着色コンクリートにおける白華現象：原因、予防策、および顔料サプライヤーの役割

赤い舗装タイルに白い斑点が現れる現象は、通常「色の問題」として報告されがちですが、実際には「塩分の移動」に起因する問題です。着色コンクリートにおけるエフロレッセンス（白華）とは、水に溶けた塩分を含む水分がコンクリート表面に到達し、蒸発した後に残る付着物のことです。顔料そのものは塩分ではなく、ほとんどの場合、原因でもありません。ただし、顔料に含まれる水溶性成分の量は、数値で定義・検査可能なパラメーターであり、この点においてのみ、サプライヤーに対して明確な責任を問える要素の一つとなります。

着色コンクリートにおけるエフロレッセンスの正体

エフロレッセンスは、以下の3つのステップを経て形成されます。すなわち、（1）細孔水中に可溶性塩分が存在すること、（2）毛細管現象や拡散によって水分が蒸発面へと移動すること、（3）その水分が蒸発し、塩分が結晶化して残ること——この3つすべてが同時に起こらなければ、白華は生じません。したがって、これは「色調」の問題ではなく、「水分」と「塩分」の問題なのです。

コンクリートのエフロレッセンス（白華）で最もよく報告される塩は、炭酸カルシウムです。セメントの水和反応により遊離石灰（水酸化カルシウム、Ca(OH)₂）が生成され、これが細孔水に溶け込み、表面へと移動します。そして大気中の二酸化炭素と反応して、溶解度の低い炭酸カルシウム（CaCO₃）を生成し、これが白色の付着物として析出します。また、原材料や混練水に由来する硫酸塩および塩化物も同様に現れることがあります。

外観が似ているが原因の異なる、3種類の白色表面状態があります。

このうち最初のものだけが塩類の移動に起因する問題です。エフロレッセンスはまた、2つの段階に分けて説明されることもあります。 メイン 製造および養生工程中（単体を湿潤状態で養生する場合や、通気性の悪い環境で保管する場合）および 二次 その後の使用中に、外部から侵入する水分（降雨、灌水、地盤からの湿気上昇、洗浄水など）によって引き起こされます。

なぜ同じブルームが着色コンクリートでより目立つのか

グレーコンクリートでは、薄い白色の付着物はわずかに明るい斑点として認識されますが、赤、黒、茶色などの顔料で着色された表面では、同じ付着物が高コントラストの痕跡として目立つため、購入者の許容範囲ははるかに厳しくなります。付着物そのものは変化しておらず、その可視性のみが変わっているのです。

顔料自体は移動しません。酸化鉄系顔料は水に溶けない無機酸化物粒子であり、コンクリートのマトリクス内に配置された位置から移動することはありません。一方、ブルームは、溶解して水とともに移動し、表面で再結晶化した物質から形成されます。

顔料が関係してくるのは、それが含む可溶性塩類の量です。酸化鉄系顔料の等級は、通常 水溶性物質含有量の上限値 に基づいて供給されており、技術資料シートには一般的にこの数値が記載されています。 0.3% 以下 硫酸塩含量を、同一のファミリーにおける第2のパラメーターとして。

ブルームの発生を決定する4つの要因

水。 細孔ネットワークは水分や塩分の移動経路であり、水セメント比がその主な制御因子である。施工性を高めるために水を追加せずに、より硬めのコンクリートを打設・仕上げると、表面層が緻密になり、蒸発面に到達する水分量およびそれに伴って運ばれる塩分量が減少する。養生用水も入力要因の一つである：湛水養生や噴霧養生で用いる水自体に溶解塩を含む場合、塩分負荷が増加するため、外観が重視される工事では通常、清浄な飲料水を用いて養生を行う。

セメント 遊離石灰は、最も一般的な析出物の原料であるため、セメントのアルカリ含量（工場検査証明書では通常、酸化ナトリウム換算値として表示）および遊離石灰の挙動が、どの程度の可溶性成分が供給されるかを決定する。過去にブルームの発生履歴があるプロジェクトにおいて、配合設計が許容する場合は、アルカリ溶出量の少ないセメントを指定することが、数少ない上流側での対策の一つとなる。

砂および骨材 洗浄されていない砂や海由来の砂には、塩化物イオンや微粒子（フィンズ）が多く含まれていることがあります。塩化物イオンは水溶性塩の総量を増加させ、微粒子は同じ施工性を確保するために必要な水量を増やします。洗浄済みで粒度分布が良好な砂を用いることは、顔料の変更よりもコストパフォーマンスに優れた対策です。

混和材 塩化カルシウム系促進剤は、白華現象と塩化物負荷の両方の原因としてよく報告されています。促進が必要な場合は、通常、塩化物を含まないタイプが指定されます。また、減水剤もブリーディング挙動に影響を与え、成型直後の可塑状態における表面への水分移動量を変化させることがあります。

外部からの水分 正しく製造されたコンクリートブロックであっても、使用中に長期間湿った状態が続くと白華現象を起こすことがあります。そのため、勾配の設定、排水の設計、目地の仕様が、顔料選定の妥当性が実際に試される範囲を決定します。

顔料供給業者が提供すべきもの—および提供しないもの

顔料は、塩類バランスにおけるひとつの項目にすぎません。しかし、これは実在する明確な項目であり、検証可能です。

サプライヤーが制御できない要因：水セメント比、砂の洗浄有無、ブロックの養生方法および保管方法。水溶性限界に達した顔料であっても、湿った状態で打設され、湛水養生されたコンクリートでは問題を引き起こさない場合がある。

効果の高い順に並べた予防策

1. まず水を制御する。 配合設計で許容される最低水セメント比で打設し、現場で作業性向上のため水を追加しない。これは、塩分を表面に運ぶ毛細管構造（空隙ネットワーク）に対して最も大きな影響を与える要因である。
2. 固体成分を制御する。 級配範囲内にある洗浄済みの砂を使用し、骨材および混合水への塩化物混入を防止する。また、加速が必要な場合は、塩化物を含まない促進剤を指定する。
3. 光沢ではなく、密実性を重視して仕上げる。 十分な締固めと均一な仕上げにより、表面層が密実化される。過度なトロワリングはペーストおよび微粒子を表面に引き上げ、後に粉化やチョーキングを引き起こす脆弱な表層を残すことがある——これはエフロレッセンスとは異なる欠陥であり、しばしばエフロレッセンスと誤認される。
4. 均一に養生した後、乾燥させます。 養生は強度発現を支援しますが、同時に水分の移動経路も確保するため、その方法と期間は「最大化」ではなく、適切に「管理」することが重要です。硬水による湛水養生では、養生中に塩類が付着します。
5. 包装する前に十分に乾燥させます。 まだ湿った状態でパレタイズし、ラップ包装すると、表面に水分が閉じ込められ、舗装ブロックの一次白華の主な原因となることが多く報告されています。
6. フィルム形成型ではなく、浸透型の撥水剤を選択してください。 シラン・シロキサン系撥水剤は、水の侵入を抑制しつつ、表面からの水蒸気放出を妨げません。一方、フィルム形成型コーティングはフィルム下に水分を閉じ込めやすく、湿った基材上で白華を悪化させる事例が多く報告されています。
7. 既存の白華は、乾燥状態で除去します。 まず乾式ブラッシングを行い、その後清浄水で洗浄し、十分に乾燥させるという手順で、新しく析出した白華を表面に再吸収させることなく除去できます。灰色コンクリートには酸洗浄が用いられますが、一体着色された表面では色調変化を引き起こす可能性があるため、あらかじめ余剰の製品で試験を行ってください。

量産導入前に確認する方法

エフロレッセンスはシステム効果であるため、システム全体で検証する必要があります。サプライヤーの顔料のみを用い、バイヤーのセメント、砂、混和材、養生条件および保管条件を用いない試験では、実質的に何も検証できません。

1. 実際の材料を用いて試験品を打設する — 自社のセメント、砂、骨材および混和材、所定の添加率および仕上げ仕様を用いる。また、量産時と同一の方法で養生・保管されたパレットを1枚含めること。なぜなら、一次エフロレッセンスが発生する場合、そのパレットに最も顕著に現れるからです。
2. 型枠脱却時ではなく、養生後の評価を行う。 7日目および28日目に、同一の照明条件下で、合意された条件のもとで保管された基準試料と比較して確認する。色調に関する「色が異なる」という紛争の多くは、実際には基準試料に関する認識の齟齬に起因します。
3. 口頭での保証ではなく、文書に基づいて対応する。 一体着色コンクリートの場合の基準は ASTM C979／C979M-16 ,一体着色コンクリート用顔料の標準仕様 — 水濡れ性、アルカリ耐性、硫酸塩、水溶性、大気中硬化安定性、耐光性、および出荷時の色調一致。セメント系・石灰系建築材料に使用される顔料について、 EN 12878 は要求事項および試験方法を規定しています。 ASTM C1400-23 ,『新設煉瓦造壁体における白華発生の低減に関する標準ガイド』 は、コンクリート製品ではなく煉瓦造壁体を対象としていますが、可溶性塩の制限や水分移動の制御に関するその原則は、舗装材およびタイルの製造にも適用されます。 ASTM C936／C936M は、一体型コンクリートインターロッキング舗装ブロックの製品要件を規定しています。
4. 仕入先にロットファイルの提出を依頼してください — 納入ロットの水溶性物質、硫酸塩含量、アルカリ耐性；仕入先標準との色差（ΔE）；および保管用参照試料。

顔料そのものが変数でない場合

顔料の選定は、色相、彩度、着色力、分散性に影響を与えます。しかし、コンクリートの細孔構造、混合水の量、セメントのアルカリ含量、あるいはブロックの乾燥方法には影響しません。したがって、白華（エフロレッセンス）が発生した際には、まず原因を特定するための問いかけが必要です。具体的には、使用した配合の水セメント比、砂に含まれる不純物、およびブロックの養生・保管方法です。

サプライヤーについて

河北天匯寶科技有限公司は、26年にわたり酸化鉄顔料を製造しており、年間生産能力は5万トン、150カ国・地域以上のお客様に製品を供給しています。赤色酸化鉄シリーズには、グレード110、130、190のほか、ナノ、超微粒子、分散性向上、耐酸性・耐アルカリ性、食品接触対応などの特殊グレードおよび工場直販のカラーマッチングサービスが揃っています。取得済みの認証には、REACH、RoHS、CE、ISO規格に加え、航空輸送向けIATA危険物規則（DGR）および海上輸送向けIMDGコード適合証明があります。最小発注数量（MOQ）は1メトリックトン（25kg編織袋入り、在庫品）で、試験用の少量サンプルは別途無償提供し、MOQには含まれません。在庫品は営業日3～5日以内に出荷可能、カスタマイズ品は営業日7～15日以内に出荷可能です。品質管理は原材料検査から最終製品検査まで一貫して実施しており、複数ロット間の色差（ΔE）データもご要望に応じて提供いたします。

当社の記事 コンクリート用酸化鉄系顔料の添加量：kg／m³ 「ニュース」欄で、添加率と、お客様の材料に対する該当性の確認方法について解説しています。

白華の発生を未然に防ぎ、着色コンクリートにおける品質問題を未然に回避するために、事前にご使用のセメント・砂の仕様、顔料添加率、養生方法をお知らせください。その後、仕様書および試験用サンプルをご提供いたします。お問い合わせ先：[email protected] ／ ＋86-13400211655