Durability assessment of concrete member of The …Durability assessment of concrete member of The National Museum of Western Art 非破壊透気試験の測定対象 1階平面図

Durability assessment of concrete member of The National Museum of Western Art

国立西洋美術館本館躯体の耐久性調査と保存改修を通して考える

これからの修復技術（RC造）

工学部第二部建築学科今本啓一


中性化抵抗性

塩化物侵入抵抗性

アル骨反応安定性凍結融解抵抗性

その他水密性耐火性すり減り抵抗性

コンクリートの劣化

東京理科大学清水昭之先生作成


中性化

中性化部分

未中性化部分

東京理科大学清水昭之先生作成

Ca(OH)2+CO2 → CaCO3＋H2O


国立西洋美術館本館の保存活用計画策定に関する調査WG（主査：鈴木博之）

空気調和設備調査光環境調査構造調査コンクリート材料調査構法・改修履歴調査色彩調査

躯体の劣化状態：中性化による鉄筋腐食が顕在化

幹事：山名先生


中性化の進行状況調査


小径コアによる中性化測定

微破壊調査非破壊調査

レーダーによる鉄筋かぶり厚さ探査

原位置非破壊透気性試験による中性化の推定

国立西洋美術館本館における中性化による鉄筋腐食の現状評価と進行予測


グラウトスライスコア（厚約2mm）

フライアッシュ

φ25mmコア躯体表面

微破壊（小径コア）試験の適用

外観への影響を少なくするためのコア孔の補修

中性化領域

表層部

健全部


0

1

2

3

4

5

6

0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000

中性

化速

度係

数[m

m/yea

r0.5]

透気係数 [×10‐16m2]

NMWA‐ModelNMWAAC

モルタル仕上げ

y = 0.63ln(x) + 1.40

トレント透気試験

透気係数と中性化の進行


非破壊透気試験の測定対象

1階平面図測定対象

本館１階中庭外梁

梁高 850[mm] , 梁幅 40[m] , 打放し


測定結果

測定箇所122点におけるかぶり厚・中性化深さの頻度


鉄筋腐食の進行予測

鉄筋

中性化残り

中性化深さ


断面修復工法-(公社)コンクリートのひび割れ調査，補修・補強指針2013より引用-

一般的な補修工法：断面修復


断面修復工法

-(公社)コンクリートのひび割れ調査，補修・補強指針2013より引用-


(炭酸カリウム等)

直流（標準：1～2Ａ/㎡）

約１～２週間程度

アルカリ性溶液を鋼材に向かって電気浸透させる

-(公社)コンクリートのひび割れ調査，補修・補強指針2013より引用-

一般的な補修工法：再アルカリ化工法

長期的な外観への影響？？


同潤会上野下アパート

最近の調査


測定結果(中性化)

0%

25%

50%

75%

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

標準

化頻度

(%)

中性化深さ(mm)

屋内

屋外(雨がかりなし)

屋外(雨がかり有り)

全面

中性

化

全面中性化：屋内：20.8% 屋外(雨無)：5.3% 屋外(雨有)：9.8%

東京理科大学兼松学先生作成


■鉄筋の腐食状況

■調査方法

鉄筋をはつり出し，下図に示す基準※を用い目視による鉄筋の腐食状態のグレード付け。

０：腐食が認められない Ⅰ：点錆程度の表面的な腐食

Ⅱ：全体に表面的な腐食

Ⅲ：浅い孔食断面欠損の軽微な腐食

Ⅳ：断面欠損の明らかな著しい腐食

※日本コンクリート工学会：コンクリートのひび割れ調査,補修・補強指針,2009


■鉄筋の腐食状況

■調査結果

腐食グレードの割合

グレード0 グレードⅡ

グレードⅣ

・調査箇所の8割以上がグレード0～Ⅲであり，比較的健全。

・腐食の進んでる箇所：開口部付近などのクラックから水分が鉄筋に到達している箇所。


鉄筋の腐食メカニズム

アノード

コンクリート

カソード

鉄筋

かぶり厚さ 4e-

O2 2H2O

2Fe++

4OH-

4e-

2Fe(OH)2

O2

Fe2O3+H2O

表面

最終的な腐食の鍵となるのは，「水」と「酸素」の供給


中性化していても腐食していない例

中性化しても鉄筋が腐食していない例

濵田稔による建物の寿命の定義：中性化>鉄筋かぶり厚さ→材料的な意味での建物の寿命

水分が来なければ鉄筋は腐食しない

中性化しても水分浸入を抑制すれがよい

新しい保存改修の考え方


・表面含浸材、表面コーティング材に着目

・水分浸透抑制効果の情報を蓄積

※Ａ社実際の塗布写真

塗布前塗布後

コンクリート中への水分の浸透抑制

Durability assessment of concrete member of The National Museum of Western Art■光沢度・色差

表面含浸材

表面コーティング材

無塗布

SS-1 SS-2 S-1 S-2

S-3 K-1 K-2 AKN

E-AS E-F

N


無塗布

■水分浸透抑制効果

高い撥水効果

表面含浸材

表面コーティング材

無塗布

SS-1 SS-2 S-1 S-2

S-3 K-1 K-2 AKN

E-AS E-F

N


表面含浸材による改修

上スラブ部

袖壁部

• 適用箇所

① 東西南北の外周部（打ち放し部）② 東西南北の三方枠部③ 軒裏④ 柱⑤ 律動ルーバー

全11箇所

【外周ハチマキ部】【三方枠部】【軒裏部】

【全景】


❖調査項目

調査項目使用機材

（1）色差色差計

（2）光沢度ハンディ光沢度計

（3）透気係数 Wチャンバー法透気試験機

（4）表面吸水量表面吸水試験機（SWAT)

（5）表面含水率モルタル水分計、水噴霧試験

• 調査項目の一覧 ➡ 「視覚的変化」、「水分浸透抑制効果」の検証

【透気試験の様子】【SWAT試験の様子】【表面含水率試験の様子】


❖色差・光沢度

【塗布後30日の様子】

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0 塗布前

塗布後

色差

測定箇所

0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

塗布前

光沢度

測定箇所

【ハチマキ部】【三方枠部】【柱など】

色差光沢度

・「色差」、「光沢度」ともに、差異は少な

い。➡含浸材塗布による「視覚的変化」

はないことが証明された。

【ハチマキ部】【三方枠部】【柱など】


❖表面含水率表面含水率（噴霧5分後）の比較

・表面含浸材塗布後の表面含水率が低くなる傾向。➡躯体内部への水分の浸透を抑制している。（撥水効果の発揮）

・非破壊により、効果の持続性が確認できる。➡適切なメンテナンス時期の判断が可能。

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250 300 350

表面

含水

率(%

)

経過時間（秒）

塗布前（南面）

塗布前（北面）

塗布後（南面）

塗布後（北面）

0

1

2

3

4

5

6

東西南北

表面

含水

率（%）

測定方位（はちまき部）

塗布前

塗布後


まとめ• 中性化を許容しながらその先の鉄筋の腐食を抑制する≒水を制御する

• 外観を損ねない改修方法

• 元に戻す「補修」ではなく，劣化の速度を緩和する「修復」技術の開発

初期状態

劣化補修

要求性能の限界状態(鉄筋腐食開始：中性化深さ= 鉄筋かぶり厚さ)

性能

時間

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