iMaRRC
Newsletter

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

iMaRRC Newsletter Vol.27 November 2023

Vol.27 December 2023

研究コラム 長期屋外暴露試験による表面含浸材の評価
コンクリート表面に塗布することではっ水性を付与し、劣化の原因となる物質の侵入を抑制することが期待される表面含浸材（Photograph 1）は、近年、適用が広がってきており、道路橋の地覆に適用されて 15 年以上経過した事例や、建築物に適用されて30 年以上経過した事例もあります。ただし、表面含浸材はコンク
リートと比べて新しい材料であり、また、補修に対するニーズの拡大もあって様々な改良が施されています。このため、表面含浸材が効果を発揮する期間は明確にされておらず、追跡調査等を行って検証を進めているのが現状です。
国土交通省が運用している新技術情報提供システム（NETIS）のテーマ設定型（技術公募）の取り組みの一つとして、塩害対策で使用されている表面含浸材を対象とした共通試験が 2015 年度より実施されています。この共通試験では、現場の施工条件を模擬したコンクリート試験体に、応募があった 11 種の表面含浸材を塗布し、施工性や塗布後の効果等が同一の環境で比較しています。また、塩害環境下で効果の持続性等が検証されています（Photograph 2）。
土木研究所では、表面含浸材の効果の持続性、塗布部位による相違等に着目して、屋外暴露開始から 5 年後の追跡調査を実施しました。追跡調査では、表面含浸材を塗布した後にどの程度コンクリートにしみ込んでいるかを表す”含浸深さ”や劣化因子である
塩分のコンクリートへの”浸透量”を確認しました。
追跡調査の結果から、塩分の浸透量を抑制する効果の程度や､ある程度の含浸深さが確保されていないと長期的な効果は期待できないことなどを確認しました。今後も屋外暴露試験を継続し、表面含浸材の適用効果に関する知見を取得していく予定です。なお、屋外暴露試験の詳細は、下記の論文にまとめています。
参考文献：実環境下に約 5 年間暴露した各種シラン系表面含浸材の塩分浸透抵抗性評価、コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論文報告集、第 23 巻、1023、2023.10

Evaluation of Surface-impregnation
Materials by Long-term Outdoor Exposure Test
Surface-impregnation materials (Photograph 1),
applied to concrete surfaces to prevent the penetrationof substances that cause deterioration, have been
widely used in recent years. However, these materials
are relatively newer than concrete, and various
improvements such as the degree of impregnation
have been made owing to the increasing need for
repair techniques. Consequently, the period during
which the surface-impregnation materials remain
effective has not been clarified, and ongoingverification is being conducted.
As part of the Ministry of Land, Infrastructure,
Transport, and Tourism’s effort, an outdoor exposure
test targeting surface-impregnation materials toprevent corrosion in concrete owing to chloride ionshas been conducted since FY 2015. In this test,
various surface-impregnation materials were applied
to concrete specimens (Photograph 2).
Five years after outdoor exposure, the Public
Works Research Institute investigated the duration of
the effects of surface-impregnation materials for the
ingress of chloride ions . The investigation examined
the impregnation depths and chloride ions in thespecimens.
It was confirmed that a long-term effect cannot be
expected unless a certain degree of impregnation
depth is secured. We plan to continue the outdoor
exposure test to obtain comprehensive knowledge ofthe effects of surface-impregnation materials.

(Specimens)

Photograph 1: Execution of surfaceimpregnation materials

Photograph 2: Concrete specimens coated using surface-impregnation materials

2

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iMaRRC Newsletter Vol.27 December 2023

研究コラム コンクリート桁内部の含水率変化と表面保護材料の影響
コンクリート構造物の劣化損傷のほとんどは、水の影響を強く受ける反応機構によるものです。たとえば、塩害、凍害、ASR、

Changes in the moisture content of concrete girder
and the influence of surface protection materials

酸等による腐食は、水の存在なくしては劣化現象が進行しませMost deterioration damages in concrete structures
and their reaction mechanisms are strongly influenced
なりますが、中性化が進んだ状態で水が作用すると鋼材は容易に by water. For example, corrosion owing to salt
腐食します。力学的な疲労も、水浸状態では急速に進行すること damage, freeze damage, alkali-silica reaction, acid, etc.,が知られています。コンクリートの含水状態を把握し、劣化機構 cannot proceed without the presence of water. It isに応じてこれを制御することは、コンクリート構造物の保全にお known that the progress rate of carbonation andmechanical fatigue changes significantly depending on
いて非常に重要な課題です。
コンクリート構造物内の含水状態は、降雨や漏水、水蒸気放散 the water immersion condition. Understanding andcontrolling the moisture content of concrete according
等により刻々と変化しています。さらに、建設からの期間、季節、
to the deterioration mechanism is crucial for
部位等により異なります。iMaRRC では、コンクリート中に埋設
maintaining concrete structures.
した電極対による交流電気抵抗から、含水率を部位ごとに常時観The moisture content of concrete structures
測する方法を開発しました。これにより、短期的変化から長期的 fluctuates from moment to moment owing to factors
推移まで、水分状態を把握できるようになりました。コンクリー such as rainfall, water leakage, and water vapor
トは打設直後の含水率は高いものの、春夏に高値、冬季に低値を dissipation. Furthermore, it varies depending on the
とりつつ、4%以下まで徐々に低下してゆくこと、含水率短期変 period since construction, season, and location of astructure member. At iMaRRC, we developed a
動は，桁下面よりも張出部で大きいこと等がわかりました。
表面保護工法は、コンクリート表面に塗装や含浸等の保護材を method to continuously monitor the moisture content
of each location based on electrical impedance using
塗布することにより塩分等の劣化促進物質の侵入を抑制します
electrode pairs buried in concrete. Water content inが、液状水や水蒸気の透過性状にそれぞれ特徴があり、内部の含concrete may vary greatly depending on the application
水状態が大きく異なると想定されます。そこで、実大断面を有す
of surface protection materials. Therefore, various
るコンクリート桁(Photograph 3)に様々な表面保護材を施工して、 surface protection materials were applied to a concrete
その後の水分状態を観測しました。その結果(Figure 1)、有機系被 girder with a full-scale cross section (Photograph 3),
覆では冬季に高含水化することがあること、シラン系含浸や樹脂 and the moisture status was observed. As a result(Figure 1), we found that polymer surface coatings
モルタル被覆では内部の乾燥が進むことなどがわかりました。
これらの成果は、コンクリート構造物の補修対策施工マニュア cause high water content in winter, whereas silane
ル 2022 年版に反映し、有効な補修対策の普及をはかっています。 impregnation or polymer-cement mortar coatings canlead to internal concrete drying.
ん。中性化は、含水率が高いと炭酸ガスが浸透しにくく緩やかとコンクリート含水率（電気抵抗から換算） （wt%）

7%

6%

5%

4%

3%

2%

Photograph 3: Full-scale concrete girders withvarious surface protection materials

10/1

1/30
2019

6/1

10/1

1/31
2020

6/1

9/30

1/30
2021

6/1

10/1

1/31
2022

6/1

10/1

1/31
2023

（実大断面桁：ウェブ部鉄筋深さ位置）
Figure 1: Annual change in moisture content of concrete after surface protection

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iMaRRC Newsletter Vol.27 December 2023

報告 夏期インターンシップ（短期）土木研究所では、例年、学生を対象として、土木研究所の業務内容等を知って頂くため、夏期インターンシ

The summer internship program (short-term) was conductedat the Public Works Research Institute.

ップ（短期）を実施しています。今年は、8 月 25～27
日に実施されました。参加者には、土木研究所が設定した多様なコースの中から選択して参加して頂きました。iMaRRC における実施内容は、次のとおりです。
先端材料・高度化担当
先端材料・高度化担当では、「建設材料による SDGsへの挑戦」と題して、1 名の学生さんに体験頂きました。
本プログラムでは、コンクリートの簡易的なひび割れ補修工法としての粘着テープ工法の適用性検討のための物性試験を体験してもらいました。具体的には、複数の粘着テープを用いた供試体の準備からひび割れ
追従試験まで実施してもらいました(Photograph 4)。また、コンクリート補修に関連した民間の実験施設見学も行い、技術の実装についても学んでもらいました。
参加していただいた学生さんには、大学で学んだ内容が実際にどう使われているか、研究職とはどのようなものなのかを知ってもらう機会となり、また、先端材料・高度化担当で扱っている FRP やセンサー材料に

The Public Works Research Institute (PWRI) held a “Summer
Internship (Short-term)” from August 25 to 27, 2023, offering
students an opportunity to gain insights into the work of PWRI.
Participants could choose their preferred course from those
provided by the PWRI. The activities facilitated by iMaRRC are
outlined below:
Advanced Materials and Improvement
In the Advanced Materials and Sophistication Department, a
student paticioated in a program entitled “Challenging SDGs
through Construction Materials.”
During this program, the participant engaged in physical property
tests to examine the applicability of the adhesive tape method as asimple method for repairing concrete cracks. Specifically, heprepared a specimen using multiple adhesive tapes and performed
a crack followability test (Photograph 4). Additionally, he toured aprivate experimental facility related to concrete repair, gaining
insights into technology implementation. This experience allows
him to see the practical application of his college learning andprovided an understanding of the research role. The student also

も興味を持ってもらえました。

developed an interest in FRP and sensor materials.

資源循環担当Recycling

資源循環担当では、「下水道分野：下水道施設を用いたエネルギー回収に関する研究」と題して、2 名の学生さんに体験していただきました。
本プログラムでは、下水道施設からエネルギーを生み出すメタン発酵の実験を行い、分析の実施だけでなく、想定される結果の予想や結果の考察を行いました。
また、土研の研究成果がどのように社会実装されたか紹介するため、実際の下水処理場において施設見学も行いました(Photograph 5)。
（一部水質分野と共同実施）
参加していただいた学生さん達は、下水汚泥からのエネルギー回収をする技術に驚いたようでした。大学院で下水道について研究を行っている学生さんにとっても、インターンでの体験を通して、多く学んでもら
う機会となりました。

In the resource recycling department, two students were involvedin the program titled“Sewerage Field: Research on Energy

Recovery Using Sewerage Facilities.”
In this program, students conducted experiments on methane
fermentation to generate energy from sewerage facilities. They
conducted analyses, anticipated possible results, and discussed theirfindings. To show how the Soil Research Institute’s research results
have been implemented in society, the students toured an actual
sewage treatment plant (some parts of the tour were conductedjointly with the Water Quality Field).
Thise experience surprised them with the technology for energy
recovery from sewage sludge. It served as a valuable learning
opportunity for graduate students studying sewerage.

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汎用材料担当汎用材料担当では、「橋梁・コンクリート分野：道路橋
メンテナンスの技術開発に取り組む研究者のリアルを体験」と題して、3 名の学生さんに体験していただきました。
本プログラムでは、CAESAR と iMaRRC が取り組む道

iMaRRC Newsletter Vol.27 December 2023

Concrete and Metallic Materials
In the concrete and metallic material department, three students
participated in the program titled “Bridge/Concrete Field: Real
Experiencesof

Researchers

WorkingonTechnology

Development for Bridge Maintenance .”路橋メンテナンスの最新の技術開発や研究課題を紹介す

During this program, students were introduced to the latestて、土木研究所で働くことのリアルを体験していただき

visits and the exchange of opinions with experts in the field ofるとともに、研究に用いる実験施設の見学（Photograph 6） technological developments and research topics in the bridge
や橋梁・コンクリート分野の専門家との意見交換を通じ maintenance field by CAESAR and iMaRRC through laboratoryました。
参加していただいた学生さんには、材料分野について、どのような研究が進んでいるのかを肌で感じてもらい、
また、コンクリートに混和材を混ぜた時の変化など講義で学んだことを実際に体験することで理解を深めてもら

bridge and concrete.
Participants gained firsthand experience of ongoing research in
the field of materials and learned about practical aspects
previously understood only theoretically, such as the changes that
occur when admixtures are mixed in concrete.

いました。

Photograph 4:

Photograph 5:

Crack Followabillity test

Tour of a municipal wastewater treatment plant

Photograph 6:
Tour of experimental facilities

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iMaRRC Newsletter Vol.27 December 2023

報告 国立研究開発法人産業技術総合研究所と共同研究を始めました～AI 技術等を用いた連続繊維シート補修等の点検高度化に関する共同研究～

Joint Research on Inspection Enhancement ofContinuous Fiber Sheet Repair Using AI Technology

コンクリート構造物の補修・補強には、様々な材料・工法が存

iMaRRC launched a joint research project in

在しますが、早期に再劣化する事例もあり、損傷メカニズムに対collaboration with National Institute of Advanced

応した信頼性の高い補修技術による設計・施工が求められていま

Industrial Science and Technology (AIST) in November

す。施工例の多い連続繊維シートのはく離や浮きなどの再劣化に

2023. The theme of the research project is to develop AI

ついては、補修部が被覆されているため、目視による変状の発見

hammering sound inspection aimed to develop highlyが困難であるという問題があります。

reliable method that does not depend on the skill level of

本研究ではコンクリートを連続繊維シート等で被覆補修した箇所を点検する際の精度確保と省力化のため、AI 打音検査を共同開発し、点検者の熟練度に依存しない信頼性の高い点検の開発を目的として、令和 5 年 11 月に（国研）産業技術総合研究所と共同研究協定を締結しました。共同研究では、「連続繊維シート補修
箇所の浮きに対する AI 打音検査を用いた解析」「連続繊維シート
補修箇所に対する面的な浮き部検出方法の開発」「実構造物におthe inspector. The joint research will include “Analysis
using AI hammering sound inspection for exfoliation in
the repaired part of the subsequent fiber sheet”,“Development of a method for detecting invisible
exfoliation in the repaired points”, and “Development ofinspection technology for re-deterioration of continuous
fiber sheet repaired parts in actual structures”.

ける連続繊維シート補修箇所の再劣化に対する点検技術の開発」
を行っていくこととしています。

予告 第６回 iMaRRC セミナーの開催（1/11）について
iMaRRC では、第 6 回 iMaRRC セミナーを以下のとおり開催

Announcement of upcoming events

する予定です。今回は、より多くの方に参加いただけるよう対面と Web のハイブリッド形式とすることにいたしました。昨年度同様、多数の方にご参加いただけましたら幸いです。

The 6th iMaRRC Seminar (webinar) is scheduled forthe afternoon of January 11 of 2024. The theme of the
6th iMaRRC Seminar is “Contribution to a carbon-

第 6 回 iMaRRC セミナー
「地域バイオマスを活用してカーボンニュートラル社会に貢献

neutral society through local biomass : Cross-sectoral

する ～下水処理場を核とした分野横断的なバイオマスの利用

utilization of biomass in wastewater treatment plantsと課題～」

and its challenges.”
We look forward to the participation of many

日時：令和 6 年 1 月 11 日(木) 13:00～16:30

individuals in this seminar. Detailed information is

開催方法：会場（土木研究所内会議室）＆Web 併催※本セミナーの詳細については、下記の iMaRRC ホームペー
ジに掲載しています。
https://www.pwri.go.jp/jpn/about/pr/event/2024/0111/index.html

5posted on PWRI and the iMaRRC web pages.

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iMaRRC Newsletter Vol.27 December 2023

研究者紹介 iMaRRC Researchers
1. 髙橋 啓太

Mr. Keita Takahashi joined iMaRRC as a researcher
in April 2023. He has worked at PWRI for five years.

令和 5 年 4 月に iMaRRC 材料資源
研究グループに研究員として着任致し

Until the last fiscal year, he served in the planningました。2019 年 4 月に土木研究所へ入department, focusing on external affairs for two years.
After a two-year absence, he returned to iMaRRC.

所してから 5 年目になります。昨年度までは、企画部研究企画課の方で国交

Starting this fiscal year, he was assigned to a researchteam specializing in sewage resources and materials.

省や他機関との連携といった対外的な業務などに 2 年間従事し、iMaRRC へ
は 2 年ぶりに戻って来ました。現在携わっている主な研究は、下水資源を活用したエネルギー増産実装技術の開発や、下水処理場における草木系バイオマス有効利用実装技術の確立に関する研究に携わっています。昨年度までの業務で経験したこと（例えば、対外連携）を糧に、研究業務を通じて社会に貢献していけるよう、直向きに取り込んでいきたいと思っています。
また、土木研究所に入所した時から研究所の和太鼓チームに所属しており、こちらも 5 年目になりました。地域のイベントなどで演奏させていただく機会も増え、さらに和太鼓のHe is actively developing technologies to increaseenergy production from sewage resources andestablishing effective technologies for grass and woody
biomass in sewage treatment plants. His goal is tocontribute to society through research, drawing on his
previous work experiences.
He has been a member of the Japanese drum team at
PWRI for five years. He has gained more opportunities toperform at local events, and aspires to enhance his
Japanese drumming skills further.

腕も磨いていけるよう頑張っていきたいです。

2．島多 昭典
北海道札幌市にある寒地土木研究所の耐寒材料チームに勤務しており、
平成 27 年のiMaRRC設立と同時に併任となりました。その後、国土交通省北海道開発局に異動
し、戻ってきて通算 5 年目になります。コロナ禍で出張の機会は減りましたが、リモートでの打合せが普及し、今年度からチームの併任者も増えました。
分担研究や施設の相互利用等による連携・交流を通じて効率的に研究が進められています。
コロナ禍で趣味の旅行がしづらくなってから、市民農園を借りて週末に野菜作りを始めました。失敗を重ねながらも収穫の喜びを感じています。でも虫が苦手な家族には不評です。

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Mr. Shimata works in the materials team of the Civil
Engineering Research Institute for Cold Region in
Sapporo City, Hokkaido. He joined iMaRRC concurrently
in 2015, the year of its establishment. After a stint at the
Hokkaido Development Bureau, Ministry of Land,
Infrastructure, Transport, and Tourism, and coming back,he returned to iMaRRC, marking his fifth year in total.
Despite the challenges posed by the COVID-19
pandemic, remote meetings have facilitated collaborationand exchange, resulting in an increased number ofconcurrent post members within teams. Research efforts
are streamlined through joint research initiatives and themutual use of facilities.
Owing to the limitations of travel as a hobby, Mr.
Shimata took up weekend vegetable farming by renting a
citizen’s farm. Despite occasional setbacks, he finds joy inthe harvest, although it is not as popular among family
members who dislike insects.

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iMaRRC Newsletter Vol.27 December 2023

3. 内藤 勲Dr. Isao Naito joined the Civil Engineering

1990 年に開発土木研究所材料

Research Institute in 1990, working for 5years

研究室に新卒採用で 5 年間勤務

before spending 13 years in road management

後、北海道開発局の現場に 13 年間

administration. He returned to the Civil

従事し、2008 年に寒地土木研究所

Engineering Research Institute for Cold Region

耐寒材料チームに出戻り、気が付(CERI) in 2008 and will joined iMaRRC in

けば延べ 20 年のコンクリート研

2023.

究生活を送っています。2016 年発

Dr. Naito’s research focuses on frost damage

刊の「コンクリート構造物の補修対策施工マニュアル（案）」を 2012 年

to concrete and the sustainability of repairの当初からつくばと研究連携して共同執筆しました。それ以来、effects, with 20 years of experience in concrete

iMaRRC とは 10 年来の関わりで、寒地土研で iMaRRC に一番出入りした者と思いますが、今年の 2023 年からめでたく併任となり漸く
iMaRRC の一員となりました。

research.
Among his recent accomplishments is coauthoring “Manual for the Design and研究テーマはコンクリートの凍害と補修に関する研究です。10 年程Execution of the Repair of Concrete Structures”.

の補修の研究で、化学屋ではないのですが補修材や補修用樹脂等の性質

In his personal life, Dr. Naito enjoys playing

や取扱について結構詳しくなりました。今後もコンクリート構造物の耐baseball in the summer and skiing in the winter

久性向上や補修箇所の効果持続性の更なる向上を目指して研究を進めwith his children.

ていきたいと思っています。
仕事以外では、コロナ禍の影響で電子書籍の読書やネット映画鑑賞等のインドアも増えましたが、昔からスキー、草野球、車いじり等が好きなアウトドア派なので、休日は外でストレス解消しています。

受賞報告 Research Awards
賞
Award

受賞者
Recipient Name

論文名
Title

土木学会舗装工学論文賞(Paper Award of Journal of
JSCE,
Pavement
Engineering, Vol.27)

福山 菜美、佐々木 厳、新田弘之
(FUKUYAMA Nami,
SASAKI Iwao, NITTA Hiroyuki)

土木学会年次学術講演会
優 秀 講 演 者 表 彰 (JSCE
Annual Meeting Excellent
Presentation Award)

川島 陽子、佐々木 厳、百武壮、冨山 禎仁(KAWASHIMA Yoko, SASAKI
Iwao, HYAKUTAKE Tsuyoshi,
TOMIYAMA Tomonori)

アスファルト試料の赤外分光分析を阻害する混在
物質の影響と除去方法(Influence of inhibitors on
infrared
spectroscopic
analysisofasphalt
samples and a method fortheir removal)
連続繊維シートの付着性に対する施行環境の影響(Effect of the construction
condition on the adhesive
behavior of FRP sheets)

表彰団体
Awarding
organization

受賞日
Date

土木学会舗装工学委員会(Pavement Engineering
Committee of JSCE)

Sep. 1st,2023

公益社団法人土木学会(Japan Society of Civil
Engineers)

Oct. 20th,
2023

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7