建設の施工企画

208. 5

表― 1 コンクリート構造物の診断業務の一覧

CMI 報告事例
構造物種類
1 海岸護岸工

コンクリート構造物の診断・修復技術

柴藤勝也・伊藤文夫

わが国においてはこれまでに大量のコンクリート構

橋梁

フーチング
ひび割れ
RC 中空橋脚，PC
ひび割れ
中空ホロー床版

3

高架橋

4

高架橋

橋脚および橋台

木コン下部のひび割れ，ジャンカ・

5

河川調節池

洪水吐

表面気泡・砂すじ
ひび割れ

6

河川砂防用流路工 床固工

ひび割れ

7

高架橋

木コン下部のひび割れ

8

Ｕ型擁壁，ボック底版および側壁
スカルバート9

横断橋

橋脚および橋台橋脚，橋台，壁高欄等
T 型橋脚張出し部（PC）

11 取水堰

頭首工

12 建築物

外壁造物が構築・使用されてきた。それらの中には，長年13 ボックスカルバート ウイングの経過により劣化をきたしているものも出てきてい

14 堰

堰柱

15 樋門

函体る。また，品質の劣った材料の使用や不適切な施工により，短い年数で欠陥が生じた場合も見受けられる。

劣化の種類
ひび割れ

210 高架橋

1．はじめに部材の種類
胸壁ひび割れひび割れ
ひび割れ
表面打替コンクリートのひび割れひび割れ，剥離・剥落
ひび割れ
ひび割れ，エフロ
レッセンス
不等沈下，
ひび割れ

近年，将来的にはこのようなコンクリート構造物の維持補修が，建設市場の 30 ％以上を占めることにな

3．業務事例るという予測がなされている。したがって，劣化をきたしたコンクリート構造物の維持管理にあたっては，（1）高架橋橋脚のひび割れ構造物としての健全性を的確に診断し，構造物の機能（a）劣化の発生状況および診断結果を維持できるような適切な修復を実施することによ

施工中の高架橋 T 型橋脚の張出し部（厚さ 3 m）り，それらに要する維持管理費用等のライフサイクルの側面および天端面に，多数の水平・鉛直方向のひびコストをできるだけ抑制することが求められる。

割れが発生した。ひび割れ発生状況を，図― 1 に示本報告では，当研究所において実施した，コンクリす。ひび割れは，型枠の取り外し（材齢 9 日）よりもート構造物の劣化等についての診断および修復方法の前に発生した。ひび割れ幅は 0.04 〜 0.12 mm と微細策定事例について紹介する。

なものがほとんどで，部材を貫通している様子は見られなかった。コア採取によるひび割れ深さの調査（22．コンクリート構造物の診断・修復検討箇所）の結果，ひび割れ深さは 20 数 cm であった。
ひび割れの発生時期，発生状況およびコンクリート当研究所における近年のコンクリート構造物の診断が富配合（単位セメント量＝ 369 kg/m3）であること業務（トンネルを除く）の一覧を，表― 1 に示す。

から，ひび割れの発生原因は温度応力（内部拘束応力）

構造物の種類としては橋梁，河川構造物が多い。劣化であると予想された。そこで，この橋脚について温度の種類としては，ひび割れが最も多い。

応力解析を実施したところ，ひび割れ発生確率が大き表― 1 に示す診断業務のうち，修復方法の策定まいと判定される領域（コンクリートの引張強度よりもでを実施した事例として，以下のものを紹介する。

引張応力が大きくなる領域）が，実際にひび割れが発①高架橋橋脚のひび割れ（表― 1 の事例 10）生している領域とほぼ重なる結果となった。そこで，②建築物外壁のひび割れ，剥離・剥落（表― 1 の事

このひび割れの発生原因は温度応力であると判断し例 12）た。

建設の施工企画

08. 5

3

また，この工事ではほかにも同様の橋脚を施工していくことから，同様のひび割れ発生を抑制するための対策を検討した。温度応力解析により，対策として採用し得る条件を入力して対策の効果を求めた。解析を行った結果（最小ひび割れ指数）を，表― 3 に示す。
どのケースも，一般的に十分な効果が得られるとされるひび割れ指数 1.45 以上を満足しないため，現実的に採用し得るケース 2 を採用することとした。
実際の施工では，この対策に加えて，張出し部に配置されたシース管に空気を通過させるエアクーリングを実施した。この方法はコンクリート内部の熱を排出して温度上昇を小さくし，コンクリート表面との温度
図― 1 ひび割れ発生状況差を小さくして，表面におけるひび割れ発生を抑制することを目的としたものである。この対策によって施（b）修復方法の策定

工した橋脚張出し部のひび割れ発生状況を，図― 2

耐久性または防水性からみた補修の要否に関するひに示す。対策未実施の場合（図― 1）に比べ，大幅にび割れ幅の限度を，表― 2 に示す。この表によれば，ひび割れを抑制できる結果となった。

ひび割れ幅 0.2 mm 未満では補修は必要がないことになる。しかし，ひび割れ深さが 20 cm を超え，鉄筋の位置まで達している可能性もあることから，鉄筋腐食因子が鉄筋へ到達しやすい状態であると判断し，以下の方針の修復を実施することとした。

表― 3 ひび割れ抑制対策の解析結果

・ひび割れ幅が 0.2 mm 以上となっている一部の箇所
では，エポキシ樹脂などによる注入工法

ケース工法

・注入が困難なひび割れ幅 0.2 mm 未満の箇所では，ひび割れ箇所を覆うひび割れ被覆工法

具体策

最小ひび
割れ指数

材齢 14 日まで型枠１

保温養生

２

保温養生＋単位セメ AE 減水剤の使用にント量低減
より単位セメント量を存置し，材齢 28日までシート養生

0.79

上記に加え，高性能
表− 2 補修の要否に関するひび割れ幅の限度（日本コンクリート工学協会：コンクリートのひび割れ調査， 補修・補強指針)

耐久性からみた場合
環境 2）
その他の要因 1）

きびしい

中間

ゆるやかを 20 kg/m3 低減
保温養生＋単位セメ 上記に加え，プレク防水性からみた場合

３

ント量低減＋プレク ーリングにより打込ーリング
み温度を３℃低減―区分（A）補修を必大0.4 以上 0.4 以上 0.6 以上 0.2 以上要とするひび割れ幅（mm）

中小

0.4 以上 0.6 以上 0.8 以上 0.2 以上
0.6 以上 0.8 以上 1.0 以上 0.2 以上（B）補修を必大0.1 以下 0.2 以下 0.2 以下 0.05 以下

要としないひび割れ幅（mm）

中小

0.1 以下 0.2 以下 0.3 以下 0.05 以下
0.2 以下 0.3 以下 0.3 以下 0.05 以下

注： 1）その他の要因（大，中，小）とは，コンクリート構造物の耐久性および防水性に及ぼす有害の程度を示し，下記の要因を総合して定める。
ひび割れの深さ・パターン，かぶり（厚さ），コンクリート表面の塗膜の有無，材料・配（調）合，打継ぎなど
2）主として鋼材のさびの発生条件からみた環境条件

0.88

図― 2 ひび割れ抑制対策採用時のひび割れ発生状況

0.91

建設の施工企画

408. 5（2）建築物外壁のひび割れ，剥離・剥落

り，劣化発生箇所ではほとんどの場合中性化深さがか（a）劣化の発生状況および診断結果

ぶり深さに達しており，鉄筋を腐食させる要因となっ竣工から 33 年を経過した建築物の外壁（ハーフプていることがわかった。また，中性化深さが大きいほレキャスト型枠）に，多数のひび割れや剥離・剥落がど，外壁コンクリートの圧縮強度が小さいことがわか発生した。これらの劣化の発生状況を，写真― 1 にった。

示す。これらは外壁の中に配置された鉄筋に沿って発生しており，剥離・剥落箇所からは錆びた鉄筋を見る

塩化物含有量の測定の結果，塩化物はほとんど含まれておらず，塩害は無関係であることがわかった。

ことができた。このことから，ひび割れ，剥離・剥落

赤外線法による浮き・剥離調査の結果，約 1 万 m2

は，長期間をかけて鉄筋が腐食し，その膨張によっての外壁において浮き・剥離が 50 箇所以上発生してい発生しているものと考えられた。そこで調査は，以下ることがわかった。に示す内容で実施することとした。

（b）修復方法の策定
外壁の劣化箇所においては，コンクリートの剥落による第三者被害が発生するおそれがあるため，コンクリートの脆弱部の除去を行う必要があると判断した。
それ以外の箇所は，将来的には中性化が鉄筋の位置まで進行し，ひび割れその他が発生すると予想されるため，中性化した部分の再アルカリ化によって今後の中性化進行を抑制する必要があると判断した。
これらの判断に基づき，修復は以下の内容で実施することとした。
①現状の仕上材の全面撤去②外壁の変状箇所（ひび割れ，浮き・剥離）の除去③除去部の鉄筋の錆除去，防錆剤塗布およびモルタルなどによる断面修復

写真― 1 外壁の劣化発生状況④外壁のアルカリ性回復を目的とした，全面的な浸透性アルカリ性付与材の塗布・中性化深さ測定⑤仕上材の全面修復

・塩化物含有量測定
・コア，シュミットハンマーによる圧縮強度測定

4．おわりに・はつりによる鉄筋腐食状況調査
・赤外線法による外壁全面の浮き・剥離調査

私たちは，これまでに構築されたコンクリート構造

これらの調査の結果，以下のことが判明した。

物をより長く有効に活用していくための調査・診断

中性化深さの測定結果を図― 3 に示す。この図よや，修復対策提案の社会的意義の大きさを心に留め，それらをさらに効果的に実施するための技術の研鑽に努めていきたいと考える。

［筆者紹介］
柴藤 勝也（しばとう かつや）
6日本建設機械化協会 施工技術総合研究所
研究第三部
主任研究員

図― 3 中性化深さの測定結果

伊藤 文夫（いとう ふみお）
6日本建設機械化協会 施工技術総合研究所
研究第三部
部長

J C MA