ＢＲＩ－Ｒ０４講演会テキスト

建築研究所・材料分野における長期ばくろ試験による建築材料・部材の耐久性評価と成果の活用
材料研究グループ 主任研究員

松沢 晃一
単位 ： mm(Y)

はじめに(Y)(Y)(X)

令和 2 年 10 月 26 日にグリーン社会の実現のために、2050

800

Ⅰ(Y)
2000
平面

460

年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする「2050 年カーボンニュートラル」が宣言された。コンクリートに使用さ1400れるセメントは、その製造過程で地球温暖化の主要因である二酸化炭素（CO2）を多く排出するため、コンクリート分野における CO2削減への対応は喫緊の課題である。近年では、セメント(Y)

(X)

460

を使用せずに、セメント・コンクリート系廃棄物を原材料とし(Y)東 ・ 北 ・ 南面

西面

外観

立面

た新たな（いわゆる）コンクリートを製造する技術が提案され

図 1 モデル建物概要

るなど、セメントの使用削減に向けた研究開発がなされている。
一方、既存建築物、例えば分譲マンションストックは 2021 年

図 2 にばくろ 30 年時における西面の中性化深さを示す。複末時点で約 685.9 万戸、そのうち、築 30 年超が約 249.1 万戸、層塗材 E、防水形 E-1、防水形 E-2、MR-A の中性化深さが小さ

築 40 年超は約 115.6 万戸あり、築 40 年超のマンションは 10い。これらは、仕上材が何層にも塗り重ねられているもの、透1)

年後に約 2.2 倍、20 年後に約 3.7 倍となる見込みである 。持湿性の小さい材料が用いられているものである。一方、防水形

続型社会の形成、そして、脱炭素社会の実現に資する 1 つの方

通気性、アクリル系含浸剤、シラン系含浸剤の中性化深さが大策として、これら建築ストックの長期供用がある。そのためにきい。これらは、撥水性や通気性のある仕上材で、外部からのは、仕上材によりコンクリートを保護するなどして、炭酸ガス水分の浸透を防ぐ一方で、コンクリート中の水分を放出しやすや塩分が浸透しないような措置を講ずる、また、それら仕上材いために含水率が低下して中性化が進行したと考えられる。

が長期にわたり構造物を保護することを確認する必要がある。

図 3 にばくろ 30 年時における西面の腐食深さを示す。複層

本稿では、材料研究グループで実施した「モデル建物の 30 年

塗材 E、複層塗材 RE、防水形 E-2、薄塗材 E、厚塗材 E、EP の

屋外ばくろによる仕上材の中性化および鉄筋腐食抑制効果」、腐食深さが小さい。中性化同様に、仕上材が何層にも塗り重ね「鉄筋コンクリート構造物および供試体の 30 年塩害環境ばくられているもの、透湿性の小さい材料が用いられているものはろによる仕上材の鉄筋腐食抑制効果」、「屋外ばくろ 25 年にお腐食抑制効果も高い。
40

Ⅱ3026 種類が用いられた。

塗料

含浸剤

ｱﾙｶﾘ回復剤

ｼﾗﾝ系浸透剤

ｱｸﾘﾙ系浸透剤

ｴﾎﾟｷｼ系浸透剤

ふっ素樹脂ｴﾅﾒﾙ

ｳﾚﾀﾝ樹脂ｴﾅﾒﾙ

ｱｸﾘﾙｼﾘｺﾝ樹脂ｴﾅﾒﾙRP

ｱｸﾘﾙ樹脂ｴﾅﾒﾙ

EP

図 2 中性化深さ

GP

ｼﾘｶﾍﾟｲﾝﾄ

厚塗材E

厚塗材C

MR-A

防水形通気性

薄塗材C

薄塗材Si

防水形E-2防水形E-1

薄塗材E

仕上塗材

塩化ﾋﾞﾆﾙ樹脂ｴﾅﾒﾙの各測定を行った。仕上材は一般的に用いられるものを基本に、可とう形薄塗材Eろを行い、11 年で東面、20 年で北面、30 年で西面および南面複層塗材RE1）を用いて行われた検討 例えば 2)で、建築研究所敷地内でばく0

複層塗材CE修技術の開発（昭和 61～63 年度）」で作製されたモデル建物（図10

屋内側

本研究は、旧建設省の官民連帯共同研究「外装材の補修・改20複層塗材Eよび鉄筋腐食抑制効果

屋外側

モデル建物の 30 年屋外ばくろによる仕上材の中性化お中性化深さ（mm）

ける外装タイル張りの接着強さ」について紹介する。

鉄筋コンクリート構造物および供試体の 30 年塩害環境40

ばくろによる仕上材の鉄筋腐食抑制効果

3010

塗料

ｱﾙｶﾘ回復剤

ｼﾗﾝ系浸透剤

ｱｸﾘﾙ系浸透剤

ｴﾎﾟｷｼ系浸透剤

ふっ素樹脂ｴﾅﾒﾙ

ｳﾚﾀﾝ樹脂ｴﾅﾒﾙ

塩化ﾋﾞﾆﾙ樹脂ｴﾅﾒﾙ

RP

ｱｸﾘﾙ樹脂ｴﾅﾒﾙ

EPGP

ｼﾘｶﾍﾟｲﾝﾄ

厚塗材E

厚塗材C

MR-A

防水形通気性薄塗材C

薄塗材Si

薄塗材E

防水形E-2防水形E-1

仕上塗材

ｱｸﾘﾙｼﾘｺﾝ樹脂ｴﾅﾒﾙ

確保し、さらに長期間にわたって保存するための技術開発の検可とう形薄塗材Eらの劣化外力に対して劣化進行予測を行い、建築物の耐久性を複層塗材RE

0複層塗材CEにて、海からの飛来塩分などの環境劣化外力を定量化し、それ

20

屋内側

会資本総プロ）｣に係わる｢建築物の環境対策・保存技術の開発｣

前中性化あり

複層塗材Eの維持更新・機能向上技術の開発（平成 3～7 年度）（略称：社

前中性化なし屋外側

本研究は、旧建設省の総合技術開発プロジェクト｢社会資本腐食深さ（mm）Ⅲ

含浸剤

図 3 腐食深さ討として開始された。そして、平成 6～8 年度の建設省建築研究所大型実験研究｢既存 RC 造建築物の補修・補強技術の高度化｣にて継続して実施された。その際、沖縄県にて鉄筋コンクリート構造物およびコンクリート供試体に劣化予防保全のための仕上材や補修材を施工し、ばくろ試験を行っており、現在、約 30 年が経過している（図 4）。
本研究では、ばくろ 10、20 年時に構造物の塩分浸透に関する調査および補修などを行い、現在、ばくろ 30 年時における構造物

図 4 ばくろ構造物および供試体概要構造物および供試体の調査を実施している（図 5）
。
Ⅳ

供試体

屋外ばくろ 25 年における外装タイル張りの接着強さ

本研究は、旧建設省の官民連帯共同研究「有機系接着剤を利用した外装タイル・石張りシステムの開発（平成 5～7 年度）」で作製された有機系接着剤を用いてタイルが張り付けた壁試
験体を用いた検討で 3)、建築研究所屋外ばくろ試験場でばくろを行い、定期的にタイルの接着強さを計測している（図 6）。
図 7 にばくろ 1 年時と 25 年時のタイルの接着強さの関係を柱からのコア採取状況示す。ばくろ 25 年が経過してもタイルの接着強さの著しい低供試体の透気係数測定状況

図 5 調査状況

下がみられないことが確認できる。
これらの研究成果を基に、2006 年に JIS A 5557（外装タイ
ばくろ25年時の接着強さ（N/mm2）

3.0

ル張り用有機系接着剤）が制定され、さらに、この JIS を基に2016 年に ISO 14448（Low modulus adhesives for exteriortile finishing）が発行された。
Ⅴ

今後の展開

本稿では、建築研究所・材料研究グループで実施した長期ばくろ試験や建築材料・部材の耐久性評価と成果の活用について紹介した。これらの成果は、建築基準法における耐久性等関係

2.52.01.51.00.50.00.0

図 6 壁試験体概要

規定や品確法などの改正時、学協会の指針類などに技術資料と0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

ばくろ1年時の接着強さ（N/mm2）

図 7 ばくろ期間が異なるタイルの接着強さの関係して活用される。材料研究グループでは、このような長期ばく参考文献

ろ試験を継続するとともに、CO2 排出量の削減に寄与するコン

1) https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/content/001488549.pdf
2) 松沢晃一, 千歩修, 鹿毛忠継, 中田清史, 井上照郷, 根本かおり : モデル建物の 30 年屋外暴露試験に基づく仕上材による中性化および鉄筋腐食抑制効果, 日本建築学会構造系論文
集, No.786, pp.1126-1134, 2021.8
3) https://www.kenken.go.jp/japanese/information/information/press/2019/482.pdf
4) 鹿毛忠継, 松沢晃一, 中田清史, 棚野博之, 三島直生, 土屋直子 : CO 2 排出量の削減に寄与するコンクリートに関する研究 その 1 課題の設定, 日本建築学会大会学術講演梗概集, 材料施工, pp.1195-1196, 2022.9

クリートに関する研究として、混合セメント等を用いた各種実験を実施しており 4)、建築材料分野、特に、コンクリート分野の観点から脱炭素社会の実現に向けた検討を行っている。