コンクリート表面保護工の鉄筋腐食抑制効果に関する実験的検討
長岡技術科学大学 修士 2 年 森山 大督
1． はじめにコンクリート構造物に塩化物イオン，水分，酸素などが浸入し，塩害や中性化などの劣化現象が数多く報告されている。その対策として表面保護工は新設,既設を問わず重要なものとなっている。これらの表面保護工は既に実構造物に採用されてきており,性能の検討も進んでいる。しかし,表面浸透系のものに関しては施工実績が少なくデータの蓄積が少ない状態にある。また,コンクリートの歴史の中でも比較的新しい技術であるため,材料の発展も早く各材料のメカニズムや耐久性向上効果などがはっきりしないというのが現状である。
そこで本研究では比較的新しい材料であるシラン系の鉄筋腐食抑制材, 浸透性吸水防止材,被覆系エポキシ樹脂の３種類の表面保護材をそれぞれ塗布したコンクリート供試体と，無塗布の供試体の計４種類において，暴露試験，塩水噴霧試験を行い,その性能の実験的検討,比較を行い，コンクリート構造物の新設時，改修時での適用について検討を行った。
2． 実験概要（６）塩分濃度分布測定（１）使用材料および表面保護材

試験ケース No.1～14 において「JIS-A1154 硬表－1 に本研究で使用した材料を，表－2 に使化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方用表面保護材を示す。

法」に準拠し塩分濃度分布を測定した。

（２）コンクリート配合（７）自然電位及び腐食速度測定

表－3 にコンクリート配合を示す。No.Ⅰは標準的鉄筋が腐食することにより変化する鉄筋表面の自な W/C55％の配合。No.Ⅱは No．Ⅰに対し食塩を然電位を測定することで、鋼材腐食の有無を調べ混入（内在塩分）させたものである。No.Ⅲは設計強た。また、分極抵抗により鉄筋内部の腐食速度を測2度 80N/mm の高強度コンクリートである。

定した。

（３）供試体寸法および塗布面（８）吸水試験及び透湿試験

図－1 に供試体形状及び寸法を示す。図－1 に表－2 の各表面保護材を塗布した供試体および示すように 10×10×40cm の角柱供試体を用いた。

高強度コンクリート供試体について吸水試験および（４）試験ケース透湿試験を行った。吸水試験は「JSCE－K571－

表－4 に試験ケースを示す。試験方法は塩水噴2005 表面含浸材の試験方法（案）」、透湿試験は熊霧試験、曝露試験、曝露試験（凍害）の 3 種類。1

谷組提案の高精度水分透過試験法を参考に行っ

面のみ塗布のものはコンクリート構造物の設地面をた。

考慮したものである。内在塩分は有りのものは構造物の改修時を想定、無しのものは新設時を想定したものである。
（５）鉄筋腐食量測定
1 年経過後の鉄筋腐食量を実際に計測した。
表－3 コンクリート配合

図－1 供試体形状及び寸法

No.

Gmax（mm）

空気量（％）

W/C（％）

s/a（％）W

C

単位量（kg/m3）
SGⅠ

25

4.5±1.555451602918351063

Ⅱ

254.5±1.555451602918351063

食塩Wd0C×1.0％

16.5

C×1.0％

3No.

Gmax（mm）

空気量（％）

W/B（％）

s/a（％）

WC

S2Ⅲ

20

4.5±1.5

2545166398631

単位量（kg/m ）G2BB833266

SFSP8HU33

粉体×0.8％

3． 実験結果及び考察

表－1 使用材料（１）鉄筋損失率測定結果

記号材料C
普通ポルトランドセメント
SF
シリカフュームBB
高炉スラグ微粉末
S砂
S2
陸砂
G
砂利
G2
砕石（砕石2005）
Wd AE減水剤 （ポゾリスNo.70）
食塩
塩化ナトリウム

図－2 に 1 年経過時点での各供試体鉄筋損失率を示す。塩水噴霧試験を行ったものはいずれの供試体もほぼ腐食が発生しておらず、この試験結果から判断できることはなかった。曝露試験を行ったものはいずれの供試体も腐食が発生し、表面保護材を施工した供試体のほうがより腐食が進んだという結果になった。
（２）自然電位および腐食速度

密度3.152.702.882.652.582.702.661.02.16

表－2 使用表面保護材

図－3 に曝露試験における自然電位及び腐食速No.

度の測定結果を示す。図－４に曝露試験（凍害）にAおける自然電位及び腐食速度を示す。両試験とも

Bに鉄筋腐食抑制材および浸透性吸水防止材を塗C布した場合に腐食速度の低減傾向が見られた。こ

名称

説明
鉄筋腐食抑制機能を有鉄筋腐食抑制材
する含浸系表面保護材
水性シラン系浸透性吸水
浸透性吸水防止材
防止剤
柔軟系エポキシ樹脂 （6被覆系表面保護材層塗り）の結果より、長期的な観点で見れば鉄筋腐食抑制材および浸透性吸水防止材については鉄筋の腐

表－4 実験ケース
供試体
試験方法
No.
123塩水噴霧試験
45678910
曝露1112131415161718曝露（凍害）19202122

食抑制効果があると考えられるが、今回の試験では明らかにできなかった。
（３）塩分濃度分布測定結果
図－5 に塩分濃度測定曝露試験全面の結果を示す。図－6 に塩分濃度測定塩水噴霧試験全面の結果を示す。曝露試験に関しては無塗布のものが最も塩分濃度が少ない傾向にあるが差は小さく、塩分の出入りはなかったと言える。塩水噴霧試験は塩分が鉄筋付近まで届いていないという結果となり、このことより今回実験に用いた表面保護材に関しては

0.6-5000.5-4000.4-3000.3-2000.2-1000.1

0

塗布面
保護材

1
全腐食抑制

1
全
1無塗布
吸水防止 被覆系

0（曝露試験・1 年）

無塗布
１面
全面
１面
全面
１面
全面
無塗布
１面
全面
１面
全面
１面
全面

A
B
C
無塗布
ABC

内在塩分×

○

○×
○×
○×○×無塗布
A
全面
BC

屋外暴露

0.90.8

塩水噴霧0.70.60.50.40.30.20.10.0

図－3 自然電位及び腐食速度測定結果

塗布面

無塗布

1.0

鉄筋損失率（％）-600

腐食速度（μA/cm3）

自然電位（mV）

一様に高い遮塩性があることが確認できた。

表面保護材

1全1全1全123456
鉄筋腐食抑制材
浸透性吸水防止
被覆系表面保護図－2 鉄筋損失率（1 年）

無塗7布0.6-5000.5-4000.4-3000.3-2000.2

気体の拡散透過に対する抵抗性を発揮しており、-1000.1

物質の遮蔽効果に関しては高い効果を期待できる0試験の結果は吸水抑制効果（％）、透湿試験結果は透湿比（％）として示した。また、比較用として高強度コンクリートも用いた。吸水抑制効果は今回使用した表面保護材ではすべてにおいてとても高いことが確認できた。また、透湿比についても一定の自然電位（mV）-600

表－5 に吸水試験・透湿試験結果を示す。吸水ことがわかった。

腐食
CIT 吸水エン 無塗布 腐食
CIT 吸水エン 無塗布無有
内在塩分無内在塩分有

0

図－4 自然電位及び腐食速度測定結果
4．結論（曝露試験（凍害）・1 年）

鉄筋腐食抑制材、浸透性吸水防止材、被覆系表面保護剤のコンクリート表面保護材に関して、鉄筋腐食抑制効果について実験的に検討を行った。

表－5 吸水試験・透湿試験結果

その結果、以下の知見を得た。

実験ケース

透湿比(%)

無塗布
鉄筋腐食抑制剤
浸透性吸水防止剤
被覆系表面保護材
高強度コンクリート基準
47442520（１） 表面保護材塗布前にコンクリート中に塩分が侵入している場合、表面保護材を塗布した後にも鉄筋が腐食することがある。
（２） 今回試験に使用したいずれの表面保護材もコ14

水分の浸入に対する抑制効果があることが確

12（３） （１）（２）より、表面保護材は新設構造物および塩分除去を行った既設構造物に対しては鉄筋の腐食抑制効果が期待できる。

1086
無塗布
CIT全
エンバイロ全エポキシ全42012
表面からの深さ （cm）

3

図－5 塩分濃度分布（曝露・全面）

14
塩分濃度 （kg/m3）

認された。

塩分濃度 （kg/m3）

ンクリート中への塩分の侵入気体の拡散透過、吸水抑制効果(%)
基準
92899384

無塗布
鉄筋腐食抑制材
浸透性吸水防止材
被覆系表面保護材

121086420123

表面からの深さ （cm）
図－6 塩分濃度分布（塩水噴霧・全面）

腐食速度（μA/cm2）（４）吸水試験及び吸湿試験結果

【参考文献】（1）三橋剛ら：シラン系表面保護材「プロテクトシルシリーズ」について，BASF ポゾリス開発センターレ
ポート No.16，2007