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RC 材料

コンクリートのひび割れを抑える方法

投稿日:2017年3月28日 更新日:

コンクリートにはひび割れがつきものです。

ひび割れたら何が困るのかというと、見た目に美しくないだけでなく、

「水が入ってしまう」のです。

 

水が入るとどうなるのか、鉄筋コンクリートにはその名の通り、鉄筋が入っていますよね。

鉄筋が水と空気に触れると、錆びてしまいます。

鉄筋は錆びると膨張し、鉄筋の周囲がさらにひび割れてしまうのです…

こうなると、鉄筋とコンクリートの付着もなくなるので、耐力も劣化してしまいます。

 

しかし、ひび割れを完全になくすことは非常に難しいものと考えられています。

なので、見えないところにひび割れを集中させるとか、ひび割れたとしても問題ない大きさにとどめるということをやっています。

 

ひび割れの原因と、対策を見ていきたいと思います。

 

体積変化の拘束によるひび割れ

コンクリートには水和反応を起こさせるために「水」が含まれています。

このうち、水和反応に使われるものは、全体の30%程度であり、その他の水は、施工時にコンクリートの流動性を高めるために使われていて、やがてコンクリートから抜け出します。

つまり、コンクリートは時間をかけて乾燥収縮するのですが、これに適切に対処をしないと、乾燥収縮ひび割れが起こります。

周囲になにも拘束されるものがなければ、ただ縮むだけなのでひび割れは起こらないはずです。

体積変化の拘束によるひび割れは、収縮するコンクリート部材が、収縮しにくいコンクリート部材(柱や梁)などによって拘束されることにより発生します。

体積変化の拘束によるものは、乾燥収縮ひび割れ以外に、

・初期養生中の急激な乾燥

・コンクリートの沈下、ブリーディング

・水和熱による温度ひび割れ

などがあります。

 

コンクリート内部の膨張によるひび割れ

・中性化、塩害による鉄筋腐食

・アルカリ骨材反応

・凍害

 

外力によるひび割れ

梁によく見られる「曲げひび割れ」、壁が大きな地震力を受けた際にできる「せん断ひび割れ」などがあります。曲げ、せん断と言われますが、どちらもコンクリートが過大な引張力を受けて起こるひび割れです。その他、不同沈下によるひび割れもあります。

 

💡対策

分類するのが面倒だったのでずらっと書きます(´・ω・`)

皆さんで、どのひび割れに対する対策なのか考えてみてください^^

 

・乾燥収縮の少ない砕石を使う

生コン会社によって乾燥収縮率が大きく異なる。 単位水量を減らすよりもずっと影響が大きい。

・冬季に打設する

夏季に打設を始めると、夏冬間の気温低下の影響による収縮ひび割れが問題になる。

・ひび割れ誘発目地を入れる(壁)

・マスコンは、発熱の小さい中庸熱セメントを使う

地方では安定的に入手するのが難しいそうですが。

・拘束度を減らす

基礎梁などは短く分割して打設する。一階床スラブは、基礎梁による拘束が大きいため、土間スラブとして基礎梁と切り離す。

・混和材料を用いる

◯膨張材(粉体)

初期膨張によって圧縮応力を発生させ、その後の収縮による引張応力を緩和する。

◯収縮低減剤(液体)

収縮自体を小さくすることで引張応力を抑制する。細管水に作用する表面張力を小さくする働きにより、水分が逸散しても収縮を抑制する。ベースとなるコンクリートの乾燥収縮率が大きいときほど効果を発揮する。

・無収縮コンクリートを用いる

初期の膨張による圧縮応力が大きいうえ、その後の収縮が小さいことから、圧縮応力が長期にわたって残存する。このため引張応力がほとんど発生せず、ひび割れの発生リスクを非常に小さくできる。

・コンクリート強度を上げる

・コンクリート断面を大きくして応力を小さくする

・開口補強筋を入れる

・鉄筋本数を増やす

ひび割れが分散して本数が増加するので、必ずしもよい結果を生まない場合がある。

 

許容できるひび割れ幅

目標とする性能レベルによって異なりますが、日本建築学会の「鉄筋コンクリート建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針(案)同解説」では、構造安全性を持たせるには設計ひび割れ幅0.3mm以下、漏水抵抗性を持たせるには、設計ひび割れ幅0.1mm以下(許容ひび割れ幅は0.15mm以下)などとされています。

また、品確法では、幅0.3mm未満のひび割れであれば瑕疵の可能性(法的な責任を問われる可能性)が低いとされています。

 

 

 

(参考文献)

・ひび割れトラブル完全克服法、著 閑田徹志、日経アーキテクチュア、2015.8.31

・建築技術 No.766 構造体コンクリートのひび割れは低減できているのか

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