中性化抵抗性耐久性凍結融解抵抗性アル骨反応安定性塩化物侵入抵抗性コンクリートの耐久性その他水密性耐火性すり減り抵抗性 64 コンクリートの劣化強度不足(水セメント比）ひび割れ乾燥収縮温度変化の繰返しアルカリ骨材反応凍結融解の繰返し（凍害）施工不良水和熱（マスコンクリート）鉄筋腐食火災ひび割れ構造ひび割れ（曲げ・せん断）過荷重（大たわみ）地盤・基礎（不同沈下）表面劣化鉄筋の劣化鉄筋コンクリートの劣化強度劣化ひび割れ鉄筋腐食中性化塩化物イオン水セメント比かぶり厚さ不足内部塩害外部塩害乾燥収縮によるひび割れ乾燥収縮によるひび割れの原理梁部材（壁）梁梁の自由ひずみεfb（非常に小さい）梁壁の自由ひずみεf 部材（壁）拘束ひずみ（ εf - εa）梁部材（壁）実際の収縮ひずみεa 梁自由ひずみが拘束されることにより応力が発生する。建築物の場合，壁などの薄い部材（乾燥しやすい部材）が梁などの厚い部材（乾燥しにくい）によって収縮を拘束される。部材（壁）に発生する応力＝充填モルタル界面のひび割れ乾燥収縮ひび割れ開口部隅角部に発生した乾燥収縮ひび割れ大壁面に発生した乾燥収縮ひび割れ開口部の乾燥収縮ひび割れと窓下サッシュ取付け充填モルタルとコンクリートの界面に生じたひび割れ水和熱による温度応力水和反応により時間とともにコンクリートが硬化（ヤング係数が大きくなる）するため，温度が元の状態に戻っても応力が発生する。建築学会マスコンクリートの温度ひび割れ制御設計・施工指針(案)・同解説建築学会マスコンクリートの温度ひび割れ制御設計・施工指針(案)・同解説 ○一般に、コンクリートの中性化は、「フェノールフタレン」の着色現象で調べる。中性化 ○中性化（ｐH１０以下）域では、フェノールフタレン(１％濃度)は着色せず、これよりアルカリ濃度の高い部分では赤紫色の呈色する。コンクリートの強いアルカリ性が、周囲の二酸化炭素やその他の酸性物質によって、内部鉄筋の防錆性能を失う程度にまで濃度低下することを言う。一般に二酸化炭素によることが多いので、別名炭酸化とも呼ばれる。中性化部分未中性化部分 45 61 CO２ CaCO3 CaCO3 ＋鉄筋腐食可能範囲 CO２外部表面ｐH値12.6～13 かぶり厚さ（この位置に最外側鉄筋表面がある） 10 中性化深さﾌｪﾉｰﾙﾌﾀﾚｲﾝ法で変色しない範囲 CO２ CO２ＲＣ構造物の中性化進行概念図 Ca（OH）2 CO２ CO２ Ca（OH）2のみ pH11 pH10~８ｐH値の変化中性化を耐久性の指標とする場合の寿命コンクリート表面からの距離ＲＣ構造物の材齢ｐH値とフェノールフタレイン変色領域中性化 Fe FeO Fe3O4 Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)3.3H2O 0 49 1 2 3 4 5 6 7 3) Volume (cm 日本コンクリート工学協会ひび割れ調査，補修・補強指針2003 建築学会コンクリートの調合設計指針・同解説建築学会コンクリートの調合設計指針・同解説超長期（Fd36N/mm2）：計画供用期間としておよそ200年長期（Fd30N/mm2）：計画供用期間としておよそ100年標準（Fd24N/mm2）：計画供用期間としておよそ65年短期（Fd18N/mm2）：計画供用期間としておよそ30年６５（壁と柱の見分けがつきにくい例）かぶり厚さ不足による柱帯筋腐食ひび割れ鉄筋腐食コンクリート中の鉄筋が腐食する原因は種々あるが、①コンクリートの中性化、② コンクリート中の塩化物イオンの存在（外来・内在）、③コンクリートのひび割れによる鉄筋の露出などがある。 55 内部塩化物と中性化による鉄筋腐食ひび割れ内部塩化物による鉄筋腐食ひび割れ凍害凍害桁鼻隠し下端凍害は、コンクリート中にある水分や外部から浸透した水分が、寒暖の繰返しによって氷結膨張・融解浸透して内部欠陥を広げていく劣化現象である。水は氷結すると体積が９％程度膨張するため、凍害対策は、空気を連行したコンクリートを用いること、外部から水分を浸透させないこと、水溜まり箇所を造らないことが重要である。 55 柱バルコニー 51 コンクリート中の空気量硬化コンクリートの凍結融解抵抗性の確保から、通常、4.5～6 % エントレインドエアー（空気連行剤によって人為的に細かな Entrained-Air 均一分散した独立気泡）は、特に必要。エントラップドエアー（練混ぜ中に自然に入ってしまう、大きく、繋がるなどした気泡） Entrapped-Air は害となる。凍結融解による劣化が激しい水の浸透建築学会コンクリートの調合設計指針・同解説凍結による膨張部材中央軸方向アルカリ骨材反応アルカリ骨材反応柱骨材には、コンクリート中のアルカリ（NaイオンやK イオン）と反応して吸水性の極めて高いゲル（一般にシリカゲル）を生成するものがあり、生成物がコンクリート内部の水分を吸収膨張するため、その膨張圧によってひび割れ破壊を生ずる現象。円柱亀甲状 59 エフロレッセンス部材中央軸方向梁・柱亀甲状雨掛り部位アルカリ骨材反応 65 火災（高熱） 91 コンクリートが高熱を受けるとセメント硬化体は約600℃まで収縮 16 加熱中のコンクリートの圧縮強度 47 骨材は膨張普通・４５％セメント水和物中の Ca(OH)2が熱分解変形の違いによる組織の緩み軽量・４５％２５０アルカリ性が低下し鋼材の防食性が低下耐久性低下普通・７０％軽量・７０％１５０強度劣化・剥落 RC構造物の崩壊 92 15 94 13 加熱中のコンクリートの弾性係数 47 95 12 冷却後のコンクリート弾性係数の回復状況 97 冷却後のコンクリート圧縮強度の回復状況 47 96 11 47 コンクリートの爆裂原因 10 98 ① 温度上昇による骨材の性質の変化 ② 間隙内の自由水の水蒸気圧の上昇 ③ セメントペーストと骨材の熱膨張の相違 ④ コンクリートと鉄筋の熱膨張の相違 ⑤ 内部における温度上昇の相違 ⑥ 急激な温度変化 09 48 鋼材の弾性係数比および降伏応力度比 99 08 100 07 火災時の温度とｺﾝｸﾘｰﾄの変色火災時受熱温度～300℃ 300～600℃ 101 火災被害等級（日本建築学会）ｺﾝｸﾘｰﾄ表面の状態すすの付着汚れ桃被害等級状況 Ⅰ級無被害の状態で例えば①被害全くなし，②仕上げ材料等が残っている。仕上げ部分に被害がある状態で，例えば①全体にすす，油煙等の付着，③コンクリート表面の受熱温度が 500℃以下，③床・梁の剥落軽微鉄筋位置へ到達しない被害で，例えば①微細なひび割れ，②かぶりコンクリートの受熱温度が500℃を越え（主筋位置で500℃以下），③柱の爆裂わずか主筋との付着に支障がある被害で，例えば①表面に数mm幅のひび割れ，②鉄筋の一部露出主筋の座屈などの実質的被害がある状態，①構造部材としての損傷大，②爆裂広範囲，③鉄筋露出大， ④たわみが目立つ Ⅱ級色 Ⅲ級 600～900℃ 灰白色 950～1200℃ 淡黄色 Ⅳ級 1200℃以上溶融状態 Ⅴ級 06 102 05 すすの付着状況ひび割れ状況被害等級Ⅱ級被害等級Ⅲ級 103 104 鉄筋の露出状況 04 火災を受けたコンクリートおよび鉄筋の評価 500℃までの加熱であれば約90%まで強度は回復する。安全と考えられる温度500℃ の深さを調べて、被害等級Ⅲ～V の区分を行う。被害等級Ⅳ級 105 03 02 被害等級と再使用の判定汚れ：雨水の制御側面外装仕上げ材正面外装仕上げ材 END 01