竹筋コンクリート
竹筋コンクリート(ちくきんコンクリート)は鉄筋の代わりに竹を骨組に用いたコンクリートである。英語ではBamboo Reinforced Concrete (BRC) とも呼ばれる。
第二次世界大戦当時の日本において鉄が戦略物資として軍に優先的に回されたため、民間事業や公共事業において鉄筋コンクリート構造物の建造に支障が生じるようになった。当初は、鉄筋の代替として木筋による構造物が考案されたが、コストや強度等の点で劣るために戦前より幾つかの研究事例が纏められていた竹筋によるコンクリートが注目されるようになった。
竹は亜熱帯性の気候で良く生育し、鉄材の産出に乏しい日本においては、古くは土壁に網状に組んだ割竹材を埋め込んで強度を上げるなど、第二次世界大戦以前から比較的ポピュラーな建材の一つでもあった。竹筋コンクリートの科学的な研究は既に大正年間に始まっており、幾つかの構造物が大正から昭和初期に掛けて竹筋で試験的に施工されていた。本格的な技術体系は日中戦争勃発後、太平洋戦争前夜の1941年に滋賀県水口土木出張所長であった土木技師、河村協の著書「竹筋コンクリート」の大成によって一応の完成を迎え、竹筋コンクリートは採用する構造物の用途を見極め、施工指針に則った慎重な施工を行う事で重量対強度等の点で必要充分であると評価されるようになり、当時建設された多くのコンクリート建造物に利用された。
このような経緯の元で工法として確立された為、建設当時は竹筋コンクリートの建物を永久構造物として捉えていたものも多く、戦争の期間だけ使用する戦時設計とは言い難い側面もあるが、竹の材質的な欠点としてコンクリートとの接着性が悪く(特に皮の部分)骨組みが離脱する恐れがあったことと、コンクリートのアルカリに弱く竹材内の脂質が分解されることで長期的に強度が低下する恐れがあったこと、竹材そのものが吸水乾燥によって膨張収縮するためにコンクリートにひび割れを発生させる恐れがあったことなどが問題点として指摘された。
河村はこれらの竹の欠点を克服する為、竹筋コンクリートの施工に当たっては、
竹材伐採の際には竹の材齢で最も強度が高くなる4-5年材を選定し、竹材の含水量が最も低くなる秋季(9-11月)に伐採を実施すること。
鉄筋コンクリートよりもコンクリートの被りを大きめに取る(概ね鉄筋比+1cm程度)こと。
竹は丸竹のまま用いず、可能な限り半割竹に加工するか、鋸歯状の凹凸加工を施した上で、一定間隔で番線を縛り付けてコンクリートとの付着性を高めること。
丸竹・割竹の別なく、竹の節は削らずにそのままの状態で施工を行うこと。
割竹とした場合、強度の高い外皮側を構造物の引っ張り強度が掛かる面に必ず向けて配筋すること。
竹は先端部と根元部で強度が異なるため、一列に配筋する際には端部に先端・根元を交互に配すること。
竹の表面に鉛白や柿渋、コールタールや合成樹脂塗料などを塗布して吸水防止の措置を取るか、配筋作業の直前まで竹筋を特殊な防腐液に浸して硬化竹筋処理した上で配筋し、コンクリートの打設を行うこと。
等の施工方法を推奨している。但し、このような厳格な施工指針を遵守した場合であっても、大きな曲げ強度の掛かる梁や桁橋においては施工可能なスパンは最大でも4m程度が限界であり、多くは柱や底版、橋脚基部などの圧縮強度が掛かる構造物に用いられる程度に留まり、終戦後間もなく鉄筋材の供給体制が回復し、鉄筋コンクリートが復活すると竹筋コンクリートは瞬く間に廃れていった。
日本においては現在でも一部に竹筋コンクリート構造物が現存し、中には現役の構造物も存在する。また未確認ながら竹筋の可能性が囁かれている現役の構造物もある。他に、独立行政法人国際協力機構 (JICA)が東南アジアの国々において、経済的事情から鉄筋の購入が難しい貧困地域向けの小規模建造物建設技術指導に、戦前の河村・細田の竹筋コンクリート施工法を用いている例がある。東南アジアでも竹材の産出量が多い地域では、均しコンクリートの補強材等として補助的に竹筋コンクリートが施工される例は、元より多く見られる傾向ではあるが、日本の大学などがバイオマス研究の一環として現地の研究機関と共に技術開発を模索している例も見られる。
日本以外での本格的な竹筋コンクリートの研究例としては、1966年にアメリカ海軍土木研究所(現・NSFEC)の土木技師、Francis E. Brink及びPaul J. Rushによって「BAMBOO REINFORCED CONCRETE CONSTRUCTION」というレポートが発表されている。
なお、上記のような建材としての施工法を確立し、構造計算なども十分配慮して施工される事例とは全く別に、単純に手抜き工事の一環として竹筋が悪用される事例がある。1990年代以降の中華人民共和国では、本来鉄筋を使うべき工事現場において、違法な手抜き工事(豆腐渣工程、豆腐渣はおからのこと)により竹筋コンクリートが使用された構造物の存在が多数発覚して問題となった。また、中国では公道上の鋳鉄製品がすぐに盗難に遭ってしまう事情などにより、本来鋳鉄製品を使用すべき高速道路のマンホール蓋に竹筋コンクリートが使用されている事例も福建省の福寧高速公路等で報告されている。
河村の著書では真竹(苦竹)、淡竹、孟宗竹の3種類の竹について、機械的強度の紹介が成されている。
使用説があるもの、着工しても完成しなかったものも含む。
※印は竹筋であると確認されたもの。
厳美渓長者滝橋 - 岩手県一関市。道路橋。1939年の建設時に竹筋使用の証言が残る。1987年の強度調査で竹片が検出されるも、確定までは至らず。付近に竹筋説を示す看板が設置されている。1999年に登録有形文化財に登録。
岩国徴古館 - 山口県岩国市。1945年竣工、柱に使用。
福井川橋梁 - 長崎県佐世保市。松浦鉄道西九州線の鉄道橋。目撃証言がある。2006年の調査では確定に至らなかった。
旧米倉庫 - 大分県玖珠郡玖珠町。1939年12月に上棟。2019年時点では金物店として使用されている。一部解体時に竹筋の目撃証言があり、探知機による調査でもごく一部を除き金属反応が出ていないことから、竹筋コンクリート造にほぼ間違いないとされる。
大間線橋梁 - 青森県むつ市等。未成線の鉄道橋。
対港橋旧橋 - 富山県高岡市。道路橋。1943年架設。
前浜掩体群 - 高知県南国市。高知空港付近に残る旧高知海軍航空隊の掩体壕で41基のうち7基が現存。解体された掩体壕について竹筋の目撃証言があるが、様々な構造のものがあったとされ、現存するものが竹筋コンクリートであるかは不明。
宮原線橋梁 - 熊本県阿蘇郡小国町。1984年に廃線になった宮原線の鉄道橋。線内に現存する7本のアーチ橋が竹筋コンクリートとされ、幸野川橋梁については建設時に竹筋を目撃したとの証言がある。非破壊検査やコンクリートコア調査では竹筋は確認されていないものの、一部の橋梁から採取したコア中に竹片が所在することが目視確認されている。2004年に登録有形文化財に登録。
橋満橋 - 宮崎県小林市。1943年架設。三之宮峡に架かる道路橋。
五新鉄道(未成線)吉野川橋脚 - 無筋コンクリートだと噂されていたが、国鉄民営化で五新鉄道計画の工事中断の決定後に、不要となった吉野川橋脚を爆破除去した際、破壊されたコンクリート塊から、鉄骨とあわせて竹が出てきたことで、竹筋コンクリートと鉄筋コンクリートの混合型と判明した。
原ノ町駅※ - 福島県南相馬市。ひさしの支柱に用いられた。現在でも一部が駅舎内に展示されている。
旧大正橋※ - 愛知県名古屋市。橋脚基部。現在の大正橋近辺に一部が残存。
宇和島市立和霊小学校旧水泳プール※ - 愛媛県宇和島市。プールの底版部に竹筋を使用。昭和南海地震にも無傷で耐えたが、2007年に解体撤去。コンクリート片がグラウンドに保管されている。
戸井線(未成線)蓬内橋- 2013年3月19日に解体された結果、無筋橋であったことが判明した。