposure or accelerated corrosion

な新しい評価方法を検討しています。

tests.

塗膜の防食性能の試験に用いる腐食環境としては、連続塩水噴

Through testing, the film appearance is observed

霧や、塩水噴霧と乾燥・湿潤工程との組み合わせによる複合サイ

visually and rust creepage is evaluated quantitatively.

クルがあります。複合サイクル試験では、より土木鋼構造物に適The rust creepage is corrosion of a substrate that oc-

した試験条件の検討を行っています。これに加え実際の屋外環境

curs around a scratched area of coatings (Figure 2).

での腐食特性の確認も重要なので、沿岸部をはじめ様々な場所でWe comprehensively evaluate the corrosion protec-の暴露試験も行っています。防食性能の優れた新しい塗料の活用

tion performance of coatings based on those results.

は、鋼構造物の長寿命化の実現に重要と考えられることから、これらの研究成果を材料の性能評価方法の向上に反映させていく所存です。

Figure 1: Example of rusting on the edge part of a bottom
flange in steel road bridge girder where is the weak partagainst corrosion

1

Figure 2: Typical appearance of a specimen before andafter accelerated corrosion testing
実験動画等のページ（short video）
http://www.pwri.go.jp/team/imarrc/activity/movie.html

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iMaRRC Newsletter Vol.18 July 2020

研究コラム 草木系バイオマスの下水汚泥脱水助剤利用
下水には、豊富な有機物が含まれており、下水処理過程で下水汚泥に変換されています。これは、有機系バイオマスとして、有効利Plant biomass recycling as a dehydration
aid for sewage sludge

用されることが期待されています。さらに近年、下水処理場で地域

Recently, the use and energy conversion of

バイオマス受入れの取り組みが推進されてきています。生ゴミなど

local biomass in wastewater treatment plants※の分解しやすいバイオマスは、下水汚泥と混合してメタン発酵 をhave been promoted. Biomass, such as gar-行うことで、バイオガスの回収量を増やす取り組みが広まっていま

bage and human waste, is mixed with sewage

す。一方で、河川等で発生する刈草や湖で繁茂する水草等の草木系

sludge and subjected to methane fermentation

バイオマスも、メタン発酵によるバイオガス回収、コンポスト化やto recover biogas.

焼却時の補助燃料としての利用など、様々な検討がなされています。

Plant biomass, such as grass in rivers andしかし、分解しにくい等の理由で、エネルギー収支やコスト収支に

aquatic plants in lakes, is being considered for

見合う最適な有効利用方法が確立されているとは言い難いのが現状

use in methane fermentation, composting, andです。(※メタン生成菌の働きにより有機物をバイオガス(メタンガス)に変換しauxiliary fuel during incineration. However, noてエネルギーを得る方法)

optimal effective usage method regarding en-

そこで iMaRRC では、草木系バイオマスを下水処理場において、

ergy and cost balance has established.

『下水汚泥の脱水性を高める物質（脱水助剤）』として活用する研究

For many years, iMaRRC has been conduct-を行っています。下水汚泥と草木系バイオマスを一緒に混合して脱ing research and development to use plant

水すると、草木系バイオマス（固形物）が、汚泥中の水分の通り道

biomass as a dehydration aid for sewageになり、水分が汚泥の外に出やすくなります。これは、ニューズレ

sludge.

ター第 15 号で紹介した、みずみち棒による下水汚泥の濃縮技術と同

The establishment of this technology is criti-

様です（https://www.pwri.go.jp/team/imarrc/newsletter/imarrcnewsl

cal from the viewpoint of the effective use ofetter_vol15.pdf）。草木系バイオマスの混合量以上に、汚泥中の水分

unused biomass and energy conservationが減少すれば、脱水した後の汚泥の含水率や量が、従来よりも減少

through the joint treatment of sewage sludge

することになり、その後の処分コストも安くできる可能性がありまand local biomass.

す。
この技術を確立することは、未利用バイオマスの有効活用、下水汚泥と地域バイオマスの連携処分による省エネルギー化の点で重要であるといえます。
“草木系バイオマスと下水汚泥の混合脱水実験”の様子
を iMaRRC ホームページに掲載しましたのでご覧ください。
実験動画ページ（short video）
http://www.pwri.go.jp/team/ima

Figure 3: Plant biomass recycling as a dehydration aid for sewage sludge

rrc/activity/movie.html

2

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iMaRRC Newsletter Vol.18 July 2020

技術情報 コンクリート構造物の強度推定に関する非破壊試験
コンクリート構造物の新設時や維持持管理の場面で様々な非破壊試Non-destructive Test Methods for Estimat-

験が、活用されています。iMaRRC では、これまでの研究で非破壊試

ing the Compressive Strength of Concrete

験の活用方法について、さまざまな情報発信を行っているので、そのiMaRRC provides technical information

内容を紹介したいと思います。

about non-destructive test (NDT) methods

今回は、新設構造物の検査の一部として使用されるコンクリート強used during the completion inspection of

度推定に関する非破壊試験方法を紹介します。なお、ここでは、若干

newly built concrete structures.の破壊を伴う微破壊試験も非破壊試験に含めています。

(1)Rebound number method(1) 反発度法

The rebound number method is an easy NDT

錘をコンクリート表面に衝突させたとき、表面が硬いほど跳ね返り

method for the compressive strength of con-量が大きいことを利用して、コンクリート強度を推定する方法です。

crete to investigate newly constructed concrete

反発度の測定方法は、JIS A 1155（コンクリートの反発度の測定方法）

structures. While the method to measure theとして規格化されています。

rebound number is standardized as JIS A 1155,

iMaRRC では、「テストハンマーによる強度推定調査の６つのポイン

the relationship between the rebound numberト」として、調査の留意点を紹介しています。この方法は手軽に実施

and compressive strength of concrete is unes-できる点が利点です。一方、様々なコンクリートについて特定の強度tablished. Given this, iMaRRC provides a

推定式を当てはめて推定を行うので、ある程度の推定誤差が生じるこ

technical note “Six points for the estimation ofとを理解しておく必要があります。なお、既設構造物に適用する場合、

the strength of concrete by rebound number

長期にわたってコンクリート表面が乾燥した影響で反発度が大きく測method.”

定される場合があることに注意が必要です。

(2) Shock elastic wave method and ultrasonic(2) 弾性波を用いる方法

wave method

コンクリート表面を打撃して発生させた弾性波や圧電セラミックス

The shock elastic wave and ultrasonic wave

等で発生させた超音波が、コンクリート中を伝わる速度を測定し、強methods are NDT methods for the compres-

度が高いほど速度が大きいことを利用して、コンクリート強度を推定

sive strength of concrete. The bigger theする方法です。

strength of concrete, the faster the elastic wave

弾性波の速度は、コンクリートに用いられている骨材の品質等の影

in concrete becomes. However, the property of

響を受けやすいため、強度を適切に推定するためには、使用するコン

aggregate in concrete affects the relationship

クリートごとにあらかじめ弾性波速度とコンクリート強度の関係を求

between the velocity of elastic wave and com-

めておく必要があります。このため、事前の準備に時間やコストを要

pressive strength. The relationship, therefore,します。ただし、推定の誤差は比較的小さくなります。なお、既設構

should be determined using the data obtained

造物に適用する場合、通常は弾性波速度とコンクリート強度の関係がfrom a certain concrete that was used in the

求められていないので、弾性波速度を測定した箇所の一部でコアを採inspected concrete structures.

取して圧縮強度試験を行うなど、何らかの方法で調査して作成する必要があります。

Figure 4: Measurement of rebound number

Figure 5: Measurement of the velocity of ultra-sonic wave in concrete

3National Research and Development Agency
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iMaRRC Newsletter Vol.18 July 2020(3) ボス供試体を用いる方法
コンクリート打設前の型枠に、取り外し可能なボス供試体用の型枠を(3) Compressive strength using BOSSとりつけることで、打設と同時にボス型枠内にもコンクリートを充填し、specimens (JIS A 1163)

硬化後にこのボス供試体を採取して強度試験を行う方法です。ボス供試

Broken Off Specimens by Splitting

体は、Figure 6 に示すように構造物の本体から突出した形で作成されます。

(BOSS) specimens are concrete speci-

ボス供試体を採取しても構造物に悪影響はありませんが、採取あとが残mens fabricated in metal formworks at-るため美観が求められる部位では注意が必要です。

tached to the original formwork of con-

ボス供試体による強度試験は、今年、JIS A 1163（ボス供試体の作製方

crete structures (Figure 6) at the same法及び圧縮強度試験方法）として規格化されました。

moment of placing of fresh concrete.

(4) 小径コアを用いる方法

BOSS specimens have been standardized

コアを採取してのコンクリートの圧縮強度試験では、一般にはコンク

recently as JIS A 1163.

リート中の粗骨材の最大寸法の 3 倍以上の径とすることが求められ、75(4) Compressive strength using small di-～100mm 程度の径のものが用いられます。これよりも小径のコア（例えameter coresば、25mm）を用いて圧縮強度試験を行う方法です。

In standard test methods, the diameter of

小径とすることで、構造物への影響を大幅に抑えることが可能です。

concrete cores should be more than triple

ただし、適切に圧縮強度を測定するためには、供試体の整形方法や使用

the size of aggregate in concrete. Howev-する強度試験装置などを適切に選定するなどの留意が必要となります。

er, it is not easy to take standard cores,
because coring can damage concrete

これらの技術は、その特性に応じて新設構造物の検査などに用いられstructures. Small cores (typically 25 mmており、iMaRRC では、反発度法について、「テストハンマーによる強度in diameter), therefore, is an option to推定調査の６つのポイント」として調査の留意点を示しています。

minimize the damage in the inspection.

反発度法：テストハンマーによる強度推定調査の６つのポイント

When small cores are used for testing the（https://www.pwri.go.jp/jpn/results/offer/testhammer/testhammer.pdf）

compressive strength of concrete, ade-

また、弾性波を用いる方法、ボス供試体を用いる方法、小径コアを

quate test machines and test procedures

用いる方法については、国土交通省の「微破壊・非破壊試験による新are needed to obtain precise results.

設の構造体コンクリート強度測定要領 (案)」および測定方法ごとの測定要領（案）に詳細な情報があります。
（https://www.pwri.go.jp/jpn/results/offer/hihakai/conc-kyoudo.html）

Boss moldCollecting
Boss mold

Boss specimen

Figure 7: Comparison of a small
diameter core(diameter of 25mm) anda standard core (diameter of 100mm)

Figure 6: BOSS specimen

4National Research and Development Agency
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iMaRRC Newsletter Vol.18 July 2020

研究者紹介 iMaRRC Researchers
小沢 拓弥
令和 2 年 4 月に新規採用職員として土木研究所に入所し、iMaRRC の材料資源研究グループの研究員に着任しました。
高1.

Mr. OZAWA Takumi joined the PWRI in April
2020 and became a researcher at the iMaRRC.
Currently, he is engaged in research on (1) the effi-

専では機械工学を専攻し、金属材料の異方

ciency of bridge maintenance management using

性が弾性挙動に与える研究を行いました。

AI, (2) frost damage of concrete, and (3) repair

しかし、土木構造物のスケールの大きさに惹かれ、大学院の進学methods of concrete slab deterioration. He is keenly

を機に土木分野へ身を移し、疲労損傷が生じている鋼橋を対象とaware of a lack of knowledge regarding concrete.

した炭素繊維シートによる補修・補強の研究に取り組みました。

However, he wants to leverage the strengths of

現在、私は、(1)AI を活用した橋梁維持管理の効率化、(2)コンク

learning in other fields and engage in research by

リートの凍害、(3)土砂化したコンクリート床版の補修工法に関す

grasping things from a unique viewpoint.

る研究に携わっています。コンクリートに対して知識不足な面がIn private, he was confused because he was work-

あると痛感していますが、他分野を学んできた強みを活かし、独ing at home as a countermeasure against

自の観点で物事を捉え研究に従事できればと考えております。

COVID-19 infection soon after entering the PWRI.

私生活の方では、入所まもなく COVID-19 の感染対策としてHowever, with support from the people around him,

在宅勤務になってしまったため戸惑いもありましたが、周りのhe has become accustomed to the new working

方々の支えもあり、新生活の環境にも大分慣れてきました。これ

environment and will healthily continue this re-

からも、健康的な生活を心掛けて、研究業務に取り組む所存です。

search.

2. 大本 拓Mr. OMOTO Taku joined the iMaRRC as a col-令和 2 年(2020 年)4 月に iMaRRC 材料資laborating researcher in April 2020. While in grad-

源研究グループの交流研究員として着任

uate school, he researched the inundation reduction

致しました。
大学院では雨水貯留施設によeffect of rainwater storage facilities and worked as a

る浸水軽減効果に関する研究を行い、2015construction consultant since April 2015. He

年 4 月に建設コンサルタントに入社し、下水道管路の計画や浸水・地震対策等の業務に関わる部署に 5 年間所属しておりました。
その後、土木研究所へ出向する貴重な機会を頂いたので、下水道事業を通して、エネルギー対策や地球温暖化対策等に少しでも貢献できるよう、研究に励みたいと思います。また、他分野についても学ぶ良い機会なので、受け身で日々を過ごすだけでなく、幅広く視野を広げ、興味を持ち、様々な方と交流できたらと思います。
普段は、美味しい肉や魚を食べたり、飲みに行ったり、運動することが好きです。学生時代まではラグビー、フットサル、バレー等を経験し、社会人になってからは冬にスノーボードに行ったりしております。
これから色々とお世話になりますが、宜しくお願い致します。

worked at the department of planning of sewage
pipeline or anti-inundation or earthquake measures
for five years.
He wants to research to contribute to energy or
global warming measures through the sewer business because of this valuable opportunity to be sent
to the iMaRRC. He hopes to build a network ofcollaborators with a broad spectrum of knowledge
who are driven by a positive attitude.
He likes to have delicious meat, fish and drinks,and exercise. He played rugby, football, and volleyball in school and started snowboarding in winter after work. It is my pleasure to work with you.

iMaRRC Newsletter 発行元：(国研)土木研究所 先端材料資源研究センター( iMaRRC)
Tel:029-879-6761 Fax: 029-879-6733 Email: imarrc-at-pwri.go.jp *送信の際は、-at-を@に変更してください5