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コンクリート保護工法
鉄筋コンクリート構造物の劣化防止に コンクリート保護工法 コンクリート保護工法 総合編/塩害・中性化・アルカリ骨材反応・化学的腐食・凍害 ■補修工学®─ 構造物の総合メンテナンス企業 近年、コンクリート構造物の早期劣化が顕在化し、問題となっています。 当社は、コンクリート構造物の補修・補強分野のパイオニアとして、長年、この問題に 取り組んできました。その中からコンクリート構造物の劣化状況に応じた最適な 「コン クリート保護工法」を開発しています。 コンクリート構造物の劣化を防止するため、当社の工法を是非お役立てください。 コンクリート構造物の劣化 鉄筋コンクリート構造物の 劣化原因には これらの劣化は、外部からコンクリート 中に侵入した劣化原因である、水、塩分、 塩害 中性化 アルカリ骨材反応 炭酸ガス、硫化水素などによって起こり などが ます。 挙げられます 「コンクリート保護工法」 は、 これらの劣 化学的腐食 凍害 ⅰ 塩害 海岸線付近の構造物は、海からの潮風や波しぶきに より塩分が飛来付着し、経年とともにコンクリート内部 に塩化物イオンが浸透します。 そのため、コンクリート内部の鋼材が腐食して発生し た錆が体積膨張し、コンクリートにひび割れやはく離 が発生します。 劣化因子 塩化物イオン/水 / 酸素 ⅱ 中性化 コンクリート中の水酸化カルシウムと大気中の炭酸 ガスが反応して炭酸カルシウムが生成し、コンクリート のアルカリが減少します。 【Ca （OH） 2 ＋CO2 ➡ CaCO 3 ＋H2O】 そのため、コンクリート内部の鋼材が腐食して発生し た錆が体積膨張し、コンクリートにひび割れやはく離・ はく落が発生します。 劣化因子 二酸化炭素 /水 / 酸素 1 化因子のコンクリートへの侵入を防止し、 構造物の耐久性を向上させます。 ⅲ アルカリ骨材反応（ASR） コンクリート中のアルカリ分と骨材に含まれている、 ある種のシリカ鉱物が反応 （アルカリシリカ反応） して、 アルカリシリカゲルを生成し、これが吸水膨張すること によってコンクリート構造物に亀甲状のひび割れが発生 します。 また、 このひび割れから雨水等が浸透し、 鋼材が腐食 して発生した錆が体積膨張し、 さらにひび割れやはく離 の発生が増長されます。 劣化因子 反応性骨材 /コンクリート中のアルカリ分 /水分 ⅳ 化学的腐食 硫化水素ガス （H2S） が多く発生する温泉地域や下水 道施設においては、コンクリート中の水酸化カルシウム と硫酸が反応し、硫酸カルシウムを生成します。 この硫酸カルシウムは、さらにセメント硬化体中のア ルミン酸三カルシウムと反応し、エトリンガイドが生成 され、この時の膨張によりコンクリートが腐食し、崩壊 します。 その他、薬品工場から発生する酸性物質・強アルカリ 性物質・油脂類や酸性雨によっても腐食が起こります。 劣化因子 酸性物質/ 強アルカリ性物質/ 硫酸塩 ⅴ 凍害 コンクリート中の水分が凍結融解を繰り返すことで ひび割れが発生し、さらに拡大したり、表層部がはく 離したりして、表層に近い部分から次第に劣化してい きます （スケーリング現象） 。 凍結防止剤が散布される地域では、塩害も併発し ます。 劣化因子 水の凍結融解 2 コンクリート保護工法の役割 コンクリート保護工法は、コンクリート表面を高分子材料で表面被覆することにより、劣化因子がコンクリート 内部へ侵入することを防止し、劣化の発生、進行を防止または抑制します。 【一般的なコンクリート保護塗装の断面と劣化因子遮断の概念図】 上塗り 中塗り パテ プライマー 水 光 水蒸気 塩分 酸素（ ） は除く コンクリート 遮断性能 ひび割れ追従性能 ■コンクリート保護工法と併用される工法 【表面保護塗装＋断面修復工法＋ひび割れ注入工法】 コンクリート躯体 鉄筋 鉄筋防錆材 はつり面 断面修復材 ひび割れ注入材 3 表面被覆材 ■コンクリート保護工法の構成と機能 材料名 プライマー コンクリート表面被覆材 パテ 機能と目的 下地コンクリート/ 断面修復材 との付着性の向上 塗装の吸い込み防止 塗装に適した平滑な表面の 形成 水密性の確保 （水） 中塗材 上塗材 撥水材 一般名 エポキシ樹脂系プライマー ネオプライマー水性 / VEプライマー / HBプライマー ウレタン樹脂系プライマー NSUプライマー エポキシ樹脂系パテ ネオパテ/ネオパテF エポキシ樹脂系エマルジョン ポリマーセメントモルタル NS モルタル 柔軟型エポキシ樹脂系中塗材 ネオライナー♯10 気密性の確保 （酸素/炭酸ガス 超柔軟型エポキシ樹脂系中塗材 /硫化水素ガス） 硬質型エポキシ樹脂系中塗材 遮塩性 （塩化物イオン） アクリロイル変性アクリル樹脂系中塗材 ひび割れ追従性 NS - 400 はく落防止 ポリウレア樹脂系中塗材 PU/ PU-J 柔軟型ポリウレタン系上塗材 AU-1 柔軟型フッ素樹脂系上塗材 F -1 硬質型フッ素樹脂系上塗材 F -2 シラン系浸透性防水材 ニュースパンガード 耐候性 撥水性/ 通気性 耐候性 はく落防止性能 特殊ラミネートシート （表面：フッ素樹脂フィルム） はく落対策用 繊維シート 断面修復材 鉄筋防錆材 ひび割れ注入材 製品名 ネオライナー♯100 F V/ VE / HB HB シート ガラスクロス ECM -200 S SSP-90 ビニロンメッシュ TSS -1810 Y 軽量エポキシ樹脂系モルタル L パテ ポリマーセメント系モルタル ライオンGRLC /AGモルタル ポリマーセメント系注入モルタル KCフィルコンⅡP セメント系注入モルタル KCフィルコンⅡ/AWモルタル 鉄筋の防錆 防錆材入りポリマーセメント SB ボーセイ 構造物の一体性の確保 劣化因子の侵入抑制 硬質型エポキシ樹脂系注入材 BLグラウト/ DDグラウト 柔軟型エポキシ樹脂系注入材 BLグラウト100 / DDグラウト50 はく落防止性能 既設断面の復旧 ◎各々の製品説明書は別途ご用意しておりますので、当社ホームページからダウンロードまたは各事業所へお申し付けください。 4 ■コンクリート保護工法の適用 当社のコンクリート保護工法と、各劣化要因に対する適用一覧を以下に示します。 ◎ライニングシステムの名称はすべて以下のように表示しています。 例：ネオライナー ライニングシステム [510] 中塗材製品名称 アル骨 凍害 下水道 上水道 中性化 ライニングシステム はく落対策 塩害補修 劣化要因 塩害新設 仕様 No. 中塗材と上塗材の膜厚の和を示した目標膜厚 （単位：μm） 適用公的規格 および登録 道路協会塩害新設 B 種/ 首都高 1 ネオライナー♯10 ライニングシステム [90] 2 ネオライナー♯100 ライニングシステム [190] 3 ネオライナー♯100 ライニングシステム [510] 4 PSライニングシステム [1000] ○ 下団C 種 / 農集排 3 種/ 東京都下水道局 5 PSライニングシステム [1500] ○ 下団D1 種 /東京都下水道局 6 PU ライニングシステム [2000] ○ 下団C 種 /厚生労働省令 7 PU ライニングシステム [3000] ○ 下団D1 種 /厚生労働省令 8 PU-J ライニングシステム [730] 9 FV クロスライニングシステム ○ ○ ○ ○ 首都高/JR 東海 C 種 10 VE ライニングシステム ○ ○ ○ ○ NEXCO 11 ハイブリッドシート工法 ○ ○ ○ ○ ○ 一般用/NEXCO/阪高B・C種 /JR 東日本 /JR 東海 A・C種/ NETIS/審査証明 12 ニュースパンガード工法 ○ ○ 阪高A 種 13 RAC シート工法 ○ ○ ○ ○ ○ ○ NEXCO / 総プロ ASR A・B/ JR 東海 A種 ○ 総プロ ASR A・B ○ JR 東海 A種 ○ * 首都高＝旧首都高速道路公団、阪高＝旧阪神高速道路公団、下団＝日本下水道事業団、農集排＝旧 （社） 農業集落排水協会、 JWWA＝日本水道協会規格、NEXCO＝旧日本道路公団、道路協会＝ （社） 日本道路協会、総プロ＝旧建設省総合技術開発プロジェクト、 NETIS＝国土交通省新技術情報提供システム、審査証明＝建設技術審査証明 ◎各々のライニングシステムの塗装仕様については別途ご用意しておりますので、各事業所へお申し付けください。 5 ■断面修復材の使分け 素地 調整材 適用構造物 種別 断面修復材 施工方法 適用商品名 施工厚/ 回 注入充てん厚 施工面積 ○ L パテ ライオン GRLC （普通） ○ ○ ○ ライオン GRLC （軽量） ○ ○ ○ ○ ○ 左官工法：かぶりコン クリートのはく落箇所 ○ 左官工法：下向き施工用 断面修復材 ○ ▪旧日本道路公団 構造物施工管理要領 モルタル工の断面修復 材規格適合 ▪旧首都高速道路公団 コンクリート塗装およ び FRP 補修規準 （案） 断面修復材規格適合 橋梁/ 桟橋/ 一般構造物 ○ KCフィルコンⅡ 開水路/ AG モルタル 水路トンネル 上・下水道 構造物など ○ ○ ○ ○ ○ ○ AW モルタル NS モルタル （素地調整材） ○ ○ KCフィルコンⅡP 河川・港湾 構造物など 特徴 左官・ 左官・ 小面積・ 大面積・ 左官・ 注入・ 1mm 10mm 20mm 30mm 10mm 30mm 横・ 横・ 吹付け 10㎡ 10㎡ 以下 以下 以下 以下 以上 以上 下向き 充てん 未満 以上 上向き 上向き ○ ○ ○ ○ ▪充てん工法用：ノンポ リマー形セメントモル タル注入材 ▪パネル式電気防食工 法用パネル充てん材 ▪電気防食工法断面修 復材 ○ ▪充てん工法用：ポリマー セメント形モルタル注 入材 ▪パネル式電気防食工 法用パネル充てん材 ▪電気防食工法断面修 復材 ○ ▪旧 （独） 農業工学研究 所共同開発 ▪AGプライマーを使用 ○ ▪水中不分離型 （水中に 注入する場） ▪その他用途：SSP工法 用充てん材 ○ ▪東京都下水道局施設 管理部 （H12.10） コンクリート改修技術 マニュアル・汚泥処理 施設編 素地調整材規格適合 ▪旧 （社） 日本農業集落 排水協会 コンクリート防食指針 (H12.1) 素地調整材規格適合 6 ⅰ 塩害対策 塩害対策については、 平成16年3月に国土交通省「コン 当社では、Fickの拡散式に基ずく塩化物イオン量分布 クリート橋の塩害に関する特定点検要領 （案） 」 が出されま の将来予測を行い、耐久性に優れた補修方法をご提案 した。この中では、鋼材周辺での全塩化物イオン量と適 いたします。 用できる補修方法の例が示されています。 ■塩害対策の適用例 適用環境 一般海洋環境 環境が厳しい海洋環境 適用ライニング システム ネオライナー♯10 ライニングシステム [90 ] ネオライナー♯100 ライニングシステム [190 ] ネオライナー♯100 ライニングシステム [510 ] ＊新設構造物の塩害対策は、ネオライナー♯10 ライニング システム [ 90]など、より経済的な仕 様をご提案いたします。 ■塩化物イオン量分析による補修方法の提案 国土交通省「コンクリート橋の塩害に関する特定点検要領 （案） 」 （平成16年3月）8. 補修の要否の検討 7 コンクリート中の塩化物イオン量分布の将来予測を行 確実に1.2kg/m3 以上となる場合は、補修等の対策につ い、鋼材位置での全塩化物イオン量が今後10年以内に いて検討を行わなければならない。 ▲例1） 現状の塩分分布と補修しない場合の将来予測 ▲例2）断面修復工法 ＋表面塗装で補修する場合 ▲ FEMを使用した隅角部の塩分分析方法 ▲例3）表面塗装で補修する場合 ■鋼材周辺での全塩化物イオン量と適用できる補修方法の例 引用：コンクリート橋の塩害に関する特定点検要領 （案） 、8. 補修の要否の検討、平成16年3月 国土交通省 【数値は目安】 橋梁上部構造の種類 補修工法の種類と適用できる全塩化物イオン量の範囲 表面塗装 断面修復 電気防食/ 脱塩 プレテンション式 プレストレストコンクリート 0.6kg/m3 以下 1.2kg/m3 以下 1.2kg/m3 以上 ポストテンション式 プレストレストコンクリート 0.9kg/m3 以下 1.2kg/m3 以下 1.2kg/m3 以上 鉄筋コンクリート 0.9kg/m3 以下 1.2kg/m3 以下 1.2kg/m3 以上 ＊現場条件により断面修復と表面塗装を併用してもよい。 ＊電気防食工法、脱塩工法、断面修復工法による補修工法、外ケーブルによる補強工法などについては別途ご相談ください。 電気防食工法 外ケーブルによる桁補強 カッター工 （陽極埋込み用） 脱塩工法 陽極取付 8 ⅱ 中性化対策 すべてのコンクリート構造物が避けて通れないのが中 性化ですが、中性化の原因となる二酸化炭素や排気ガ スなどに含まれるNOx、Soxの侵入を遮断すれば中性化 の進行をストップできます。 損傷状況 適用ライニングシステム ネオライナー♯100 ライニングシステム [190] ごく軽微なひび割れや点状錆が認められる場合 PU-J ライニングシステム [730 ] ひび割れ/錆汁/浮き/はく離が認められる場合 RAC シート工法 ①ネオライナー♯100 ライニングシステム [190 ]は、旧日本道路公団「構造物施工管理要領」の塗装材料の規格に適合しています。 ②ネオライナー♯100 ライニングシステム [190 ]と、PU-J ライニングシステム [ 730]は、JR 東海・東海道新幹線維持管理標準のA種塗装 材料規格に適合しています。 ■はく落対策 多くのコンクリート構造物が、建造後数十年を経過し、 中性化が主原因と考えられるコンクリート片のはく落事 故が社会問題となっています。 当社では、はく落対策に使用できる繊維材料を取り 揃え、それぞれに最適な仕様でラインアップしています。 ハイブリッドシート工法 ■はく落対策仕様の適用例 適用ライニングシステム F V ガラスクロス 繊維 特長 ガラスクロス 一般的な仕様で施工実績が多い J R 東海 V E ライニングシステム ビニロンメッシュ 3 軸ビニロンの採用で変形性能が大きい NEXCO ハイブリッドシート工法* ビニロンメッシュ 現場積層型の工法と比較して工程数が少なく 工期の短縮が図れる。 NEXCO J R 東海 J R 東日本 ライニングシステム 塩害/中性化を抑制する ＊一般財団法人土木研究センターの建設技術審査証明 （建技審証 第1501号） を取得しています。 ＊国土交通省の新技術情報提供システム （NETIS） に登録しています （ TH- 010017） 。 9 仕様適用機関 （ASR） 対策 ⅲ アルカリ骨材反応 アルカリ骨材反応の対策としては、従来、水分を遮断 当社ではこれらの経験を踏まえ、構造物への直接的 する目的でひび割れ注入と保護塗装の併用工法を実施 な対策の前に、まず水分の供給源を絶つための橋梁の してきました。しかし、ひび割れが発生した進展期以降 ジョイントの非排水化、擁壁背面への遮水シートの設置 では、表面に塗装を施すだけではアルカリシリカゲルの など、補助的な対策の併用を前提とした工法をご提案 吸水膨張を効果的に抑制することが難しく、ひび割れの いたします。対策の一例を示しますが、詳細につきまし 進展を止めることができないことがわかってきました。 ては当社にお問い合わせください。 残念ながら現状では簡易で確実なASR 対策は無いと いうことです。 ■ひび割れ進行度とひび割れ補修材料 平成元年5月 土木研究センター「アルカリ骨材反応 被害構造物 （土木） の補修指針 （案） 」 （旧建設省総合技術開発プロジェクト コンク リートの耐久性向上技術の開発Ⅱ章 第4 節参照） ひび割れ進行区分 A ひび割れが進行している ひび割れの進行が不明 B ひび割れの進行が止まった 補助的な対策 ひび割れ部の処理 ひび割れ幅 （mm） 注入 充てん 適用製品 0.2 ～ 5.0 エポキシ樹脂注入材 3 種 BL グラウト100 5.0 以上 - シーリング材 - 0.2 ～ 5.0 エポキシ樹脂注入材 2 種 - DD グラウト 50 5.0 以上 - シーリング材 - 0.2 ～ 5.0 エポキシ樹脂注入材 1 種 5.0 以上 - BL グラウト ポリマーセメント - ◎ジョイントの非排水化 ◎背面への遮水シートの配置 ◎ひび割れ注入 （ビックス工法）＋ニュー スパンガード 直接的な対策 ◎ひび割れ注入 ＋ 炭素繊維接着工法 ◎鋼板接着工法 ◎断面修復 シリコンポリマー保護層 ビックス工法 ニュースパンガード ひび割れ注入工法 シラン系浸透性防水材 ◎ライニングシステムを適用する場合には、別途お問い合わせください。 10 ⅳ 化学的腐食 （下水道） 対策 下水道施設では、発生する硫化水素がバクテリアの 作用で硫酸に変化することによってコンクリートが侵食 されるため、保護対策が必要となります。日本下水道事 業団は平成14 年12月に 「下水道コンクリート構造物の腐 食抑制技術及び防食技術指針・同マニュアル」 において、 各施設の腐食環境条件に応じて、A、B、C、D1 および D2 種の塗装仕様を規準化しています。 また、旧 （社） 日本農業集落排水協会では同様に、平成 14 年7月に 「農業集落排水施設のコンクリート防食指針・ 施工の手引き」 で、1、2 および 3 種の塗装仕様を規準化 しています。 また、これらのライニングシステムは耐酸性に優れて おり、温泉地域、化学工場等の一般耐酸ライニングとし ても適用できます。 PSライニングシステム ■腐食環境条件と対策 日本下水道 事業団 C種 D1 種 D2 種 （社） 日本農業 集落排水協会 適用ライニングシステム 組成 3種 PSライニングシステム [1000] アクリロイル変性アクリル樹脂 - PUライニングシステム [2000] ポリウレア樹脂 - PSライニングシステム [1500] アクリロイル変性アクリル樹脂 - PUライニングシステム [3000] ポリウレア樹脂 - PSシート工法 [ 防食タイプ* ] 不飽和ポリエステル樹脂成形板 - PSシート工法 [ 防食・補強タイプ* ] 不飽和ポリエステル樹脂成形板 （炭素繊維入り） 下水道新技術推進機構の技術審査証明 （審査証明第0119号） を取得しています。 * 財） 11 PSシート工法・防食タイプ PSシート工法・防食補強タイプ 特殊人孔内面 天井面 ⅴ 凍害対策 凍害の主原因は、コンクリートの含水率と冬季の凍結 融解作用に起因すると言われています。当社では、コン クリート表面からの水分の供給を遮断するライニングシ ステムをご提案いたします。 適用ライニングシステム ネオライナー♯100 ライニングシステム [190] ネオライナー♯100 ライニングシステム [ 510] ニュースパンガード 組成 ポリウレタン樹脂 超柔軟型エポキシ樹脂 備考 - 12 ⅵ その他の対策工法 ▪水路橋ライニングシステム ▪港湾コンクリート構造物ライニングシステム ▪農業コンクリート水路ライニングシステム その他の保護工法については、別途、ご相談ください。 港湾コンクリート構造物の保護ライニング 13 農業用水路のコンクリート保護ライニング 調査・診断と補修効果の確認 損傷を受けたコンクリート構造物からコンクリートコア を採取し、電子線マイクロアナライザー （EPMA） で分析す ることよって、より詳細に損傷原因の判定や損傷範囲の 診断をすることができます。 また、補修後の場合でも、塗膜の遮断性能など、補修 の効果を確認することができます。 ■ 調査・診断 電子線マイクロアナライザー （EPMA） ▲塩害を受けた構造物の塩素分布状況 ▲中性化の進行状況 （上方がコンクリート表面、白く表示されている部分が塩素の多い部分） （上方がコンクリート表面、白く表示されている部分が中性化している部分） ■ 補修効果の確認 ▲塗膜による塩素の遮断状況 ▲塗膜の硫酸遮断状況 （上の白く表示されている部分が塗膜材* 、外部から断面修復材への塩 素の侵入は見られず、塗膜が塩素を完全に遮断している） （上方が塗膜表面で、図のほぼ全域が塗膜材として表示されるよう拡 大倍率を高めている。硫酸の主成分である硫黄は塗膜の極表層にと どまっている） ＊塗膜材は分子結合の中に元々塩素を含んでいる。 ■ その他 ▪下水道コンクリートの劣化状況分析 ▪ FRPの各構成材料の状態分析 ▪ひび割れ注入材の注入効果確認 ▪接着界面の状態分析 ▪流水に晒されたコンクリートの成分溶脱状況分析 ▪鋼材の成分分析 等 14 コンクリート保護工法 総合編 /塩害・中性化・アルカリ骨材反応・化学的腐食・凍害 （6861） 8101 （代表） ■本 社/〒103- 0015 東京都中央区日本橋箱崎町 7- 8 TEL. 03 （857） 8101 （代表） ■ 補修工学研究所 〒305-0003 茨城県つくば市桜 1-17 TEL. 029 北海道支店 ☎ 011 （822） 8045（代表）/ 札幌 北東北支店 ☎ 019 （641） 7335（代表）/ 盛岡・青森 南東北支店 ☎ 022 （288） 1311（代表）/ 仙台 関東支店 ☎ 048 （651） 2126（代表）/ 埼玉 東京支店 ☎ 03 （3649） 2122（代表）/ 東京 千葉支店 ☎ 043 （301） 7250（代表）/ 千葉 横浜支店 ☎ 045 （782） 9811（代表）/ 横浜 北陸支店 ☎ 025 （272） 0432（代表）/ 新潟 静岡支店 ☎ 054 （237） 7933（代表）/ 静岡 名古屋支店 ☎ 052 （682） 2461（代表）/ 名古屋・三重 京都支店 ☎ 075 （612） 3000（代表）/ 京都 大阪支店 ☎ 06 （6965） 4308（代表）/ 大阪・和歌山 神戸支店 ☎ 078 （413） 2550（代表）/ 神戸 中国支店 ☎ 082 （925） 0033（代表）/ 広島・岡山・鳥取・山口 四国支店 ☎ 087 （866） 0233（代表）/ 高松・松山・高知 九州支店 ☎ 092 （451） 4385（代表）/ 福岡・鹿児島・沖縄 東京建築支店 ☎ 03 （3649） 2612（代表） 大阪建築支店 ☎ 06 （6965） 4350（代表） ●取扱い営業所 〒103-0015 東京都中央区日本橋箱崎町 7- 8 TEL. 03 （6861） 8101 （代表） http://www.sho-bond.co. jp ★品質改良のため、製品規格の一部を変更する場合がありますので、ご了承ください。 G-7 2016 年 6 月版