2013年07月25日
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建築実務者の間でさえあまり知られていないことだが、外気温の低下によるひび割れトラブルは実に多いとされているのだ。しかしながら私のようなベテラン技術者なら打設する季節と、問題となる施工条件に注意を払えばひび割れリスクを大幅に低減できることを知っているのだ。温度ひび割れについて解説すると温度ひび割れには2つのタイプがあって、1つはいわゆるマスコンクリートを打設するときに問題となるひび割れで、ダム建設のような大断面の部材では内部で大量の水和熱が発生して温度が上昇するが、コンクリートの表面付近は外気温に近いため内部の熱膨張によって表面が引っ張られ、内部応力が限界を超えてひび割れが発生するというものなのだ。
もう1つは季節変動による外気温の低下によって生じるひび割れなのだが、夏から冬に向けて外気温が低下するとコンクリートは収縮するが、外部の既設構造物がそれを拘束するため、コンクリートは既設構造物から引っ張り力を受ける形になり、内部応力が限界を超えてひび割れが生じるというものなのだ。特に注意したいのは後者の外気温の低下によるひび割れで、関連するトラブルが後を絶たないとされているのだ。このタイプはマスコンの温度ひび割れとは異なり部材断面が小さくても発生し、またマスコンの場合には材齢7日程度でひび割れが生じるのに対して、外気温の低下によるひび割れは夏から冬に向かう季節変動のなかで生じるため半年のスパンで発生するとされているのだ。
外気温の低下によるひび割れに的を絞って詳しく解説すると、夏にコンクリートを打設すると次の冬までのわずか半年間で、温度低下による収縮ひずみが約400マイクロまで増大するといわれているのだ。一方で乾燥収縮の速度は比較的緩慢で特に大断面のコンクリートでは10年単位でゆっくり進行する。とされているのだ。10年経過してやっと温度ひび割れの最初の半年間と同じくらいのひずみが生じるとされているのだ。つまり短期的には温度収縮の影響がはるかに大きくひび割れに直結しやすいことになるのだが、コンクリート打設後の内部の温度変化を夏に打設した場合と冬に打設した場合で比べてみると、夏季に打設すると水和熱が加わりコンクリート部材の温度は50℃程度に上昇するとされているのだ。
その後厳寒期までに約40℃低下するのでこの温度差によって400マイクロの温度収縮ひずみが生じることになるのだ。それが冬季に打設すると外気温は夏に向かって上昇していくからコンクリート部材は膨張することになり、収縮による温度ひび割れのリスクが小さくなるということになるのだ。温度収縮によるリスクを乾燥収縮によるリスクと合わせて考えてみると、夏季にコンクリートを打設すると冬季を迎えるまでに温度収縮が進み、これが乾燥収縮に累加されるのでひび割れリスクは一層増大することになるのだ。温度収縮が問題になる典型例は地盤に接したスラブであるとされているのだが、夏季から冬季に向けて温度が低下すると床スラブの温度が低くなり温度収縮が発生することになるのだ。
これに対し大きな問題とならないのは鉄骨造の床スラブのケースで、これはRCの床スラブを鉄骨の梁が下から支えている構造なのだが、夏季から冬季にかけて温度収縮が床スラブに生じると、ほぼ同等の温度収縮が拘束体である鉄骨梁にも生じることになるのだ。なぜならコンクリートと鉄の温度変化に対する熱収縮の割合である線膨張係数がほぼ同じだからで、鉄筋コンクリートが施工される理由となっているのだ。その結果床スラブは温度収縮による拘束を鉄骨梁から受けることがないので、ひび割れの要因は生じず乾燥収縮のみとなるのだ。このように温度収縮によるひび割れを考えるときには施工時期のタイミングに加え、拘束体に温度収縮が生じるかどうかを見極めることが重要となってくるのだ。
--- On Thu, 2013/7/25, > wrote:
もう1つは季節変動による外気温の低下によって生じるひび割れなのだが、夏から冬に向けて外気温が低下するとコンクリートは収縮するが、外部の既設構造物がそれを拘束するため、コンクリートは既設構造物から引っ張り力を受ける形になり、内部応力が限界を超えてひび割れが生じるというものなのだ。特に注意したいのは後者の外気温の低下によるひび割れで、関連するトラブルが後を絶たないとされているのだ。このタイプはマスコンの温度ひび割れとは異なり部材断面が小さくても発生し、またマスコンの場合には材齢7日程度でひび割れが生じるのに対して、外気温の低下によるひび割れは夏から冬に向かう季節変動のなかで生じるため半年のスパンで発生するとされているのだ。
外気温の低下によるひび割れに的を絞って詳しく解説すると、夏にコンクリートを打設すると次の冬までのわずか半年間で、温度低下による収縮ひずみが約400マイクロまで増大するといわれているのだ。一方で乾燥収縮の速度は比較的緩慢で特に大断面のコンクリートでは10年単位でゆっくり進行する。とされているのだ。10年経過してやっと温度ひび割れの最初の半年間と同じくらいのひずみが生じるとされているのだ。つまり短期的には温度収縮の影響がはるかに大きくひび割れに直結しやすいことになるのだが、コンクリート打設後の内部の温度変化を夏に打設した場合と冬に打設した場合で比べてみると、夏季に打設すると水和熱が加わりコンクリート部材の温度は50℃程度に上昇するとされているのだ。
その後厳寒期までに約40℃低下するのでこの温度差によって400マイクロの温度収縮ひずみが生じることになるのだ。それが冬季に打設すると外気温は夏に向かって上昇していくからコンクリート部材は膨張することになり、収縮による温度ひび割れのリスクが小さくなるということになるのだ。温度収縮によるリスクを乾燥収縮によるリスクと合わせて考えてみると、夏季にコンクリートを打設すると冬季を迎えるまでに温度収縮が進み、これが乾燥収縮に累加されるのでひび割れリスクは一層増大することになるのだ。温度収縮が問題になる典型例は地盤に接したスラブであるとされているのだが、夏季から冬季に向けて温度が低下すると床スラブの温度が低くなり温度収縮が発生することになるのだ。
これに対し大きな問題とならないのは鉄骨造の床スラブのケースで、これはRCの床スラブを鉄骨の梁が下から支えている構造なのだが、夏季から冬季にかけて温度収縮が床スラブに生じると、ほぼ同等の温度収縮が拘束体である鉄骨梁にも生じることになるのだ。なぜならコンクリートと鉄の温度変化に対する熱収縮の割合である線膨張係数がほぼ同じだからで、鉄筋コンクリートが施工される理由となっているのだ。その結果床スラブは温度収縮による拘束を鉄骨梁から受けることがないので、ひび割れの要因は生じず乾燥収縮のみとなるのだ。このように温度収縮によるひび割れを考えるときには施工時期のタイミングに加え、拘束体に温度収縮が生じるかどうかを見極めることが重要となってくるのだ。
--- On Thu, 2013/7/25, > wrote:
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