ドイ産業のよもやま話～part７～

皆さんこんにちは！

 

さて今回は

～耐久性～

ということで、コンクリートの種類ごとに耐久性の違いを詳しく解説 し、どのような構造物に適しているのかを考察します♪

 

コンクリートは、土木工事において不可欠な建設材料のひとつです。道路、橋梁、ダム、トンネル、港湾施設など、さまざまな構造物に用いられています。しかし、一口に「コンクリート」と言っても、用途や環境条件に応じてさまざまな種類があり、それぞれ耐久性にも違いがあります。

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1. コンクリートの耐久性とは？

コンクリートの耐久性とは、外部環境からの影響を受けにくく、長期間にわたってその性能を維持できる能力 を指します。コンクリートの耐久性に影響を与える主な要因として、以下のものがあります。

• 化学的要因（酸性雨、塩害、硫酸塩攻撃など）
• 物理的要因（凍害、乾燥収縮、温度変化など）
• 機械的要因（荷重、振動、衝撃など）

これらの要因に適切に対応できるように、コンクリートはその種類ごとに調整されています。

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2. コンクリートの種類ごとの耐久性の違い

① 普通コンクリート

最も一般的に使用されるコンクリートであり、セメント・水・砂・砕石を適切な割合で混合したもの です。通常、圧縮強度を高めるために水セメント比（W/C）を適正に管理し、施工時の養生を適切に行うことが重要です。

耐久性の特徴

• 圧縮強度が高いが、引張強度が低いため、鉄筋と併用するのが一般的。
• 適切な配合と施工管理が行われれば、高い耐久性を持つ。
• 一方で、塩害や凍害には比較的弱く、厳しい環境では劣化が進みやすい。

主な用途

• 建築物の基礎・柱・梁・床板
• 道路・橋脚・ダム・トンネル

② 高強度コンクリート

通常のコンクリートよりも高い圧縮強度を持つコンクリートで、水セメント比を低くし、強度発現が早い のが特徴です。シリカフュームやフライアッシュなどの補強材を加えることもあります。

耐久性の特徴

• 緻密な組織を形成し、耐久性が向上する。
• 水密性が高く、塩害や中性化に対する耐久性も優れる。
• ただし、内部応力の蓄積により、ひび割れが発生しやすい。

主な用途

• 高層ビルや長大橋の構造部材
• 大荷重がかかる床や基礎

③ 耐硫酸塩コンクリート

硫酸塩を含む土壌や地下水にさらされる環境向けに開発されたコンクリートで、硫酸塩に対する耐久性を向上させた特殊なセメントを使用 します。

耐久性の特徴

• 硫酸塩による膨張・劣化を抑えるため、硫酸塩耐性セメントを使用。
• 地下構造物や港湾施設での使用に適する。
• 通常のコンクリートよりも長期的な耐久性が高い。

主な用途

• 地下水位が高い地域の基礎
• 廃棄物処理場・化学プラント

④ 低発熱コンクリート

ダムや大規模な基礎など、大量のコンクリートを一度に打設する際に使用されるコンクリートで、発熱を抑えてひび割れを防ぐ ことを目的としています。

耐久性の特徴

• 内部温度の上昇を抑え、ひび割れを防止する。
• 自己収縮が小さく、長期間にわたって安定した強度を保持できる。
• 施工時の温度管理が適切でないと、強度のばらつきが生じる可能性がある。

主な用途

• 大規模ダム・厚い基礎・橋脚

⑤ 水中不分離コンクリート

水中での施工を可能にする特殊なコンクリートで、流動性を高めつつ、水とセメントが分離しないように工夫されている のが特徴です。

耐久性の特徴

• 水中での施工でも材料分離が起こらず、均一な強度を発現。
• 通常のコンクリートよりも耐水性が高く、劣化しにくい。
• ただし、施工管理が難しく、適切な混合比や添加剤の選定が重要。

主な用途

• 港湾施設・橋脚の基礎
• 海中トンネル

⑥ 繊維補強コンクリート（FRC）

金属繊維や炭素繊維、ガラス繊維などを混入することで、引張強度や耐衝撃性を向上させたコンクリートです。

耐久性の特徴

• ひび割れに対する抵抗力が高く、耐衝撃性にも優れる。
• 繊維の種類によって特性が異なる（鋼繊維は強度向上、ガラス繊維は軽量化など）。
• 材料コストが高く、施工方法が特殊なため、一般のコンクリートに比べて扱いが難しい。

主な用途

• 高速道路・飛行場の滑走路
• 耐震補強工事

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3. まとめ：耐久性を考慮したコンクリート選びの重要性

コンクリートの種類ごとに耐久性の違いがあり、用途や環境条件に応じた選定が重要です。

• 一般的な構造物には「普通コンクリート」や「高強度コンクリート」
• 塩害や化学的影響を受ける環境では「耐硫酸塩コンクリート」や「水中不分離コンクリート」
• 大規模構造物では「低発熱コンクリート」や「繊維補強コンクリート」

適切なコンクリートの選定と施工管理を行うことで、長期間にわたって耐久性を維持し、安全なインフラを実現することができます。

 

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