けい酸リチウム系表面含浸材シラン混合型

コンクリートキーパー （NETIS登録番号:KT-120118-VE）

ご説明用資料

1

2016/01/22改定

Ⅱ表面含浸工法の最新動向

株式会社DTF

1.表面含浸工法の分類と特徴

2.コンクリートキーパーのご紹介 ～けい酸リチウム系＋シラン混合型～

2

Ⅱ表面含浸工法の最新動向

1.表面含浸工法の分類と特徴

3

表面含浸材とは

4

土木学会の表面保護工法 設計施工指針（案）には以下のように定義されている。 表面含浸工法：所定の効果を発揮する材料をコンクリート表面から含浸させ，コンクリートの表層部の組織を改質して，コンクリート表層部への特殊機能の付与を実現させる工法． 表面含浸材：表面含浸工法において，コンクリートの表面から内部に含浸させる材料．コンクリートに対する含浸性に加え，コンクリート表層部を改質して，その部分にはっ水性やアルカリ性を付与したり，その他の特殊な機能を付与したりする性能が要求される．一般には，シラン系あるいはけい酸塩系の表面含浸材が用いられている．

出典：土木学会 表面保護工法設計施工指針（案） 2005年度第1版より

表面保護工法－含浸工法の位置づけ

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表面保護工法

表面処理工法 断面修復工法

表面含浸工法 表面被覆工法

けい酸ナトリウム

けい酸塩系表面含浸工法 シラン系表面含浸工法

けい酸リチウム けい酸カリウム けい酸リチウム系 シラン混合型 コンクリートキーパー

• エポキシ • ポリウレタン • ふっ素 • シリコーン など

• セメントモルタル • ポリマーセメントモルタル • ポリマーモルタル

• アルキルアルコキシシランモノマー • シランオリゴマー • シランシロキサン

• 通称：水ガラス

その他

出展： 土木学会 けい酸塩系表面含浸工法の設計施工指針（案）P1を加工

• 塗布型防錆剤 • 塗布型収縮低減剤 など

6

出典：寒地土木研究所 表面含浸工法によるコンクリートの耐久性向上技術より

7

出典：寒地土木研究所 表面含浸工法によるコンクリートの耐久性向上技術より

けい酸塩系表面含浸材の区分

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け い 酸 塩 系 表 面 含 浸 材

けい酸リチウム

けい酸塩混合

※1

けい酸ナトリウム

けい酸カリウム

乾燥固形分 は難溶性

乾燥固形分 は可溶性

溶解させた乾燥固形分に反応性あり

固化型 けい酸塩系 表面含浸材

反応型 けい酸塩系 表面含浸材

主成分 改質機構 による分類

出展：土木学会 けい酸塩系表面含浸工法の設計施工指針（案）P12

※1 コンクリートキーパーシリーズは、けい酸リチウム系表面含浸材シラン混合型（固化型けい酸塩系表面含浸材）

9

親水性試験 試験場所：株式会社シー・エル・エー 2012/07/03

１．浸漬24時間後 けい酸ナトリウムを塗布したNo.2の 供試体では水と再反応を起こしてい ることが確認できた。

２．PH測定 No.2の供試体ではPHが大きく上昇して いることが確認できた。

No.2

No.１

No1.コンクリートキーパー （固化型けい酸塩系）

No2.けい酸ナトリウム （反応型けい酸塩系）

表面含浸材の種類と特徴

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表面含浸材の分類 機 能

シラン系表面含浸材 浸透性吸水防止材とも称され、コンクリート表層部に含浸させることにより吸水防止層を形成し、外部からの水や塩化物イオンの侵入を抑制する

固化型けい酸塩系表面含浸材 （けい酸リチウム）

•材料自体の乾燥により固化が進行し、その固化物によってコンクリート中の空げきを 充てんする。材料が乾燥した後の固化物は難溶性である。ただし、含浸の初期段階で ある溶液時には、反応型けい酸塩系含浸材と同様に、コンクリート中の水酸化カルシ ウムとの反応によりC-S-Hゲルを生成する。 •改質効果を発現させるためには、乾燥固化物の生成を促す必要があり、養生期間中は コンクリートを乾燥状態に保つことを必要とする。 •主成分として、けい酸リチウムが高い質量割合で混合されている

反応型けい酸塩系表面含浸材 （けい酸ナトリウム） （けい酸カリウム）

•コンクリート中の水酸化カルシウムとの反応によりC-S-Hゲルを生成して、コンクリ ート中の空げきを充てんする。未反応のまま残存している主成分が乾燥により析出し ても、水分が供給されると再度溶解し、水酸化カルシウムとの反応性を有する。 •改質効果を発現させるためには、材料を溶解状態にしておく必要があり、養生期間中 はコンクリートを湿潤状態に保つことを必要とする。 •主成分として、けい酸ナトリウムまたはけい酸カリウムの単体、もしくはその両者が 高い質量割合で混合されている。

●製品名 コンクリートキーパー

一液にけい酸リチウムを主体に、シランを配合しているため、ケイ酸塩系の浸透性・コンクリートの改質効果による耐摩耗性に加えて、シラン系のシール性など、両方のメリットを備えている。無光沢。

●製品名 コンクリートキーパーneo

コンクリートキーパーと比較し、透水抑制力を強化した。一液にけい酸リチウムを主体に、シランを配合しているため、ケイ酸塩系の浸透性・コンクリートの改質効果による耐摩耗性に加えて、シラン系のシール性など、両方のメリットを備えている。

出展：土木学会 表面保護工法設計施工指針（案）【工種別マニュアル編】 2005年度第1版 P147 土木学会 けい酸塩系表面含浸工法の設計施工指針（案）P11

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評価項目 グレード 内容

外観変化

NC 外観変化なし

SC わずかに変化（濡れ色を呈する程度の変化）

CC 著しい変化

含浸深さ

IS シラン系

IL けい酸リチウム系

IN けい酸ナトリウム系

IO その他の系

出展：土木学会 表面保護工法設計施工指針（案） 2005年度第1版 166P「表面含浸工法に期待される性能と適用効果」

外観変化および含浸深さのグレード

含浸深さ：表面含浸材の性能は，含浸深さばかりでなく，その化学組成，濃度，含浸量などに影響され，その性能と含浸深さの間に相関性が見いだせない場合も多い．また，けい酸塩系表面含浸材については，その含浸深さを簡易に測定する方法がない．*1 さらに，表面含浸材の含浸機構はその種類によって異なる．これらのことから，表面含浸材の性能を含浸深さでグレード分けすることの合理性はなく，含浸深さは，性能グレードの二次的要素として取り扱うべきであると考えられる．したがって，含浸深さについては，表面含浸材の種類を示すことで，性能グレードに代える．

*1土木学会 けい酸塩系表面含浸工法の設計施工指針（案）2012年度 により試験方法（案）が規定された。

耐用年数について

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７．３．３ 劣化予測 けい酸塩系表面含浸工法を適用したコンクリートの劣化予測は，点検により得られた結果に基づき，適切な方法で実施しなければならない．

【解 説】 けい酸塩系表面含浸工法を適用したコンクリートの劣化予測は，点検時点以降の劣化の進行を予測し，その結果をけい酸塩系表面含浸工法を適用したコンクリートの耐久性の評価および対策の要否の判定とその適切な実施時期の検討に反映させることを目的とする． けい酸塩系表面含浸工法を適用したコンクリートの性能は経時的に低下していくが，その定量的なモデルは現状では示されていない．したがって，点検の結果から，外観の変状やその範囲，透水性や透気性等の性能試験の結果を収集，整理して劣化の進行を把握すると同時に，その結果と過去の実績や促進試験の結果等も参考にして総合的に劣化機構を推定し，これに基づき劣化の進行を予測するとよい．

出展：土木学会 けい酸塩系表面含浸工法の設計施工指針（案）P75

劣化要因に有効な表面含浸工法

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中性化

ＡＳＲ

凍害

塩害

化学的腐食

アルカリイオンの供給

塩分浸透の促進 ｐＨの低下

塩分浸透の促進

浸透圧の増加

炭酸化の加速 塩分濃縮 ｐＨの低下

アルカリ濃縮 ＣＯ2供給量増大

両劣化の相乗作用

断面減少

アルカリの供給

ひび割れの発生による浸食物質の侵入増大

浸食イオンの濃縮

ｐＨの低下

断面減少 ｐＨの低下

断面減少、ひび割れの発生による浸食物質の侵入増大

コンクリート工学年次論文集 Ｖｏｌ22、ＮＯ1、2000

影響大 影響中 影響小

2.コンクリートキーパーのご紹介 ～けい酸リチウム系＋シラン混合型～

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コンクリートキーパーの位置づけ

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表面含浸工法

けい酸ナトリウム

けい酸塩系表面含浸工法 シラン系表面含浸工法

けい酸リチウム けい酸リチウム系 含浸材シラン混合型 コンクリートキーパー

• アルキルアルコキシシランモノマー • シランオリゴマー • シランシロキサン

出典：土木学会 表面保護工法設計施工指針（案） 2005年度第1版を加工

はっ水性を付与 水分に起因する劣化を抑制

アルカリ性を付与 表層部の組織を緻密化

反応型 固化型

コンクリートキーパーのNETIS登録状況①

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登録No. ：KT-120118-VE 新技術名称 ：コンクリートキーパーシリーズ 登録日 ：２０１３年２月１５日 最終更新日 ：２０１４年４月２４日 事後評価通知日 ：２０１５年１２月２４日 比較する従来技術：けい酸ナトリウム系表面含浸材

出典：国土交通省「新技術情報提供システム」を加工追記

項目 活用の効果 比較の根拠

経済性 向上（４０.９２％） 塗布工程および塗布量が減少するため。

工程 短縮（２０％） 一度塗りで効果を発揮することにより塗布工程が簡素化できるため。

品質 向上 撥水効果が高まることにより透水抑制率があがるため。

【 NETIS新規登録時】

コンクリートキーパーのNETIS登録状況②

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【活用効果評価結果】 事後評価結果通知日：2015年12月24日 評価会議：中部地方整備局 新技術活用評価会議

技術名称：コンクリートキーパーシリーズ NETIS登録番号：KT-120118-VE 比較する従来技術：けい酸ナトリウム系 ※継続調査等を必要としない

出典：国土交通省「新技術情報提供システム」を加工追記

構造物の耐久性と補修時期の関係

コンクリートの劣化フェーズと コンクリートキーパーの適用範囲

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多くの コンクリート構造物は 下図のように 建設からの時間経過とともに ①潜伏期: 建設から10年位は 初期の性能を保持しているが 少しは劣化が 始まっている。 ②進展期: コンクリート内部でじわじわ劣化が進んでいる。 ③加速期: 外部から劣化が進行し ポンピング現象 はく離 はく落が発生し劣化が目視で分か るようになる。 ④劣化期: はく離 はく落が 構造物に広く起きるようになる。

コンクリートキーパーの適用範囲： 潜伏期には主工法として適用対象○ 進展期は他の工法と併用等の検討が必要△ 加速期，劣化期は単独工法として適用対象外ー （劣化状況に応じて，主工法の補助工法 として検討が必要）

施工方法

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劣化部の補修

①素地調整

②コンクリートキーパー 塗布

③養生

注意事項： 下地にクラックや欠損がある場合は、先に補修してから塗布する。

①コンクリート表面に汚れ、付着物がある場合、十分に清掃を行う。

②コンクリートキーパーを希釈などをせず、原液のままローラー、ハケ、噴霧器等で施工面に対し塗布する。

③塗布後、表面が乾くまで濡れない状態を保ち、十分な乾燥時間をとる。

①素地調整

②コンクリートキーパー 塗布作業

標準塗布量：150g/1㎡

実施工においては「コンクリートキーパーシリーズ標準施工要領書」に遵守して行うこと。

施工方法の比較

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シラン系 X けい酸ナトリウム系 Y コンクリートキーパー

ひび割れや欠損がある場合、先に補修を行う。 高圧洗浄機等により施工面を清掃し汚れ等を除去する。

１）乾燥面（表面含水率8%以下）とする。 １）施工面は水湿しを行う。 1）施工面は乾燥状態とする。

２）規定量をローラー刷毛等で塗布する。1回目

2）規定量をローラー刷毛等で塗布する。 ２）規定量（0.2～0.3リットル/㎡）をローラー刷毛等で塗布する。

３）散水養生1回目

４）規定量をローラー刷毛等で塗布する。2回目

５）散水養生2回目

３）規定の使用量が確保できない場合は塗重ねにより規定の使用量を確保する。

塗布後4時間以内は施工面が濡れないようにする。

塗布後は目視で表面が乾くまで濡らさないようにする。

出典：国土交通省「新技術情報提供システム」を加工追記

① ② ③

① ②

③ ④ ⑤

①

②

ケイ酸塩系表面含浸材 材料単価（実勢価格）の比較

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製品A 製品B コンクリートキーパー

材料単価 12,200円/kg 6,720円/kg 10,８00円/kg

標準塗布量 200g/㎡ 250～300g/㎡ ※NETISより 150g/㎡

㎡当り 材料単価

2,440円/㎡ 1,680円/㎡～

2,016円㎡ 1,620円/㎡

備考 建設物価/2016・1月号より

出典：国土交通省「新技術情報提供システム」を加工追記

含浸材の総合比較

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出典：国土交通省「新技術情報提供システム」を加工追記

※1 施工面の状態により変化 ※2 維持・補修工事で1回の施工量が300㎡以上 ※3 国土交通省「新技術情報提供システム」 NETIS資料より

シラン系製品 Ａ

けい酸塩 混合型 Ｂ

けい酸塩系 ナトリウム製品

Ｃ

コンクリート キーパー

D

施工箇所条件 表面含水率

8％以下 湿潤状態

表面の乾燥 または 湿り気を 帯びた状態

表面の乾燥

施工方法条件 特になし 湿潤養生 散水養生 特になし

㎡当り使用量 0.2ｋｇ 0.1kg×2回 0.15kg×2回 0.15kg

標準塗り回数 1回塗り 2回塗り 2回塗り 1回塗り

施工単価 (㎡当たり） 約2,700円※3

3,500円※3

（2度塗りの場合）

3,800円※3

（2度塗りの場合） 約2,500円※2

その他 48時間雨から 保護が必要

塗布後残留薬剤の洗浄が必要

特になし 塗布後乾燥するまで 雨等から保護

各種試験結果一覧

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試験名称 試験規格 結果

外観観察試験 JSCE-K-572 外見変化なし

曲げ強さ試験 JIS R 5201 基本物性に悪影響なし

圧縮強さ試験 JIS R 5201 基本物性に悪影響なし

摩耗試験 JIS A 1453 約34％抵抗性向上

透水量試験 JSCE-K-572 透水抑制率51%

吸水率試験 JSCE-K-571 吸水抑制率37％

透湿度試験 JSCE-K-571 透湿比103％ 性能グレードA

中性化抵抗性試験 JSCE-K-572 中性化抑制率57% 性能グレードA

塩化物イオン浸透抵抗性 JSCE-K-572 塩化物イオン浸透抑制率36%

アルカリ性回復試験 JIS A 1152 24mm以上回復

透水抑制率 塗り回数

従来技術 34％ 2回

コンクリートキーパー 51％ 1回

従来技術は2 回塗りが標準で、透水抑制率が３４％であるのに対し、コンクリートキーパーは一度塗りで５１％となり向上が確認された。

【補足】 「表面保護工法 設計施工指針（案）[工種別マニュアル編]」（2005 年度土木学会発行）では、中性化対策・塩害対策・凍害対策・アルカリ骨材反応対策・防水のための要求性能条件または必要に応じて求められる条件の一つに「透水および吸水阻止性の付与」があげられている。

1.試験実施日:2012 年12 月17 日 2.試験場所:秩父コンクリート工業株式会社（埼玉県深谷市） 3.目的:透水抑制評価のため。 4.試験方法:JSCE-K 572 透水量試験に準じて試験を行った。

透水量試験（JSCE-K-572)

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中性化抵抗性試験（JSCE-K-572)

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性能グレード参考：土木学会表面保護工法 設計施工指針（案）より

コンクリート表面部 中性化深さが0mmと なった

試験場所：株式会社太平洋コンサルタント 測定日：2013/08/08

中性化抑制率

コンクリートキーパー ５７% 性能グレードA

コンクリートキーパーneo ５１% 性能グレードA

アルカリ性回復試験

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１．採取時の中性化深さ 平均20mm（円周8か所の平均）

２．コンクリートキーパー塗布後 5日後コア切断面で再度中性化深さを測定

コンクリート表面部 中性化深さが0mmと なった

コンクリート表面部

中性化深さ

試験場所：株式会社太平洋コンサルタント 2013/05/07

防汚対策としての塗布

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タイヤ擦り付け試験

無塗布 キーパー塗布

自動車によるタイヤ汚れテスト 平成２５年９月３日～９月１２日 一日３０回U字溝に乗り入れを繰り返し，１０日間行う。 写真右下キーパーを塗布した試験体は，汚れがあまり目立たなかったため左右にハンドルを１０回程度回す作業をおこなった。 その結果わずかに汚れが付着した。

設計事例

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埼玉県本庄市地内 陸橋 橋りょう修繕工事

©2014 google

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設計書抜粋

【ケイ酸リチウム系含浸材シラン混合型】 と記載されている。

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図面抜粋

施工実績抜粋

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No. 発注者 施工工事名 施工箇所 施工時期 施工主目的

1 国土交通省北海道開発局 山部二期地区 山部幹線用水路黄金工区工事

水路 Ｈ25年12月 長寿命化

2 国土交通省北海道開発局 用水路工事 流入口調整槽頂版 H26年1月 凍害対策、中性化対策、

長寿命化等

3 国土交通省北海道開発局 帯広開発建設部

一般国道336号 広尾町 新宝浜トンネル南工事

覆工コンクリート H27年10月 長寿命化

4 国土交通省北海道開発局

旭川開発建設部 一般国道40号 音威子府村 音威子府トンネル工事

坑門工面壁 H27年10月 長寿命化

5 国土交通省東北地方整備局

仙台河川国道事務所 作並地区道路改良工事 橋台 H26年2月 長寿命化

6 国土交通省関東地方整備局

宇都宮国道事務所 砂田高架橋耐震補強(8)工事

変位制限装置工 コンクリート突起

H25年12月 中性化・凍害等対策

7 国土交通省北陸地方整備局

長岡国道事務所 国道8号長岡高架橋他橋面修繕工事

高架橋の コンクリート部分

H26年3月 長寿命化 アルカリ骨材反応対策

8 国土交通省中部地方整備局 静岡国道事務所

1号静清川合高架橋西地区 PC上部工事、その他4工区

床版、地覆壁高欄 H26年2月 長寿命化（剥落防止）

9 国土交通省中部地方整備局 静岡国道事務所

1号静清瀬名高架橋床板工事 床板 H26年11月 中性化対策、長寿命化対策

10 国土交通省中部地方整備局 静岡国道事務所

1号静清鳥坂高架橋床板工事 床板 H26年11月 中性化対策、長寿命化対策

11 国土交通省中部地方整備局 高山国道事務所

平成25年度 41号上切高架橋 PC上部工事

壁高欄、桁端部 H26年11月 塩害対策

12 国土交通省中部地方整備局 四日市港湾事務所

平成25年度 四日市港 霞ヶ浦北ふ頭地区道路（霞4号幹線） 橋梁（P38～P46）上部工事

桁端、壁高欄 H26年12月 中性化対策、塩害対策、 長寿命化対策

13 国土交通省中国地方整備局 鳥取河川国道事務所

国道29号徳吉跨線橋耐震補強工事 橋脚の沓座 H26年2月 漏水からの保護

14 国土交通省四国地方整備局 中村河川国道事務所

拳ノ川橋下部外工事 橋脚・橋台 H26年4月 長寿命化

15 国土交通省九州地方整備局

北九州国道整備事務所 福岡200号名前谷橋外1橋

耐震補強工事 橋脚部 Ｈ25年11月 クラック防止

16 内閣府沖縄総合事務局 北部国道事務所

平成24年度世冨慶地区改良工事 カルバート H25年12月 長寿命化

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施工実績写真抜粋1 No.7 発注者 国交省北陸地方整備局長岡国道事務所 施工工事名 国道8号長岡高架橋他橋面修繕工事 施工箇所 高架橋のコンクリート部分

施工主目的 長寿命化・アルカリ骨材反応の対策

①施工現場概況 ②施工状況写真

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施工実績写真抜粋2 No.8

発注者 国土交通省中部地方整備局静岡国道事務所 施工工事名 1号静清川合高架橋西地区PC上部工事、その他4工区 施工箇所 床版コンクリート、地覆壁高欄コンクリート

施工主目的 長寿命化・剥落防止

②施工状況写真 ①施工状況写真

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施工実績写真抜粋3 No.48 発注者 広島市中区役所 建設部地域整備課 施工工事名 中広大橋補修工事（25-1） 施工箇所 干潮時の橋台

施工主目的 干潮時の塩害及びアルカリ骨材反応対策

使用許可確認 創意工夫提案

①施工現場概況

②施工前状況写真 ③施工状況写真

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コンクリートキーパー採用メリット （従来技術のケイ酸ナトリウム系表面含浸材との比較）

発注者・設計コンサル様のメリット： 1．品質向上 ・シラン混合により、撥水効果が高まることにより透水抑制率があがるため。 ２．工期短縮 ・一度塗りで湿潤養生不要により、塗布工程が簡素化できるため。 ・交通規制等の施工上の制約を減少させることが期待できる。 3．経済性の向上（工事予算の削減） ・塗布量の減少と工程短縮により、材料費と労務費を削減するため。

施工会社様のメリット： １．利益率UP ・一度塗りで湿潤養生不要により、初施工でも利益が出しやすい。 ・専門的な技能を要せず，専門業者でなくとも自社施工が行い易い。 ２．工期短縮 ・一度塗りで湿潤養生不要により、塗布工程が簡素化できるため。 ・交通規制等の施工上の制約を減少させることが期待できる。 ３．工事成績評定点UP ・NETIS登録技術の為，発注者によっては工事成績評定点のUPにつながる。 （活用効果調査票の提出などが必要）