ConcreteのCrackについて

質問

ConcreteのCrackについて

役に立った：9件

質問者：pililani
投稿日時：2004/07/23 22:38
困り度：

コンクリートのひび割れにはどんなもの（種類？）があるのですか？

また、それらのひび割れはそれぞれどうやって対処すればひび割れの現象を軽減させることができるのでしょうか？

この質問への回答は締め切られました。

＞コンクリートに関する知識が全くないので、できれば3番についての細かい回答をお願いいたします。

●材料特性
コンクリートの特徴として、
　・もろい材料である
　・安価である
　・型枠の形状次第でどんなものでも作れる
　・質量に比して強度が低い
　・硬化するとき水和熱を発生する
ということが上げられます。
　コンクリートは頑丈な材料に見えますが、木材より強度が小さいのです。ただ、均質なものを大きな形で安価に作ることが可能なため、大型の構造物に適しています。
　また、もろい材料であるため、多くのコンクリート構造物は鉄筋で補強し、鉄筋コンクリート構造とします。鉄筋を入れることにより、コンクリートの強度特性は飛躍的に改善します。コンクリート中の鉄筋は非常に重要なのです。

・鉄筋コンクリートとアルカリ性
　コンクリートは強アルカリ性です。コンクリートの中の鉄筋が錆びないのは、アルカリ皮膜に守られているからです。

●鉄筋の腐食
　なんらかの原因でコンクリート中の鉄筋が錆びて腐食すると、鉄筋は膨張し、コンクリートにひび割れを起こします。ひび割れを起こすと、ひび割れから水や空気が進入し、さらに鉄筋の腐食が進行します。
　鉄筋が腐食する原因としては、以下のものがあります。

・塩分
　海中・海上や海岸近くの構造物は、塩分がコンクリート表面から進入します。また、寒冷地の道路では、凍結防止に塩化カルシウムなどを散布しますが、これが橋などのコンクリートに進入します。
　進入した塩分(塩化物イオン)は鉄筋を腐食させます。
　対策としては、かぶり(コンクリート表面から鉄筋までの距離)を大きく取ること、場合によってはコンクリート表面のコーティング、鉄筋そのものに樹脂塗装を施すなどです。

・コンクリートの中性化
　空気中の二酸化炭素や酸性雨などの影響で、コンクリートのアルカリ性が中和していく現象です。コンクリートのアルカリ性が失われると、鉄筋が腐食します。
　中性化は表面から徐々に進行するため、環境条件に応じ、鉄筋のかぶりを大きく取ることで、構造物の寿命を延ばすことができます。

●凍害
　コンクリートはミクロ的には密実な材料ではなく、表面に微少なひび割れが多数存在します。
　表面から水が侵入した場合、寒冷地ではこの水が凍結・膨張し、これを繰り返すと、コンクリートの表面を壊したり、大きなひび割れを発生させたりすることがあります。
　対策として、膨張を吸収できる程度の微少な空気泡をコンクリートに混ぜておきます。

●温度・湿度の影響
　コンクリートは温度が上がると膨張し、温度が下がると収縮します。線膨張係数は鉄と同程度ですが、一般にコンクリート構造物は大型であるため、伸縮量も大きくなります。伸縮量をうまく逃がす機構がないと、ひび割れが発生します。
　また、コンクリートは、水と反応させて硬化するため、中に多数の水が残っています。これが徐々に抜けていくと、コンクリートは収縮します。また、高湿環境に置かれれば、吸水し膨張を起こすこともあります。

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この回答へのお礼

とてもわかりやすく回答していただき有難うございました。こんなに丁寧に回答していただけて、今、すごく満足感たっぷりです。shinkun0114さんのおかげで知識を増やすことができて嬉しく思います。本当に本当に有難うございました。

No.1

回答者：shinkun0114
回答日時：2004/07/23 23:16

　コンクリートは骨材(砂や砂利）をセメントで糊付けした材料で、本質的に脆く、ひび割れの入りやすい材料です。
コンクリート工学は、このひび割れに対しての対処・補強方法がすべてと言ってもいいほどです。ひび割れで本が一冊書けてしまうほどなのですが、書ける範囲でまとめてみます。

１．材料に起因するもの
　セメントが異常凝結を起こしたり、骨材に異常があったり、効果熱で発生したりするものです。
　アルカリ骨材反応などはこれに該当するでしょう。
　品質のよい材料を正しい配合で練り混ぜることが対処の基本。効果熱がこもりやすい形状のときは、温度管理や冷却なども重要です。

２．施工に起因するもの
　打設箇所に持ち込まれたコンクリートが正しく施工されなかった場合です。材料が分離を起こしたり、締め固めが不十分であったり、型枠が沈下したなどの場合です。
　これも施工現場での品質管理ですね。

３．環境によるもの
　長期間構造物を使用中に環境条件により発生するものです。温度・湿度の変化、凍結融解作用、酸などの化学的作用、中性化や塩分による鉄筋の発錆による膨張などです。
　これらはそれぞれ対処法が異なります。いくつか選んでいただければ、お答えできますが。。

４．構造的要因によるもの
　過大な過重が作用し応力がひび割れ発生した場合、鉄筋量が少なかったり断面そのもの小さい場合、構造物の基礎が沈下を起こした場合などです。
　これは設計時の見極めが甘かったり、使用中に想定外の状況が発生した場合ことが原因ですので、補強が必要です。必要に応じコンクリートを打ち増したり、鋼板や炭素繊維シートなどを貼り付けたりします。

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ご希望であれば、３番の環境要因について細かく回答します。