コンクリートの変状★種類と原因ていねい解説

こんにちは、土木学士ちゃんさとです。

今回のテーマは【コンクリートの変状】です。

コンクリートの変状にはさまざまな原因と種類がありますので、しっかり確認しておきましょう。

それではさっそく参りましょう、ラインナップは目次からどうぞ 🙂

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名前：ちゃんさと

コンクリート変状の種類と原因

コンクリートが変状してしまうのは、以下の状況に分類できます。

上記の4つの観点から分析を行うと、変状原因が特定しやすくなるのでおすすめです。

劣化やひび割れに関して、さらにくわしくは以下の記事をご覧ください。

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そして、変状の種類は以下のとおり。

それぞれの原因や特徴をサクッとみていきましょう。

1.豆板（ジャンカ）

豆板とは、打設されたコンクリートの一部に、セメント、モルタルの廻りが悪く、粗骨材が多く集まってできた空洞部のことです。

さらにくわしくは以下の記事をご覧ください。

【豆板（ジャンカ）】土木コンクリート用語★施工ポイントも

2.空洞

空洞は、躯体内部のコンクリートが充填されていない箇所です。

トンネルの覆工コンクリートやPC構造物のシース管内などで発生しやすいと言われています。

発生原因は、材料分離のしやすいコンクリートの使用や不適切な打設方法、締固め不足などです。

3.コールドジョイント

コールドジョイントとは、先に打ち込んだコンクリートと後から打ち込んだコンクリートとの間が完全に一体化していない不連続断面のこと。

コンクリートは層状に打ち込むこと（打ち重ね）が原則で、一層の高さは、使用する内部振動機などを考慮して、40～50cm以下を標準としています。

打ち重ね時間間隔が長くなったり、締固めが不十分な場合に、層間が一体化せずコールドジョイントが発生します。

英語のコールドには「準備のない」という意味がありますが、コールドジョイントはまさに予定していない打ち継目と理解できますね。

【関連記事】

コンクリートの【コールドジョイント】とは？原因や対策まるわかり

4.砂すじ

砂すじは、コンクリート表面に細骨材が縞状に露出する現象です。

型枠に接するコンクリート表面に、コンクリート中の水分が分離して外部に流れ出す場合に生じます。

5.表面気泡

表面気泡は、型枠に接するコンクリート表面に、コンクリート打ち込み時に巻き込んだ空気あるいはブリーディングが閉じ込められ、それらが型枠脱型後に露出し硬化した現象です。

「空気あばた」あるいは「水あばた」とも呼ばれています。

6.浮き・はく離

浮き・はく離は、鉄筋腐食によりコンクリートが押し出された現象です。

7.ポップアウト

ポップアウトは、表層下の骨材の膨張で、骨材上部のコンクリートが押し出されたもの。

クレーター状のくぼみです。

8.はく落

はく落は、浮き・はく離により押し出されたコンクリート部が落ちたり、欠損したりした状態を指します。

9.ひび割れ

コンクリートに生じるひび割れは、ひび割れに直交する方向の引張応力度が、コンクリートの引張強度を超えたときに発生する現象です。

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10.錆び汁

錆び汁は、鉄筋腐食による腐食生成物が躯体内部を浸透した水とともに外部に流出し、水が蒸発し腐食生成物が固着した現象です。

11.エフロレッセンス

エフロレッセンスは、主要な水和生成物のひとつである水酸化カルシウム（Ca(OH)₂）が、躯体内を浸透した水に溶解して外部に流出し、空気中の炭酸ガスと反応して炭酸カルシウム（CaCO₃）を生成し、水が蒸発しCaCO₃が析出したものです。

アルカリ成分は、空気中の炭酸ガスと反応し、アルカリ炭酸塩（Na₂CO₃など）や、アルカリ硫酸塩（Na₂SO₄、K₂SO₄など）を生成します。

ひび割れ部から流出し、コンクリートが白くなっている部分が【エフロレッセンス（白い析出物）】の可能性が高いでしょう。

12.汚れ（変色）

コンクリートの汚れは、

1. 表面の荒れ具合（表面気泡、ひび割れ、浮き、はく落、すりへり）に関するもの
2. 表面の付着物（錆汁、エフロレッセンスなど）によるもの
3. コンクリートの変色によるもの

などに分類できます。

また、藻類やその死骸は、糖類やアミノ酸を含むため、これらを栄養源にして「かび」と称される真菌類が繁殖します。

この微生物は死滅すると炭化して黒い汚れとなります。

一方コンクリートの変色は、受熱温度を推定する際の目安としても使用されます。

コンクリートの変状状況と受熱温度との関係は一般に以下のとおりです。

13.すりへり

コンクリートのすりへりには、

• 車両の走行による路面のすりへり
• 人や物の移動による床面のすりへり
• 水利構造物にみられる砂礫やキャビテーションによるすりへり

などがあります。

また、すりへりの進行は3段階で表すことができます。

14.変位・変形

コンクリートの構造物や部材の変位・変形の種類は以下のとおりです。

15.震動

構造物や部材の剛性が低下すると、固有振動数が減少します。

一般に、固有振動数が小さくなる（減少）と、最大変位振幅は大きくなります。

このことから、構造物が劣化して固有振動数が低下すると、その振幅が大きくなり、変位・変形が増大するしくみです。

以上です。

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