洗い出し仕上げしたコンクリートの塩化物イオン浸透抵抗性
1090446坂田充義

高知工科大学工学部社会システム工学科
要旨：コンクリート構造物の景観を良くするための方策のひとつとして表面の洗い出し仕上げがある。一方，構造物の耐久性も重要な要求性能である。したがって，洗い出しと耐久性との関係を調査する必要がある。しかし，洗い出しが耐久性に及ぼす影響は明らかにされていない。そこで本研究では，洗い出しが塩化物イオンの浸透深さに及ぼす影響を実験的に検討した。実験結果から，洗い出しによって表面近傍のモルタル量を小さくした試験体では塩化物イオンの内部への浸透は小さくなるが，表面にモルタル層を設けた場合は逆に浸透が大きくなることが分かった。
Key Words :洗い出し仕上げ，耐久性，塩害，塩化物イオン，塩分浸透，かぶり

1. はじめに透試験を行い，はつり仕上げが塩化物イオン浸透抵抗性

鉄筋コンクリート構造物の特徴として，任意の形状がを低下させることはないことを報告し，コンクリート表容易にできることに加えて，その表面を型枠を工夫する

面近傍のセメントペースト量が塩化物イオンの浸透度ことによって自由にできることがある。さらには，型枠に影響することを示唆している。しかし，洗い出し仕上を外した後に，コンクリート表面を加工することもできげの程度と塩化物イオンの浸透性との関係についてはる。

何の研究もないのが現状であり，また，表面のペーストコンクリートの景観の観点からは，コンクリート表面量の影響も未解明である。の加工は歓迎すべきであるが，その表面加工がコンクリートの対する要求性能のひとつである耐久性に悪影響

3. 実験を与えるようでは困る。

3.1 実験条件

そこで，本研究は，型枠の取り外し後に，コンクリー

洗い出しの程度が塩化物イオンの浸透性に及ぼす影響をト表面のモルタル分を洗い流して粗骨材を露出させる検討するものをシリーズ１とした。また，洗い出し仕上げと「洗い出し仕上げ」が，土木構造物の劣化の代表である

は逆の効果として，コンクリート表面におけるモルタル分の塩害に及ぼす影響を実験的に検討するものである。塩害割合の多さが塩化物イオンの浸透性に及ぼす影響を検討す

は，鉄筋表面における塩化物イオンによって，鉄筋の腐るためのものをシリーズ２とした。

食が生じるものであり，コンクリート表面からの塩化物塩化物イオンの浸透は，塩水への浸漬および乾燥を繰り返イオンの侵入の容易・難易さの把握が重要となる。したす方法によるものとし，試験体中の塩化物イオン濃度の測定がって，本研究では，洗い出し仕上げの程度を変えた試は，両シリーズともに浸透試験開始から２ヶ月後に行った。

験体に対して，塩化物イオン浸透試験を行った。また，洗い出しと逆の効果を見るために，コンクリート表面にモルタル層を設けたコンクリートの試験も行った。

(1) シリーズ１
試験体の条件を表－１に示す。実験の要因は，洗い出しの程度とコンクリートの水セメント比である。洗い出しの程度としては，洗い出しをしないものおよび洗い出

2. 現状と問題点しの程度を洗い出しによって粗骨材が露出する面積のコンクリートの塩化物イオン浸透に関する研究は数割合を指標αとして 20％，30％，50％，80％を目標とし多く行われており，コンクリート表面の状態の影響につた四種類に変えるものとした。水セメント比は 60％といては，コンクリート表面の被覆や改質に関するものは40％とした。

1)

いくつかある 。また，ブリージングの影響については，塩化物イオン浸透試験を開始する材齢は 29 日である。

たとえば，構造物中の上面の部位では拡散係数を大きく(2) シリーズ２するのがよいことが土木学会コンクリート標準示方書に記されている 2)。

試験体の条件を表－２に示す。実験の要因は，試験体表面におけるモルタル層の厚さとコンクリートの水セメント比

コンクリートの表面加工の影響に関しては，山本ら 3)である。モルタル層の厚さとしては，0mm，5mm，10mm を目標がはつり仕上げをしたコンクリートの塩化物イオン浸とする三種類とした。水セメント比は 60％と 40％とした。

塩化物イオン浸透試験を開始する材齢は 39 日である。

表－３

シリーズ３の実験条件(3) シリーズ３
試験体

試験体の条件を表－に３に示す。実験の要因は，試験体表面W/C

番号のセメントペースト量が塩化物イオンの浸透性に及ぼす影響を検討するためのものである。試験体表面のセメントペースト分を変化させるために，コンクリート表面を切削し，試験体表面の粗骨材面積割合を変えた。粗骨材面積割合の程度としては，切削しないものおよび程度粗骨材面積割合の指標をβとして 15％，30％，50％を目標とした四種類とした。水セメント比は 60％と 40％とした。

水セメント比(%)

粗骨材面積割合β(%)

10234567153050015306040850

塩化物イオン浸透試験を開始する材齢は 29 日である。
トのスランプ値，空気量，28 日圧縮強度を表－５に示す。
表－１
試験体

シリーズ１の実験条件
粗骨材露出面

W/C積割合 α(%)

(%)

番号
1

ンクリート表面洗い出し仕上げ用の厚さ約 0.5mm の遅延剤含浸シートを用いた。

02

表－５20450580

60720408501080

試験体

シリーズ
1309表－２

水セメント比33(%)
4.7407.43.646.76012.56.535.3407.55.048.8

60

4.03.735.0

403.5

2.946.9

円柱供試体とした。コンクリートの打ち込みは，鋼製円柱型

560(cm)6.628 日圧
縮強度(MPa)
31.3

洗い出し仕上げをするための試験体は，φ100×H200mm の02

空気量a) シリーズ１

tm (mm)1スランプ(2) 形状・寸法および加工

モルタル厚さ

(%)

水セメント
比(%)
60

2

シリーズ２の実験条件
W/C

スランプ，空気量および圧縮強度の試験結果

3060

3

番号

シリーズ１の洗い出し仕上げには，市販されているコ

水セメント比枠の底に遅延剤含浸シートを敷き，その上にコンクリートを10JIS A 1132 に従って打設した。

42050

目標とした洗い出しの程度を得るために，打設から洗い出5し作業までの時間を変化させた。打設から洗い出し作業まで10の時間は，５時間半から 28 時間までである。遅延剤含浸シ

6407820ートと接していた円柱供試体の底面のモルタル分を高圧水で洗い出した。
洗い出しの道具としては，ホース内径が 15mm,3.2 試験体

吐き出し水量が６ℓ/分の高圧洗浄機を用いた。ホース先から(1) 材料

試験体までの距離は 100cm とした。洗い出しの時間は，目標コンクリートの示方配合を表－４に示す。コンクリー

表－４の洗い出しの程度に近くなるように，１分あるいは２分としコンクリートの配合
単位量 (kg/m3)

水セメン
ト比(%)

粗骨材の最大寸法(mm)

細骨材率(%)

水W

セメント
C

細骨材
S

粗骨材
G

60

2043.2155258829

1092

2.58

402039.2

155388710

1100

3.88

減水剤
Aた。なお，若材齢での洗い出しにおいては，洗い出しによって試験体の角の粗骨材が飛ぶのを防ぐために，型枠の底板の3.4 塩化物イオン濃度の測定(1) サンプリング

みを外し，外周側の型枠を残したままで洗い出しを行った。

サンプリングには，乾式のコンクリートカッターを使洗い出しの後の養生は，塩化物イオン浸透試験の開始まで用し，回転刃で削り取られた粉を試料に用いた。サンプ

20℃の水中養生とした。

リングの位置を図－２に示す。サンプリング位置は，表b) シリーズ２

面仕上げ前のコンクリート表面を基準として，深さ方向

シリーズ２の試験体は，図－１に示すように，W100×H100に 2.5，5，10，15，20，30，40，50 ㎜の所とした。使

×L200mm の直方体とした。直方体端部におけるモルタル層用したコンクリートカッターの刃幅は４㎜であり，採取の厚さを変化させるために，型枠内にコンクリートとモルタする深さの中心線にカッターの刃の中心が来るようにルを分ける厚さ１mm のプラスチック製の仕切りを作り，仕切した。

りの位置を所定のモルタル厚さとなるように変えた。モルタ
ルを流し込んだ後，コンクリートを打設し，仕切りを抜いた。
モルタルの配合は，コンクリートの配合から粗骨材を除いたものとした。
養生は，塩化物イオン浸透試験の開始まで 20℃の水中養生とした。
基準面

200x100

モルタル

塩分浸透コンクリート図－２tm

図－１

サンプリングの位置(mm)

シリーズ２の試験体

サンプリングにおいて，粗骨材の有無の影響を減すために，切り込む深さを大きくした。具体的には，切り込む深さを 15mm 程度とすると，切削断面積は 500mm2 以上c) シリーズ３となって粗骨材１個の最大断面積の倍近くになるためシリーズ３の試験体は，φ100×H200mm の円柱供試体をに，この深さで平均的な試料が得られると判断した。こJIS A 1132 にしたがって作製した。切削は，コンクリート強のとき，得られる試料の量は必要量の５倍程度となる。

度試験用供試体端面仕上げ機を使用し，円柱供試体の端面をさらに，１つの深さについて試験体を回転させて３カ所それぞれの目標とする程度になるまで切削した。

から試料を採取し，それらの３カ所の試料を別々に滴定

養生は，塩化物イオン浸透試験開始まで 20℃の水中養生とした。
3.3 塩化物イオン浸透試験(1) シーリング

し，３つのデータを平均して，その深さの塩化物イオン濃度とした。
(2) 濃度測定
JIS A 1154 に準拠し，装置としては自動滴定装置を使シリーズ１およびシリーズ２ともに，仕上げ面あるい用した。採取した試料から 1.0g を量り取り，硝酸と過は加工面のみからの塩化物イオンの浸透とするために，酸化水素水を加えた試料を水溶液にし，加熱した後，装試験体の仕上げ面あるいは加工面以外を防水用のブチ置にセットし，塩分濃度を測定した。

ルゴム系アルミテープを用いて，隙間ができないようにテープを重ねながらシーリングした。
(2) 浸漬・乾燥
塩分浸透を促進するために，塩水に１日間浸漬し，６

4. 実験結果および考察
4.1 シリーズ１(1) 洗い出し仕上げの程度日間乾燥させるという工程を繰り返した。本実験では室それぞれの試験体の洗い出し仕上げの程度を表－６に示内の水槽に塩水を溜めて行ったので，浸漬時の温度は約す。粗骨材露出面積割合，洗い出し平均深さおよび洗い出し15℃であり，乾燥時の温度は 60℃である。試験水の塩分深さの定義は以下に示すものである。

濃度は，浸透を促進するために NaCl５％濃度とした。

粗骨材露出面積割合：洗い出しした表面を垂直方向からデジタルカメラで撮影し，仕上げ面表面積に対する粗骨材の露出面積割合を画像解析ソフトを用いて算出した。その際，直のよりも小さくなっている。
水セメント比が 40％では骨材露径とみなされる長さが５mm 以下のものは露出面積には加え出面積割合が 59％以下のもの洗い出しのないものよりも浸ていない。

透が深くはならない結果となっている。

洗い出し平均深さ：試験体の洗い出し前後の質量の差を粗18洗い出された容積を，仕上げを行った表面積で除して平均的16な深さを求めた。単位体積重量から粗骨材を抜いた理由としては，洗い出しを行った際に粗骨材が洗い流されていないことを目視により確認したためである。
洗い出し深さ：図－３に示すように，元の表面から洗い出し後のモルタルの表面までの深さである。目視によって深いと思われる箇所を数カ所測定し，その平均値を洗い出し深さ

塩化物イオン濃度(kg/m3)

骨材を抜いたコンクリートの単位体積質量で除して求めたとした。

W/C=60%14

洗い出しなし1232% (1.7mm )1054% (2.8mm )872% (4.2mm )679% (6.5mm )420

洗い出し後の表面

0

元の表面平均深さ

基準面203040試料採取深さ(mm)5060

図－４ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)18x

図－３ 洗い出し深さの定義(2) 塩化物イオン濃度の分布
それぞれの表面仕上げの程度において，２ヶ月間の浸漬・乾燥の繰返しを行った試験体におけるコンクリート中の塩化物イオン濃度分布の W/C=60％のものを図－４に，W/C=40％のものを図－５に示す。横軸は，図－２に示すような表面仕上げ前のコンクリート表面を基準とした試料採取深さとしている。１日間浸漬と６日間乾燥の繰返しによって，２ヶ月後において塩化物イオンがコンクリート内部に大きく浸透

塩化物イオン濃度(kg/m3)

粗骨材

モルタル

10W/C=40%

1614

洗い出しなし1222% (2.0mm )1051% (2.9mm )859% (4.1mm )678% (6.6mm )420010203040
試料採取深さ(mm)5060

図－５ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)

している。
図－４および図－５は洗い出し前の表面を基準とした試

表－６ 仕上げの程度
水セメ

粗骨材露出

洗い出し

洗い出し

料採取位置における塩化物イオンの濃度分布を示している

ント比

免責割合α平均深さ

深さ

ので，洗い出しによってコンクリート表面近傍にいてモルタ(%)(%)

ta (mm)(mm)

ル分が少なくなるために，表面近傍におけるコンクリート単1000位質量あたりの塩化物イオン濃度は見かけ上小さくなって

2321.72.1542.83.24724.25.55796.510.0ある。そこで，横軸を図－３に示すように，洗い出し後に残試験体
番号360いる。したがって，洗い出しによる影響を評価するためには，浸漬時に塩水と接する最も深い面を基準とするのが妥当で

6000ったモルタルの表面である洗い出し深さを原点としたもの

7222.01.9を図－６および図－７に示す。

512.93.1959

4.1

4.01078

6.6

10.5840

図－６および図－７から，洗い出しをした試験体の塩化物イオンのコンクリート内部への浸透は，洗い出しをしない試験体の浸透よりも小さくなっていることが分かる。水セメン

塩化物イオンの浸透深さは，それぞれの水セメント比におト比が 60％のものでは，洗い出しをした試験体の塩化物イオいて洗い出しの程度が最も大きい試験体では洗い出しのなン浸透深さは，洗い出し仕上げをしない試験体のものよりもい試験体のものよりも大きくなっているが，水セメント比が10mm 程度小さくなっているが，洗い出しの程度による差はあ60％では骨材露出面積割合が 72％以下のものは洗い出しのまり見られない結果となった。
水セメント比が 40％のものに前の表面を基準に取った場合においても洗い出しのないもおいても，洗い出しをした試験体の塩化物イオン浸透深さは，洗い出し仕上げをしない試験体のものより小さくなっておモルタル層は所定の厚さであることを確認した。

り，洗い出しの程度が最も小さい洗い出し平均深さが 2.0mm

コンクリート表面のモルタル深さを変えた試験体におけのものは，浸透深さが他の洗い出しの程度が大きいものよりる塩化物イオン濃度の分布について，水セメント比が 60％のもやや深くなっている。

ものを図－８に，水セメント比が 40％のものを図－９に示す。

すなわち，モルタルの洗い出しによってコンクリート表面コンクリート表面にモルタルの層を作ったシリーズ２は，洗近傍のモルタル量を少なくした場合には，塩化物イオンのコい出し試験体のシリーズ１とは逆に，コンクリート表面近傍ンクリート内部への浸透が小さくなると言える。これは，山の粗骨材がない部分では単位質量あたりでの塩化物イオン

コンクリートの表面近くにおい本ら 3) の考察にあるように，濃度は高くなる。したがって，モルタル層厚が 5mm のものでて浸透する塩化物イオンの媒体となるセメントペーストのは深さ 10mm 以降で，モルタル層厚が 10mm のものでは深さ絶対量が少なくなったためと思われる。

15mm 以降で，20mm のものは 25mm 以降で他と比較しなければまた，洗い出し仕上げの塩分浸透に対する影響としては，ならない。

洗い出し後のモルタル表面を設計における表面とした場合
40に対して安全側となる。

35

塩化物イオン濃度(kg/m3 )には，洗い出しの程度が大きいものに対しても塩分浸透深さ

塩化物イオン濃度(kg/m3 )20
W/C=60%15

洗い出しなしα=32% (ta=1.7mm )α=54% (ta=2.8mm )α=72% (ta=4.2mm )α=79% (ta=6.5mm )

1030
tm=0㎜
tm=5㎜
tm=10㎜
tm=20㎜25201510500510203040
試料採取深さ(mm)5060

図－８ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)01020304050
表面からの深さ (mm)60

図－６ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)
20
W/C=40%15

洗い出しなしα=22% (ta=2.0mm )α=51% (ta=2.9mm )α=59% (ta=4.1mm )α=78% (ta=6.6mm )10540
塩化物イオン濃度(kg/m3)

0塩化物イオン濃度(kg/m3 )W/C=60%

W/C=40%3530tm=0㎜
tm=5㎜
tm=10㎜
tm=20㎜2520151050010203040
試料採取深さ(mm)5060

図－９ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)001020304050
表面からの深さ (mm)60

図－７ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)

図－８に示す水セメント比が 60％のものでは，15mm 以上の深さにおいて，モルタル層厚が大きいものほど塩分の浸透深さが大きくなっている。また，水セメント比が 40％の図－

水セメント比の違いによる影響について，図－６と図－７９においては，深さ 15mm 以上において，モルタル層のないを比較すると，洗い出しによる効果は水セメント比が小さい

ものと 5mm のものには差はないが，モルタル層厚が 10mm と3)方が小さくなっている。これは，山本ら のはつり仕上げの20mm のものの塩分浸透深さが他のものよりも大きくなって効果と同様であって興味深いが，理由についてはさらなる検いる。これらの結果から，表面近傍にモルタル分が多いコン討が必要であると思われる。

クリートは塩分の浸透が大きいと言え，シリーズ１の洗い出4.2 シリーズ２

し試験体の結果を裏付けている。

塩化物イオンの濃度分布の測定作業の後，試験体を切断し，水セメント比の違いの影響に関しては，図－８と図－９との比較から，当然のことながら水セメント比が小さい方が塩4.3 シリーズ３(1)切削の程度
それぞれの試験体の仕上げの程度を表－７に示す。粗骨材
面積割合，切削深さの定義は以下に示すものである。
粗骨材面積割合：切削した表面を垂直方向からデジタルカメラで撮影し，仕上げ面表面積に対する粗骨材の面積割合を20
塩化物イオン濃度(kg/m3)

分浸透の深さは小さくなっている。

画像解析ソフトを用いて算出した。その際，直径とみなされ

W/C=60%
15

β=0%
β=18%
β=30%

10

β=50%

500

る長さが５mm 以下のものは露出面積には加えていない。

10切削深さ：切削前の状態から目標とする程度の粗骨材面積203040試料採取深さ(mm)5060

図－１０ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=60%)

割合を得られた状態までの切削深さ。

試験体番号12345678

水セメント比
W/C

粗骨材面積

切削深さ

割合 β(mm)

(%)

(%)

60

01830
50

00.7
1.6
4.1

400153150

01.2
1.6
3.9

塩化物イオン濃度(kg/m3 )20

表－７ 仕上げの程度

W/C=40%
15

β=0%
β=15%
β=31%
β=50%

10
50010

203040試料採取深さ(mm)5060

図－１１ 塩化物イオン濃度の分布 (W/C=40%)(2) 塩化物イオン濃度の分布
コンクリート表面のセメントペースト量を変えた試験体における塩化物イオン濃度の分布について，水セメント比が60％のものを図－１０に，
水セメント比が 40％のものを図－１１に示す。
図－１０に示す水セメント比が 60％のものでは，切削をしていないものが切削をしたものと比べると 40mm 付近まで塩分の浸透深さが大きくなっている。切削をした残りの 3 本の試験体は塩分の浸透深さに差はない。また，水セメント比が40％の図－１１においては，切削をしていないものと粗骨材面積割合 18％のものが 25mm 付近までの塩分浸透深さが大きくなっている。残りの 2 つの試験体には塩分浸透深さに差はない。これらの結果から表面のセメントペースト量が多いコンクリートは塩分の浸透が大きいといえ，シリーズ１とシリーズ２の結果を裏付けている。
水セメント比の違いの影響に関しては，図－１０と図－１

5. 結論
洗い出し仕上げをしたコンクリートの塩分浸透試験の結果から，以下の結論を得た。
(1) 塩化物イオンの浸透深さは，水セメント比が 60％では，骨材露出面積割合が 72％以下のものは洗い出しの前の表面を基準に取った場合においても洗い出しのないものよりも小さくなった。
(2) 塩化物イオンの浸透深さは，水セメント比が 40％では，骨材露出面積割合が 59％以下のものは洗い出しのないものよりも大きくならない結果となった。
(3) 洗い出し後に残ったモルタルの表面を基準とした場合，洗い出しをした試験体の塩化物イオン浸透深さは，洗い出し程度の大小にかかわらず，洗い出しのない試験体よりも小さくなった。
参考文献
1)

員会報告，コンクリート技術シリーズ，No.68，土木学

１との比較から，当然のことながら水セメント比が小さい方

会，2006.4

が塩分浸透の深さは小さくなっている。
３つシリーズの結果から，コンクリート表面近傍のモルタ

2)2002 年制定コンクリート標準示方書【施工編】，土木学会，2002.3

ルの絶対量が塩化物イオンのコンクリート内部への浸透に影響を及ぼすことが考えられる。

コンクリートの表面被覆および表面改質技術研究小委

3)

山本達哉，島弘：はつり仕上げしたコンクリートの塩化物イオン浸透抵抗性，コンクリート工学年次論文集，
Vol.30, No.1, pp.753-758, 2008