1. HOME > 構造力学の基礎 > コンクリートの弱点は?1分でわかる弱点と種類、劣化とひび割れ

コンクリートの弱点は?1分でわかる弱点と種類、劣化とひび割れ

コンクリートには、様々な弱点があります。引張力に弱い、重量が大きいなど、です。弱点の多いコンクリートですが、それを補った材料が「鉄筋コンクリート」です。今回は、コンクリートの弱点の種類と、劣化とひび割れについて説明します。


コンクリートの種類については下記が参考になります。

コンクリートの種類は?よくわかる7種類のコンクリートの特徴

コンクリートの弱点は?

コンクリートの弱点を下記に整理しました。


コンクリートは、水、セメント、骨材を混ぜ合わせた材料です。複数の材料を組み合わせたものを「複合材料」といいます。複合材料は、メリットも多いですが、反面デメリットも増えます。


コンクリートの弱点を補うため、鉄筋で補強した材料を「鉄筋コンクリート」といいます。※鉄筋コンクリートについては下記が参考になります。

鉄筋コンクリート造の基礎


それでは、各弱点を解説します。

引っ張る力に弱い

コンクリートは引っ張る力に弱いです。下図をみてください。コンクリートの柱を引張ると、圧縮したときより1/10も小さな力で壊れます。

コンクリートと引張力

コンクリートの圧縮強度は、一般的に24N/mu程度です。単位変換して分かりやすくすると、240kg/cuです。つまり、1cm角のコンクリートは240kgの圧縮力に耐えられます。※コンクリートの圧縮強度は下記が参考になります。

圧縮強度の基礎知識、コンクリートの圧縮強度とは?


引張力に対しては、わずか24kgの力に耐えられません。


この弱点を補う材料が「鉄筋」です。鉄筋は引張力に強いからです。コンクリートと鉄筋を組み合わせた材料が、鉄筋コンクリートでしたね。

重量が大きい(重い)

コンクリートは重量が大きいです。単位体積重量で、2.4t/m^3あります。また、ヤング係数が鋼材の1/10程度のため、たわみを小さくするため断面を大きくします。コンクリートの単位体積重量は下記が参考になります。


コンクリートの比重は?鉄筋コンクリートとの違い、骨材、鉄筋の影響


鉄骨造に比べて自重が大きいので、地震力も大きくなります。※地震力については下記が参考になります。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味


スパンが大きいと、断面を大きくしても自重が増えるため、たわみを抑えることができません。

スポンサーリンク

ひび割れがおきやすい

コンクリートは、引張力に弱いので、ひび割れが起きやすい材料です。ひび割れを抑えるために鉄筋を入れますが、ひび割れが生じます。


ひび割れの原因は複数あります。温度による力(乾燥による収縮、湿気による膨張などによる力)、二酸化炭素による影響もあります。コンクリートはアルカリ性ですが、二酸化炭素の影響で劣化することが知られています。これを中性化といいます。鉄筋は錆びないように、コンクリートに被覆されていますが、中性化すると錆びます。


鉄筋の錆によりコンクリートが、内部からひび割れます。そのひび割れから、さらに二酸化炭素が入りもっと錆びます。ちなみに、二酸化炭素の影響は、室外よりも室内が大きいです(人間の息が二酸化炭素のため)。


また、建物の一部が沈下すると(不同沈下という)、部材にひび割れが生じます。沈下することで、設計で見込んでいなかった余分に力が作用するからです。


ひび割れが生じた場合、適切な処理を施します。見過ごすと、前述した「中性化による鉄筋の錆」、「ひび割れが水道(みずみち)となり劣化」などが起きます。※水道(みずみち)とは、みずの通り道のこと。ひび割れから、躯体内部に水が入る経路。

現場施工の工程(作業)が多い

コンクリートは鉄骨と違い、現場施工が多いです。コンクリートの品質を決める工程のほとんどが「手作業、半手作業」によって行います。


よって、品質の管理・監理を適切にしないと、悪いコンクリートができます。厄介なのは、悪いコンクリートができても、外からは見分けがつかない点です。


規定が緩やかだった時代では、現場に届いた生コンクリートに水を入れ、作業性を良くしていた、という話もあります。※生コンクリートとは、硬化する前の液状のコンクリート。


水を余分に入れたコンクリートでは、所定の強度が出ませんね。

コストの変動を受ける

コンクリートに限った話ではありませんが、コストの変動を受けます。特にコンクリートは、前述したように現場施工の工程が多いです。現場で型枠を組み、鉄筋を配置し、生コンを打設します。全て人間(職人さん)の手によって行います。


人手不足の昨今、職人さんの賃金も値上がりしています。よって、人件費を含めた施工費が値上がりし、結果コストの変動を受けるのです。

まとめ

今回はコンクリートの弱点について説明しました。弱点の種類が理解頂けたと思います。弱点を理解すれば、その改善方法も理解できますね。弱点が無い材料な存在しません。設計者としてできることは、いかに材料の弱点を補える設計を行うか、だと思います。

▼この記事を今すぐSNSでシェアする▼


▼こちらも人気の記事です▼

▼人気の記事ベスト3▼

▼いつでも構造力学の問題が解ける!▼

構造ウェブ問題集

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

スポンサーリンク

検索

カスタム検索

プロフィール

おすすめ特集

note始めました 構造ウェブ問題集

人気の記事ベスト3

建築の本、紹介します。▼

すぐにわかる構造力学の本

同じカテゴリの記事一覧

  1. HOME > 構造力学の基礎 > コンクリートの弱点は?1分でわかる弱点と種類、劣化とひび割れ
  2. -->