コンクリート構造物ってなんでしょうか?

土木の分野だと、ダムや橋やトンネルなどが代表格だと思います。建築分野だとビルなどでしょうか?

そもそも、コンクリート構造物も2種類に分類できます。

  1. 無筋構造物
  2. 鉄筋構造物

1.の無筋構造物はダムやトンネルなどがあります。2.の鉄筋構造物は橋台が挙げられます。

無筋構造物とは構造物中に鉄筋が入っていない構造体をいいます。コンクリートの性質は圧縮には強いが引張には弱いです。鉄筋構造物は引張に強くするために考えられた構造体なのです。

私が学生時代に習った時約25年前はコンクリート構造物は永久構造物的な教えを頂いた記憶があります。しかし、アメリカでの落橋事故をきっかけにコンクリート構造物も寿命があるという方向にシフトしていきました。

適切に維持された構造物は100年程今でも現役の施設もあります。しかし、構造物周辺の自然環境に多大に影響を受けるものなのでその地域に適したメンテナンスを行わなければいけません。厳しい環境下での構造体では供用開始後10年程度で異常が見受けられる施設があるのも事実です。

では、どうしたらコンクリート構造物の寿命を延ばすことができるのでしょうか?

コンクリート劣化のメカニズムとは?

コンクリートは強アルカリ性です。その中に引張を受け持つ鉄筋を入れています。強アルカリ中の鉄筋は錆びることはありません。しかし、塩分の浸透や、中性化により鉄筋の腐食が始まると鉄筋は膨張し、コンクリート構造体にひび割れを発生させます。そのひびより、水分や空気の供給量が一気に増大して内部から構造体の劣化が加速します。

コンクリートの劣化原因は酸素と、水です。しかし、地球で暮らしている以上この2つを隔離する事は不可のです。ではそうするのか?

みなさんは橋台を見たことはありますか?

橋台ひびわれ写真
橋台ひびわれ写真

これは私が撮ってきた橋台の写真ですが、橋台の外側は雨が当たりますよね。このような場所はコンクリートの劣化が進みやすい場所です。水の供給がある場所という所です。

橋台劣化ひび割れ写真
橋台劣化ひび割れ写真

最初は縦方向にひび割れが発生し、だんだん亀甲状にひび割れが進行する場合があります。鉄筋の腐食だったりアルカリ骨材反応(ASR)が原因だったりと複雑ですね。

伸縮装置からの水受けパイプ
伸縮装置からの水受けパイプ

以前(1年前)はありませんでしたが、伸縮装置からの水受けパイプが設置され、その下部には側溝が新設され、雨水や凍結防止剤を含んだ塩分水を排水する施設が出来ていました。

凍結防止剤は塩水ですので、コンクリート構造物には大敵です。いままでは垂れ流しになっていて支承モルタルの破損なども見受けられましたが、今は雨水排水は適切に処理されていますのでこれだけでコンクリート構造物の長寿命化措置ともいえます。

補修方法は、断面修復方法や電気防食工法などいろいろありますが、費用対効果を考慮しながら、発注者、コンサルと打ち合わせを行い、実施したいものですね。