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診断維持 アセット

−セメントおよびコンクリート−


セメントの基本

クリンカーの主成分

種類表記

化学式

水和反応

強度

収縮

化学的抵抗性

C3S

3CaO・SiO2

速い

28日以内の早期

C2S

2CaO・SiO2

遅い

28日以降の長期

C3A

3CaO・Al2O3

非常に速い

1日以内

C4AF

4CaO・Al2O3・Fe2O3

速い

殆ど無い

C3Aの瞬結でコンクリートがこわばらないように、一般的にクリンカーに3〜4%の石膏を添加して粉砕してセメント粉末としている。
中庸熱ポルトランドセメントは、C3Sの含有量が50%以下、C3Aが8%以下。水和熱が材齢7日で290J/g以下、材齢28日で340J/g以下。
低熱ポルトランドセメントは、C2Sの含有量が40%以上C3Aが6%以下。水和熱が材齢7日で250J/g以下、材齢28日で290J/g以下。
早強ポルトランドセメントは、C3SやC3Aの含有量規定無し。
耐硫酸塩ポルトランドセメントは、C3Aが4%以下。

セメントの少量混合成分 (2019年改正)
「少量混合成分」が明確に定められた。成分は高炉スラグ、シリカ質混合材、フライアッシュ、石灰石。
 
高炉スラグ=高炉水砕スラグとコンクリート用高炉スラグ微粉末の2種類。
シリカ質混合材=二酸化ケイ素を60%以上含むもの。
フライアッシュ=JIS A 6201に規定するT種またはU種
石灰石=炭酸カルシウムの含有率が90%以上、かつ酸化アルミニウムの含有率が1.0%以下
 
普通ポルトランドセメント、早強、超早強には質量で0〜5%の少量混合成分の含有が認められた。また、エコセメントは石灰石だけを質量で0〜5%含有することが認められた。

主なセメントの種類と記号

セメントが完全に水和するのに必要な水は、セメント質量に対して、化学的結合に約25%、水和ゲルの表面に吸着するのが15%程。

セメント種別のCO2排出量(kg-CO2/t)

 普通ポルトランドセメント  757.9
 高炉B種  458.7
 フライアッシュB種  665.2
 エコセメント  800.0


コンクリートの基本

コンクリートの基礎知識(JCI)

生コンクリートのJIS(日本工業規格)について(JCI)

生コンクリートの購入方法(山口県生コンクリート工業組合)

認証契約の終了・認証の取消しリスト(建材試験センター)

生コンの規格
生コンは「強度」の要素を主としているが、水セメント比(W/C)は、ひび割れ抵抗性、水密性、鉄筋保護性能、耐久性等からも決定しなければならない。また、作業性も重要な要素である。
設計意図を理解し、構造物が所用の性能を満たし難いと判断される場合は、発注者と協議すべきである。
また、生コン製造工場に、現場条件を十分理解してもらうことは大切な事である。特記仕様書の内容を電話等で伝えるだけでは、施工管理にならない。

砕石粗骨材
天然粗骨材を砕石に代えると→単位水量が増す→骨材下面や鉄筋下面に水が溜まりやすくなる

コンクリートの圧縮強度に対する骨材の影響について(JCI)
(1)主にモルタル部分と粗骨材の界面に生じる付着ひび割れに影響を及ぼしうる粗骨材の物性---粒度,粒形
(2)主にモルタル部分に生じるひび割れに影響を及ぼしうる粗骨材の物性---粘土塊量,微粒分量
(3)主に粗骨材内部に生じるひび割れに影響を及ぼしうる粗骨材の物性---絶乾密度,吸水率,すり減り量,破砕値,点載荷強さ,強度,ヤング係数

採石の規格(益田興産)

練り混ぜ水
1)水道法第4条に適合する水  同法ならびに同法に定める基準
2)上水道水以外の水に関するJIS A 5308付属書

上水道水以外の水

試験項目

品質基準

懸濁物質 2g/L以下
溶解性蒸発残留物 1g/L以下
塩化物イオン Clイオンで200ppm以下
凝結時間の差 始発30分以内
集結60分以内
モルタル圧縮強度の差 σ7とσ28で90%以上
3)回収水の品質に関しては、JCI報告とJISと2つの基準がある。
回収水は上澄水とスラッジ水に区分される。
回収水の元は1)や2)であるので、おかしなことではない。
JCI報告=上澄水は上水と同様に使用して差し支えない。
スラッジ水の固形分はセメント質量の3%以下とし、適正な配合補正を行うこと。
JIS=回収水の基準に準拠。
スラッジ水の固形分は3%を越えてはならない。

回収水

試験項目

品質基準

塩化物イオン Clイオンで200ppm以下
凝結時間の差 始発30分以内
集結60分以内
モルタル圧縮強度の差 σ7とσ28で90%以上

混和剤について(JCI)

コンクリート混和剤の化学(秀島、戸田)

コンクリート用化学混和剤規格製品情報(コンクリート用化学混和剤協会)

高性能AE減水剤を用いた流動化コンクリート配合設定の手引き(案)−改訂版−(H21 四国地整)    

混和剤の神様:花王石鹸の服部健一先生の論文

コンクリート防備録 と 特殊コンクリート防備録
個人的な防備録が基本になってますので、内容等について間違いがあることを了解下さい。 2009.9現在の記録です。
正確な数値や解釈は、コンクリート標準示方書、JASS5、コンクリートライブラリー各本、論文集などで御確認願います。

適マークのプラント(全国生コンクリート品質管理監査会議)

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コンクリートの3相(東工大)
耐久性を考える場合、3相の概念が必要。
遷移材齢時(打設後から硬化まで)にコンクリートは粘性流動体から弾性体へ変化する。この時に自己収縮などの問題が発生、耐久性に影響を与える。

参考=細孔空隙構造からのコンクリートの各種特性の形成機構に関する検討(橋田 浩)

鉄筋コンクリート(RC)棒部材の破壊について(JCI)


コンクリート標準示方書
2012年制定コン示に合わせ、この頁の内容やリンクを最新化する時間を取れない状況です。改正のポイントを書き出してますので、参考にしてください(u.yan)
2012コン示改正のポイント
・基本原則編の制定。
・JIS試験体から部材寸法等を考慮して収縮を推定。
・長期撓みには別の収縮式。マルティスケールモデルに基づく収縮予測式を示す。
・鋼材腐食発生限界濃度は、不働態被膜が破壊されるときのClイオン濃度とする。
・鋼材腐食発生限界濃度は、セメントの種類、
W/Cに依存。
Clイオンの見かけ拡散係数もセメントの種類、W/Cに依存。
・鋼材腐食に対する表面ひび割れ幅の限界値は、0.005*Cで0.5mm以上でない。
・外観に対する設計ひび割れ幅の応答値と限界値は、0.3mm程度で、C=60mmを超えると外観厳しい。
・暑中コンクリートの打ち込み時コンクリート温度上限は35℃を標準とし、超える場合は所要の品質を確保できることを確認。
・凍害の照査にスケーリングによる質量減少量が追加。
・せん断耐力に関し、適用範囲を明確化すると共に非線形FEMの利用。
・せん断補強筋がある場合、せん断引張とせん断圧縮の境界域の連続性を考える。
・PC棒部材のせん断耐力式は修正圧縮場理論。
・耐震性の照査に修復性。
・設計地震作用を上回る場合の考え方を提示。
・温度ひび割れが、CP法から3D-FEMへ変更。
・ひび割れ発生確率を見直し。
・JCIのマスコンクリートのひび割れ制御指針2008を踏襲。
・非線形有限要素法にあっては、検証と信頼性、結果の妥当性の判断が強くなった。
・環境への配慮を導入。

2007年制定
コンクリート標準示方書施工編
全体共通 [07]責任技術者と信頼性確保
施工編 本編

(性能照査型)
総則
[07]施工計画
施工
品質管理
検査
施工記録
施工標準
(仕様規定型)
標準的な施工の場合
[07]コンクリートの品質
[07]レディーミクストコンクリート
[07]運搬
[07]打ち込み
[07]寒中コンクリート
[07]暑中コンクリート
[07] コンクリート関連JIS表

2002年版

構造物の設計 設計耐用期間 
安全係数 設計基準強度
配合強度 配合設計
ワーカビリティー ポンパビリティー
水密性 耐火性
乾燥収縮 流動化
耐久性 ひび割れ
かぶり 中性化
塩害 アルカリシリカ反応
化学的侵入 凍害
施工 標準施工法
養生 仕上げ
継目  
型枠・支保工 鉄筋
マスコンクリート


指針やマニュアル等に関して

土木学会 コンクリートライブラリー126
「施工性能にもとづくコンクリートの配合設計・施工指針(案)」
「コンクリートの配合選定シート」を使うことにより、指針に沿って施工性能が選定出来るようになってます。
土木学会 281委員会 コンクリートの配合選定シート








JIS A 5308:1回の試験の結果が呼び強度の強度値の85%以上、3回の結果が呼び強度の強度値以上。正規分布での不良率は3.00σで0.13%(片側)程。


マスコンクリートのひび割れ制御指針2016 正誤表(2019年4月12日版(JCI)

コンクリートダム、86%で工事中に温度ひび割れ発生。特記仕様書に協議事項明記を。日本ダム協会(2021/08 建設工業)
共通仕様書で、事前に想定していないひび割れの対応に関する直接的な記載がないことを改めて指摘。特記仕様書でもそうした記載が少ない。
ダム協会は、完全にひび割れを予防することが非常に難しいとの認識を強めている。


コンクリートの凝結と始発
意外に固まるのが早く、3.5N/mmでの再振動が遅いと感じた等、マニュアルの内側になるのを体験された方も多いと思う。
下記を目安に、区画割りや打ち継ぎ計画を立てるのが良い。
凝結時間に関するアンサー(山口県生コンクリート工業組合)

コールドジョイントの防止策に関して

・コン示
許容打重ね時間間隔は、下表を標準とする。

許容打ち重ね時間間隔の標準(2007年版コンクリート標準示方書施工編より)

外気温

許容打ち重ね時間間隔

25℃以下

2.5時間

25℃を超える

2.0時間

・JIS
JIS A 1147 「コンクリートの凝結時間試験方法」による凝結時間は、一般のコンクリート構造物で、始発時間5〜7時間、終結時間6〜10時間程度。

 若手技術者のためのコンクリートの資料ver.12
Vector ←旧版はこちらです

鉄筋コンクリート構造の性能照査の流れ(長岡技術科学大)


骨材・混和材

コンクリートの圧縮強度に対する骨材の影響について(JCI)

再生骨材を構造用コンクリートで使用する上で課題となる吸水率や有害物質などの基本物性に関する調査(棚野博之)

フライアッシュの未燃カーボン燃焼除去 改質石炭灰(ゼロテクノ)

鉱物質の混和材を混入したコンクリートの塩化物の拡散性能に関する研究(李、金、兪、金)

シリカフュームを骨材として用いたコンクリート(吉澤啓典)

200N強度-シリカフュームプレミックスセメント(太平洋セメント) 低熱とシリカフューム

各種シリカフュームの評価資料(日本電気硝子)

シリカフュームを利用したコンクリートの早強性に関する研究(伊東、丸山)

コンクリート用スラグ骨材の種類(JCI)

溶融スラグ骨材を用いたコンクリート(鈴木澄江 セメントジャーナル社)

籾殻灰のコンクリート材料への再資源化(石黒  覚)

砕石の内部構造と吸水率(渡澤正典、福地利夫)右欄中程
天然骨材のメリット(栃木県陸砂利採取業協同組合)

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世界の砂と日本の砂須藤定久 産総研

各種粗骨材の品質がコンクリートの乾燥収縮特性に及ぼす影響(井上、山崎、猪狩、岡田)

石灰質骨材を用いたコンクリートの乾燥収縮特性(小田島、藤田、小山田、袴田、越谷)

再生細骨材の品質が細孔容積と強度の関係に及ぼす影響(佐川康貴、松下博通、川端 雄一郎)

骨材特性との連関を考慮した複合構成モデルによるコンクリートの収縮解析(浅本、石田、前川)

機械学習を援用したコンクリートの乾燥収縮に対する骨材の影響分析(岡崎,岡崎,浅本,今本)
コンクリートの乾燥収縮に対する要因の一つに、骨材自体の収縮に起因する影響がある
骨材による影響は、複雑性ゆえに十分に解明されていない。本研究では,骨材の物性が収縮に与える影響を把握することを目的に、データの裏に潜む支配機構を柔軟に抽出できる機械学習を援用した分析を実施

焼却灰のセメント固型化と水素ガス発生の影響(佐藤昌宏)  
アルミニウム含有量が高いばいじんについてはセメント固型化物が破壊に至るかどうか検討が必要


鉄筋・型枠関係

異形棒鋼寸法

質量表

化学成分

メーカー別製造寸法

鉄筋コンクリート用棒鋼引張強さ 

高張力異形棒鋼

異形棒鋼の本数と断面積

エポキシ樹脂塗装鉄筋の塗装品質(長泉パーカライジング)
取り扱い上の注意点(明希)
近似色のエポキシ用被覆結束線がある(巴製作所)

ステンレス鉄筋の簡単な諸元

ステンレス鉄筋バー

鉄筋コンクリート(RC)棒部材の破壊について(JCI)

2007鉄筋定着・継手指針(案)-共通編

機械式鉄筋定着工法設計指針の概要(益尾、窪田)

過密鉄筋   組めない配筋図(ケンプラッツ)

機械式鉄筋定着工法の配筋設計ガイドライン(2016.7.8 国交省)

鉄筋コンクリート(RC)棒部材の破壊について(JCI)
曲げ破壊、せん断破壊
 地震外力による損傷では、構造物へのダメージの大きさや復旧難易度を考えて曲げ破壊優先で設計する。
 具体的には橋脚の根本部分が破壊されて大きく傾いてしまう、使い物にならなくなる専断破壊より、梁接合部付近にひび割れが生じる曲げ破壊の方が復旧工事が簡単で早い。
 設計想定を上回るのが災害。被害想定と復旧の迅速性を考えた設計が望まれる。 点検においては設計思想に基づいた形で災害時に対応出来るかも調べる事が望ましい。点検調査業務にあってはその分の費用を計上願いたい。()u.yan


コンクリート型枠用合板日本合板工業連合会 資料

型枠材けんせつPlaza

型枠部材カタログコンドーテック

メタル異形型枠(日動技研)

打ち込み部位の形状(柱、壁)で型枠への外力が変化します。
例えば15m3/hの打ち上がりスピードで、
高さ2.5mの柱では、
2.0×23kN/m3+0.8×23kN/m3×(H-2.0)m=55.2kN/m2
高さ2.5m壁は、
2.0×23kN/m3+0.4×23kN/m3×(H-2.0)m=50.6kN/m2

型枠支保工計算ソフト

コンクリート製品技術者のための離型剤入門

新設コンクリート工事の注意点

耐久設計では、”かぶり”と”水セメント比”は事前照査
2007コン示から耐久性照査とひび割れ照査は設計編


圧送・締め固め

打設計画
ジャブコンに慣れきった作業員に対し、適切なワーカビリティーで打設・締固め出来るようにする教育・訓練は、施工管理の仕事。
ノウハウ伝承や実験打設等で習得してもらうように工夫する。口答指示だけではダメです。
打設計画の不備は、早打ち締固不足やコールドジョイントにつながる。下請任せの計画立案は、施工管理不十分となる。


使用ポンプの選定手順
(1)吐出量と管内圧力損失表から1mあたりの損失を求める。
(2)水平換算長さを求める
(125A(5B):直径125mm管で)
  垂直1m→4m
  150Aから125Aのティーパー管→3m
  90度ベント管→6m
  5〜8mのフレキシブルホース→20m
(3)最大圧送負荷(Pmax)を求める
Pmax=水平管1m当たりの管内圧力損失×水平換算距離
(4)ポンプ機種の選定(余裕を決める)
例えばPmax1.25

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コンクリートの流動シミュレーションによる充填性の評価(JCI)

流体の分類

生コンのコンシステンシー(変形、流動に対する抵抗性の程度)を知る方法に、レオロジー定数がある。
スランプ12cm以下は塑性体(粘着力、内部摩擦角)
スランプ15cm以上はビンガム体(塑性粘度、降伏値)
ビンガム流体は、剪断力がある値になるまで流動しないが、越えると流動(ニュートン流体は、加わる力に応じて流動)。
ポンプ圧送の高度化や、”粘り”が高い高強度コンクリートの出現は、レオロジーによる評価を要求する。
 
文系でもわかるレオロジー(PRIMIX)


棒状内部振動機はφ45mmで時間当たり10〜30m3と考えられる
事前に確認してみて下さい。思った以上に少ないです。

再振動の時期=東北地方におけるコンクリート構造物設計・施工ガイドライン(案)の利用にあたって(東北地整)の図解


養生

造り上げたコンクリート構造物が、要求される性能を発揮するには、管理された「養生」で圧縮強度を出さなければならない。

セメントの水和解析に基づく養生計画立案手法(福留和人, 齋藤 淳)
セメントの水和率が目標水和率に到達するように養生計画を立てる


施工

直轄工事における総合評価方式の実施状況(H21年度年次報告)(国交省)

よいコンクリート構造物を造るために(サンプル画像)(総合コンクリートサービス) 打設計画立案によるシミュレーションは有効です

コンクリート工事不適切行為調査検討委員会報告書

施工不良
コンクリートの施工不良納得の家


品質確保

品質確保チャンネル(350 コンクリート構造物の品質確保小委員会)


ひび割れ

何らかの原因による”力”が、コンクリートに引張応力を与えた結果が”ひび割れ”である。劣化メカニズムを踏まえ、原因を探る必要がある。
ひび割れ幅の限界値に関し、数値の独り歩きをさせない。少なくとも、カブリとの関係を確認すること。

ひび割れの写真C&R

コンクリートのひび割れ(住友大阪セメント)

コンクリートのひび割れ抑制対策(山口県)

コンクリート構造物ひび割れ抑制対策(山口県建設技術センター)

コンクリート構造物に発生する 「収縮」ひび割れ対策(田村隆弘)

誘発目地
温度ひび割れ誘発目地に関する研究(田附伸一、大庭光商)
温度上昇35℃以下、L/Hが0.9以下、断面欠損率40%以上
ひび割れ誘発目地 (ブレーンセンター)

温度ひび割れ照査の簡易法 (アサヒコンサルタント

マスコンクリートの外部拘束効果とひび割れ解析(會田、吉川)  外部拘束応力は軸力応力が支配的

PC部材は常時圧縮力が加わっているので、ひび割れが出にくいといわれる。アーチも圧縮である。
アーチの構造と仕組み(建築学生が学ぶ構造力学)
一般的な梁部材は、コンクリートはりのせん断力に対するビーム機構とアーチ機構(土研 大島義信)を参考に。


収縮・クリープ

自己収縮はセメントの水和による体積変化。W/Cが小さい場合、水和生成物の間の水も水和に使われるので、自己収縮は大きくなる傾向を示す 。
体積変化制御の物理と化学(太平洋セメント)

クリープ:一定の持続荷重による歪(変位)
リラクゼーション:歪を一定に保った場合の力の減少。PC緊張材。
クリープ(コンクリートの基礎知識 JCI)

硬化コンクリート(ヤング係数、クリープ)(武蔵工業大学)

コンクリート基礎編・硬化コンクリート(建材試験センター)
・Davis?Glanville(デービス・グランビル)の法則=持続応力が圧縮強度の1/3程度以下の範囲では、クリープひずみは応力に比例し、圧縮に対しても引張に対しても、その比例定数は等しい。
・Whitney(ホイットニー)の法則=材齢t1で載荷された際のクリープの進行は、材齢t0で載荷された場合の材齢t1以後のクリープの進行状況に等しい。

JIS A 1157(コンクリートの圧縮クリープ試験方法)(建材試験センター)

コンクリートのクリープ及び乾燥収縮の影響(ぱたヘネ)

2013版コンクリート標準示方書
長桁PCに対するクリープの検討
セメント硬化体中の微視的機構モデルに基づく実PC橋の長期時間依存変形シミュレーション(千々石、杉田、石田、前川)

金属などのクリープ一般論:クリープと環境強度(京都繊維大学)
クリープ曲線における遷移クリープ、定常クリープ、加速クリープ。

微細空隙中の液体特性に着目したコンクリートの時間依存変形機構の検討(浅本、石田)

JCI収縮問題検討委員会の報告書(提案)

超高強度コンクリートを用いた鉄筋コンクリート柱の施工過程を考慮したクリープ予測法(今井、小室、是永、寺嶋、村瀬、渡邉)

環境条件の変動に伴うコンクリート中の水分分布に関する研究(柳、高、兼松、野口)

ビニロン短繊維混入コンクリートを用いたRC梁の静載荷実験(栗橋,田口,三上,岸)

変動応力下におけるコンクリートのクリープ予測に関する研究(阪田憲次 コンクリート工学年次論文報告集13巻)
一定持続応力下におけるクリープひずみの非線形挙動に関する研究 (阪田憲次 コンクリート工学年次論文報告集45巻)

超高強度コンクリートを用いたRC部材中の鉄筋近傍における微細ひび割れの発見(丸山、佐藤良一)

岩城らの研究によれば、高強度コンクリートの収縮挙動は温湿度条件に大きく依存し、乾燥開始時の組織の緻密性及び温湿度条件の違いによる水分逸散性と密接に関連している。

浅本・石田が、絶乾セメントペースト硬化体を各種液体に浸漬させた実験を行った結果、水を浸漬したときのみ飽和度・絶乾による収縮が大きく回復し、クリープ挙動も発生した。水の特異な特性がクリープ・収縮に大きく影響している。

膨張材を用いたコンクリートのクリープ性状に関する研究(百瀬、閑田、溝渕、三橋)  膨張期間のクリープ係数は普通の5倍。

JCMAC利用の事例紹介(JCI東北)


試験・管理

コンクリートの強度(白鳥生コン)

外力が加わると、コンクリート内部では微細なひび割れが生じる。よって、圧縮に対しては抗するが、引張には抗しない。
割裂試験による引張力は、あくまで見かけ上。したがって、設計においては引張強度は計上しない。(u.yan)

コンクリートの圧縮強度試験方法建築研究振興協会
荷重を加える速度が、圧縮応力度の増加で毎秒0.6±0.4N/mm2であることを確認すること。

圧縮、曲げ、割裂試験の画(エボリューション&クリエイト)

割裂引張試験における骨材周辺の応力状態(石井 旭) もっと知りたいコンクリート講座

微破壊・非破壊試験によるコンクリート構造物の強度測定試行要領(案) (国交省)

コンクリート構造物の設計に関する国際標準導入への対応に関する研究(渡辺,古賀,中村)

JCI-S-015-2018 小型容器によるコンクリートのブリーディング試験方法


水和生成物の結晶分析

リートベルト法(Wikipedia)=結晶構造のパラメータを精密化する手法

X線回折(Wikipedia)


コンクリート表面の保護

シラン系表面含浸材(JCI)

シラン系コンクリート表面含浸材の性能比較(安部弘康)

コンクリート表面含浸材(シラン系)に関する現状調査(住 学)


コンクリートと環境

環境時代のコンクリート構造物(木村正彦)

脱炭素コンクリートに新局面、23年度にCO2固定量評価法をJIS化(2023.09 日経)
(1)セメントの一部または全部を、産業副産物である高炉スラグやフライアッシュに置換する
(2)骨材や粉体にCO2を固定して混入する
(3)CO2と反応する材料を配合してコンクリート製造時にCO2を吸収し、炭酸カルシウム(CaCO3)として固定

CMA(Compressive Membrane Action)
鉄筋コンクリートスラブの面内圧縮力による曲げ耐力の増加に及ぼす影響因子について(森村、藤谷、中原)

超高強度コンクリートの種類がPRCはりのひび割れ性状に与える影響について(飯田、橋本、横田、辻)  梁のひび割れとグラウト強度

コンクリートの環境負荷評価における環境要因に関する基礎的検討(樋口、河合)

ゴミ焼却灰、石炭灰の利用
ごみ焼却灰を主原料とした固化材・固化体の開発について(前野、三原、長山)

えっ、家庭のゴミがコンクリートになるの? 超身近な奇跡の材料について東京大学コンクリート研究室で聞いてきた(石田研)

CO2削減を考慮したコンクリート構造物の解体、再利用〜ゼロエミッション補修およびコンクリートによるCO2の固定化技術〜(河合)



レディーミクストコンクリートの乾燥収縮ひずみ推定シート(β版)(2011.06.09)NPOコンクリート技術支援機構



日本コンクリート工学会メールニュース


良いコンクリートをつくる
山口方式
コンクリート構造物の品質確保とコンクリートよろず研究会(田村隆弘)
・コンクリート構造物品質確保ガイド(山口県)
・東日本大震災復興における東北地整の三陸道整備事業における佐藤氏の活動

東北地整の「コンクリート構造物の品質確保の手引き(案)」(細田暁の日々の思い)


働き方改革とコンクリート〜生産性向上

コンクリートの3ガイドラインを改訂(2022/2 建通)
 ・コンクリート橋のプレキャスト化
 ・コンクリート構造物における埋設型枠・プレハブ鉄筋
 ・プレキャストコンクリート構造物に適用する機械式鉄筋継手工法

生産性向上を目指した道路橋におけるプレキャスト技術(JCI)

国交省、PCa工法導入、VFMで評価。22年度に試行業務(2022/2  建設工業)
▽省人化▽働き方改革▽安全性向上▽環境負荷低減−4項目を軸に、現場打ちコンクリートと比較検証する評価項目を検討


コンクリート構造物の解体・撤去

解体・障害物撤去工(土木学会建設技術研究委員会 建設技術体系化小委員会 解体・障害物撤去工ワーキンググループ)


地震動とコンクリート

地震時の挙動表現方法として
放射・環状形格子モデルによるコンクリートの非線形構成方程式の定式化(中村、高山、加藤)

短繊維補強コンクリート構造物の耐震性能評価に関する研究(三木 朋広)

格子モデルによる解析は二羽研究室の論文を参考にして下さい
3次元格子モデルを用いた鉄筋コンクリート部材の非線形解析(三木朋広、二羽淳一郎)

解析のモデルに関してはMinaharaさんのページを参照下さい。

RC部材のねじりと曲げの複合載荷時の挙動(九大)

圧縮抵抗型CFTブレースを用いた既存RC造建物の簡易耐震補強法に関する研究(下畠啓志)
実在文教施設の加力実験に基づく低コスト耐震補強法の開発(中原浩之)

エキスパートシステムによる地震時被害橋梁の被災度判定と復旧法の選択(沓掛,家村,山田,伊津野)

東日本大震災で「目に見えないひび割れ」、橋の内部に。東北学院大の武田教授の調査(NHK)


メンテナンスで点検・診断を行う際、日常の使用(ほぼ鉛直荷重)が優先され、耐震性確保(横揺れ)が後回しになるケースがある。
避難経路の構造物のメンテナンスは、良く考えておく必要がある。(u.yan)


環境とコンクリート
環境にやさしいコンクリートの研究は古くからなされている。
環境コンと言い出したのは、九大の濱田先生、岡山大の綾野先生、東北大の久田先生らの委員会あたりから。
河合先生がコン殻の研究で破砕時にCO2を吸収することを確認された。
また、東大の野口先生らがリサイクルSDGsなコンクリート、CO2固定と進んできた。
Ca(カルシウム)でCO2を固定する事が出来る。(u.yan)

CO2を吸収・固定できるグリーンコンクリート、普及を後押しする取り組みとは(2024.09.27 日経)  環境省はコンクリート内部などに固定したCO2を、国内のCO2総排出量から差し引くCO2回収・有効利用(CCU)の仕組みの導入について議論を本格化
コンクリートはコン殻に破砕すれば大量にCO2を固定する(=河合先生の研究)。コン殻は破砕されて路盤材等にほぼ100%リサイクル利用されている。これも参入願いたい。(u.yan)

野口貴文氏 コンクリートも環境対応、JASS5改定に見えた愛(2022.12 日経)
低炭素等級資源循環等級などが新たに盛り込まれた


 
 

コンクリートの巨星

吉田徳次郎先生と高強度コンクリート(辻 正哲)

小樽港北防波堤と広井勇博士(北海道工業大学)



コンクリート工学年次論文集検索システム(JCI)

コンクリート工学論文集(J-STAGE)

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サーキュラーエコノミー(循環型経済)
コンクリート・セメント産業はカーボンリサイクルの重要分野
コンクリート・セメントで脱炭素社会を築く!? 技術革新で資源もCO2も循環させる(資源エネ庁)
 1)プレヒーター仮焼き改造で原料由来のCO2を80%以上回収
 2)CO2から炭酸塩(CaCO3)をつくり人工石灰石を生成
 3)CO2を最大限吸収するコンクリート技術


コンクリートの基本編

「コンクリート工学」特集号一覧(JCI)

コンクリート+1(安藤哲也)

土木系の材料学講座(M.Nakajima)

「コンクリート構造」講義メモ (前川宏一教授)
−2009年 社会基盤学科 「性能照査と設計」の一部−


コンクリート構造入門(早川光敬)

構造力学入門ソフトウエア

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もっと知りたいコンクリート講座(武蔵工業大学)
RC構造ゼミナールにプログラムが置いてます。
土木構造物の耐震設計における新しいレベル1の考え方も便利です

コンクリート工学概説
鉄筋コンクリート矩形梁の設計計算プログラム"KUKEI利用者のための解説書(構造設計株式会社、中日本建設コンサルタント株式会社)


易しくないコンクリート工学(中日本建設コンサルタント)


2012,2013年版コンクリート標準示方書 Q&A、正誤表(土木学会)


改正等
2019改正
・セメントの強熱減量が3.0%以下→5.0%以下に
・普通ポルトランドセメントの三酸化硫黄3.0%以下→3.50%以下に
・セメントの少量混合成分は質量5%以下まで良い
・セメントの少量混合成分の品質規定が変更された
高炉スラグ=「高炉水砕スラグ」と「コンクリート用高炉スラグ微粉末」の2つに
「高炉水砕スラグ」は急冷砕したもので塩基度1.60以上
「コンクリート用高炉スラグ微粉末」はJIS A 6206で規定するもの
石灰石=炭酸カルシウムの含有量が90%以上、かつ酸化アルミニウムの含有率が1.0%以下

2017土木学会コンクリート標準示方書の改訂の主な点
・"水の浸透"にともなう鋼材腐食について水掛かり環境に応じてカブリ値を±5mm増減
中性化に対する維持管理において、水掛かりも劣化要因として維持管理する。
降水は掛かるが止めば直ぐに乾燥が始まる部位では中性化残り10mmで発錆
降水が掛かり湿潤状態が続く部位では中性化残り10mm以上で発錆
SD685の適用
・プレキャストコンクリートを「最終的に使用される場所以外で製作されたコンクリート部材または製品」と定義。新たにプレキャストコンクリートの章を設ける。
・施工編のコンクリートの配合計画の章を設け、「硬化後のコンクリートの性能」と「施工に求められるコンクリートの性能」の項を設ける
・膨張材および高炉スラグ微粉末についてJIS改正の内容を反映
・施工者が行う受入検査は品質管理の一環として行われる行為であると記述
・標準の時間内に打ち込み出来ないと想定される場合の対応策を加筆
湿潤養生が「給水する養生」と「水分の逸散を抑制する養生」の2つに分けられ、条件毎に適切選択となる
・表面状態の検査に「打音検査」が追加された
・非破壊検査によるカブリの検査の許容差±20%に
・水中不分離性コンクリートを大気に触れるところに使用した場合、乾燥収縮や自己収縮に対して注意が必要であることを追記

JIS A 5308改正(H21.9月より)
(a)環境配慮で普通コン、舗装コンに「再生骨材H」の使用を可能にした。
使用に当たり、アルカリ総量規制を適用しない。
ASRの試験は化学法、モルタルバー法、迅速法による。
すり減り作用を受けるコンクリートでは微粒粉量5.0%以下。
(b)「スラッジ水」は、JASS5における高強度コンクリートに該当しない呼び強度36N/mm2以下の生コンに使用できる。
スラッジ固形分率は3%以下。
十分管理し購入者の要求があれば管理記録を提出。配合計画書に記入すること。付属書の要求事項は、塩化物イオン量、凝結時間の差、モルタル圧縮強度の比。
(c)付着モルタル回収・再利用は、普通コンとこれを流動化したもの。
源のコンクリートの練り混ぜ時刻とモルタルスラリー化時刻を記録すること。
スラリーモルタルから細骨材を除去して保存しても良い。
(d)配合報告書の名称を「配合計画書」とする。
砕石、砕砂の微粒分量の範囲の記入欄を使用材料の欄に設ける。
H22.4.1より、生コン納入書に配合表の欄を設け、単位量を記載する。標準配合、修正標準配合、軽量読み取り記録から算出した値、軽量印字記録から算出した値、計量印字記録から自動的に算出した値のいずれかを記載し、どの方法かを分かるようにすること。
購入者から要求があった場合、納入後にバッチ毎の計量印字記録および算出した単位量を提出する。運搬車1台毎にまとめて平均し、単位量を提出する。
(e)JIS規格にない混和材料であっても、第三者機関によって品質が確認されたものの内、購入者が生産車と協議の上で指定する場合は使用できる。
(f)塩分含有量測定器は、JIS Q 1101付属書Aで十分な能力を持つ試験機関が実施しているので、その都度購入者の承認を得る必要はない。
(g)JIS A 5031(一般廃棄物、下水汚泥又はそれらの焼却灰を溶融化したコンクリート用スラグ骨材)を用いたコンクリートはJISマークの対象から除外。
JIS化されていない産業廃棄物の溶融固化施設で生産された溶融スラグ骨材についてはJIS A に対する適合性評価から除外。
(h)ASR抑制のアルカリ総量規制にエコセメントを追加。
上記(a)の参考:再生骨材と再生コンクリー ト(吉兼 亨)
           技術基準ポイント解説(ケンプラッツ)

講習会および出版物等に関する質問・回答集(土木学会)

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レディーミクストコンクリート JIS改正概要(経済産業省)

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コンクリートの資料・情報

コンクリート工学年次論文集検索システム

コンクリート工学バックナンバー

中性子が語るコンクリート微細構造(KEK)

セメントの水和反応と硬化組織(高橋 茂)

PC道路橋計画マニュアル[改訂版]修正内容(プレストレスト・コンクリート建設業協会)

コンクリート製品に関係するリンク集(コンプロネット)

セメント統計データベース(セメント協会)

宮城県レディーミクストコンクリートの品質確保について(H19.8.1 国交省)

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Webマガジンe-コンクリートコンクリート工業新聞

コンクリート・プロダクツ・ネットワーク疑問・質問ホットライン

全国生コンクリート工業組合連合会・協同組合連合会
生コン工場品質管理ガイドブック(第五次改訂版)本文正誤表

JIS検索

全国生コンクリート品質管理監査会議   年間の監査結果

コンクリートは何故固まる?
中性子が語るコンクリート微細構造(KEK)

コンクリート強度予測プログラム(H11示方書)

コンクリート主任技士・コンクリート技士受験案内問題演習コーナー有

技術フォーラム

セメント関係FAQ

住友大阪セメントのセメント技術情報

昔のコンクリート標準示方書

共通仕様書のコンクリート工(例)宮城県

コンクリートはなぜ固まる?

土木学会 コンクリート委員会 計算プログラム等のダウンロード

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土木研究所 構造物マネジメント研究チーム ダウンロード
*テストハンマーによる強度推定
*コンクリート中の塩化物イオン濃度分布
*フレッシュコンクリートの単位水量測定
*電磁レーダー法による比誘電率分布とかぶりの推定
*微破壊・非破壊による新設の構造体コンクリー強度測定要領(案)

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リバウンドハンマーによる測定等は、JIS A 1155 「コンクリートの反発度の測定方法」 (2003年制定)による

テストハンマーによる強度推定調査の6つのポイント(土木研究所)

リバウンドハンマー資料、コンクリートライブラリーNO.38は絶版。土木学会の土木図書館のコピーサービスで必要な箇所を入手して下さい。
「テストハンマーによる強度推定調査FAQ集(土木研究所)」
シュミットハンマーによる実施コンクリートの圧縮強度試験判定方法指針(案)=「コンクリートの品質管理試験方法」(コンクリート・ライブラリー第38号)

N型ハンマー、R型ハンマー、シルバーシュミットの相互比較は、コンクリート工学Vol.48 No.12 2010年12月号23頁
リバウンドハンマーによる強度推定に関する話題提供(湯浅 昇)

地方での事例
「土木コンクリート構造物の品質確保について」に係るテストハンマーによる強度推定調査及びひび割れ調査について(大阪府)

微破壊・非破壊による新設の構造体コンクリー強度測定要領(案)(土研)
塩化物イオン濃度分析や比誘電率分布とかぶりの求め方等載ってます。

コンクリート中の塩分規制に関する報告書について

ボス試験品質管理システム公式サイト現場主義さんの紹介。

H21.3.20のJIS A 5308の改正の狙いと関連規格(HiRAC)

高流動コンの乾燥収縮の推定式
鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針(案)・同解説(日本建築学会−丸善)

山口県建設技術センター センター情報誌
*寒中コンクリートの施工 Vol.3
*生コンVol.4
*コンクリート施工Vol.5,6,8
*ひびわれVol.25,26

凝結時間に関する既往の研究
凝結時間のGA実装
(東大 野口研究室)

積算温度計算で基準温度が−10℃なわけ[疑問・質問ホットラインコンプロネット)から]
”建設技術者のためのセメント・コンクリート化学(W.チェルニン著 徳根吉郎訳)”では、79頁に”-10℃以下で硬化反応は起こらないものと仮定”。

JCI規準・指針に円筒型枠を用いた膨張コンクリートの拘束膨張試験方法


石灰
石灰石=炭酸カルシウム(CaCO3)を焼成してCO2を飛ばせば生石灰(酸化カルシウムCaO)
酸化カルシウムに加水すると消石灰(水酸化カルシウムCa(OH)2) CaO+H2O→Ca(OH)2
コンクリートの「中性化」は、空気中のCO2の作用を受けて、コンクリート中の水酸化カルシウムが炭酸カルシウムになること





水についてまだよく分かっていない5つのこと(Gigazine)


混和剤

コンクリート用混和剤

コンクリートの混和剤とは?種類・使用方法・メカニズムについて解説(コンクリート屋さんのブログ)

コンクリートの機能を向上させる化学混和剤〜高性能AE減水剤(JCI)

ゼータ電位(大塚電子)

収縮低減剤・化学混和剤などによるコンクリートの乾燥収縮抑制について(JCI)
 硬化コンクリート内部の空隙水が逸散することによって生じる収縮応力が要因。その代表的なものとして毛細管張力説、分離圧説、表面張力説、層間水移動説などが提案されている
相対湿度40%以上の中・高湿度領域では毛細管張力説や分離圧説が有力で、低湿度領域では表面張力説や層間水移動説が有力
収縮低減剤の主な特長は、非吸着性のため液相中に残存し、空隙水の逸散や水和による水分消費により、収縮低減剤の濃度が高まり、水の表面張力を低下させる働きを有すること
 土木学会コンクリート標準示方書(2007年版)でコンクリートの収縮ひずみの最終値の限度は1200×10-6乗以下
JASS5(2009年版)ではコンクリートの乾燥収縮率は800×10-6乗以下
長さ変化の比(%)は乾燥期間28日で75以下
 収縮低減率は、
収縮低減剤で≒10〜40%(使用料率=2〜8s/m3)
AE減水剤/高性能AE減水剤・収縮低減剤タイプで≒5〜15%(使用料率=C×0.5〜4.0%)
塗布型収縮低減剤で≒5〜15%(使用料率=80〜150g/m2)
 使用を予定しているコンクリートの乾燥収縮や収縮低減剤の効果については、予定骨材やセメント、混和剤等を使って練り、予定環境下で打設・養生・脱枠して試してみてください。地産地消の骨材の影響の大きさと対応手法が分かります。(u.yan)


注目技術情報
新しい情報は上の方です。
NEDOと住友大阪セメント、低炭素型半たわみ舗装材を開発、ライフ・サイクル全体でCO2排出量58%削減(2024.09.19 建設工業)
半たわみ性舗装に人工石灰石、CO2排出量を6割減。住友大阪セメント(2024.09.19 建設通信)
DAC(Direct Air Capture)
アミン化合物を含浸剤として使う北大・清水建設の手法(産経)
鹿島と川崎重工、大気中からCO2を直接回収するカーボンネガティブコンクリートの共同研究を開始(建通)
低炭素型コンクリート、材料・工種を拡大。国交省(2024.06.20 建通) セメント置換え材料、高炉スラグ微粉末だけでなく、フライアッシュやシラスも認める
火山灰は非結晶微細シリカ。使わない手は無い。古くは廣井博士、武若先生、花岡先生
コンクリートがCO2の吸収源に、世界初の報告で活用拡大の起爆剤に(2024.04.12 日経)  環境省、国連気候変動枠組条約事務局へ報告する国内の温室効果ガス排出・吸収量(GHGインベントリ)において
凍害と塩害の複合劣化抵抗性に及ぼす固形パラフィンの影響に関する研究(丸田,櫨原, 添田) 凍結融解抵抗性および凍害・塩害の複合劣化抵抗性に石油由来固形パラフィンが効果あり
JIS化で脱炭素コンクリート元年、CO2排出実質ゼロの切り札に(2024.02.13 日経)
日本コンクリート工学会が脱炭素コンクリートの日本産業規格(JIS)を制定して活用の拡大を後押し
鹿島と不動テトラ、カーボンネガティブコンクリで消波ブロック、CO2排出量112%削減(2024.01.26 建設工業) 炭カル大量配合、炭酸化養生
MIT「蓄電できるセメント」、住宅に利用可能(2023.09 日経)
最大の特徴は劣化しにくい点=建物の構造材や道路などのインフラに使用しても定期的なメンテナンスが不要なことを意味す
セメントに供給したCO29割超固定、太平洋セメントが開発(20230407 日経)
生コン練り混ぜ時にCO2を固定、アルカリ性も保てる技術を大成建設が開発(2023.02.16日経)
CO2を気体のまま直接噴霧、コンクリート内部に固定
大成建設、コンクリ練り混ぜ時にCO2直接噴射で固定化、アルカリ性を保持。1m3当たり約10kg固定化(2023.01.17 建設工業)
グリーンイノベーション基金を活用したCO2を固定化し収支をマイナスにするコンクリート等の現場試行工事を実施(20220929 国交省)
(「CO2を用いたコンクリート等製造技術開発」プロジェクト概要)
 ○研究開発項目:多様なカルシウム源を用いた炭酸塩化技術の確立(実施者:住友大阪セメント株式会社)
 ○本試行工事に係る事業実施者:大成建設株式会社
 ○研究開発の成果:
(直轄工事概要)
 ○試行工事:成瀬ダム原石山採取工事(第1期)
 〇試行場所:秋田県雄勝郡東成瀬村椿川
 ○工事受注者:大成・佐藤・岩田地崎JV
 ○試行内容:U字側溝部にCO2を固定化したコンクリートを使用
カーボンプール(CP)コンクリートを初めて現場打ち、ナノバブル炭酸水に浸すだけのCO2固定化技術。安藤ハザマと大成ロテック、内山アドバンス(日経XTECH)
「CPコンクリート」実用化に本腰、廃コンを再資源化する脱炭素技術(20220619 日経XTECH)
炭酸ナノバブル水をセメントの水和生成物に注入
水和生成物を炭酸カルシウム化してCO2を固定化
廃コンに適用して炭酸カルシウムを多く含む再生骨材
木質バイオマス使用のコンクリート開発。大林組、日本製紙とフローリック(20220606 建通)
リグニンクリート(大林組):粉体状リグニンを添加するコンクリート
アミン化合物を主成分とする含浸剤を塗るだけで、既設コンクリートでもCO2吸収。清水建設と北大(20220530 日経XTECH)
参考:アミン化合物
脱炭素から活炭素へ「カーボンネガティブ」
カーボンニュートラルよりもっと先へ、CO2吸い込むコンクリート、素材大手とゼネコンがタッグで(2021/10/06 電波)
納豆菌でコンクリートが長持ち 自己治癒に加え鉄筋腐食を抑制。愛媛大・と海上・港湾・航空技術研究所港湾空港技術研究所・安藤ハザマ(2021/9/6 日経XTECH)
カソード反応に必要な酸素を減らすため菌を使う。コンクリート中の酸素を好気性微生物の代謝で減らして鉄筋の腐食を抑制
廃水と排ガスから作る混和材、CO2を吸収するコンクリートと“合体”(2021/09/29 日経XTECH)
コンクリート二次製品の製造時廃水に工場の排ガス中のCO2を反応させて作る混和材「エコタンカル」。 CCU(CO2貯留・回収)骨材として日本で唯一実用化。粒度が約30〜40μmと細かく、生コンクリート1m3につき50〜100kgを混ぜると流動性や不分離性、強度を高められる。一般的な混和材として現場で使える。
鹿島と日本コンクリート工業、CO2削減コンクリで共同研究。吸収量増加へノウハウを融合(2021/9/1 建設工業)
世界で唯一実用化されているCO2吸収型コンクリート=1m3当たり18kgのCO2
炭素循環型セメント」の実現へ。工場で回収したCO2を再資源化(2021/08/04 日経XTECH)
太平洋セメント、高純度CO2を新たな収益源に。工場からの回収技術確立へ開発加速(2021/08/04 建設工業)
純度の高いCO2を効率よく回収  「セメント(の排ガス)はCO2濃度が濃い。小さいガス量の中でCO2回収できる技術ができてきたら画期的だ。99.何%というような高い純度で回収できる技術や設備を造っていくことが大事だ」
電気や水素ではCO2は減らない。CO2回収で防災を
暑中期のコンクリート工事の施工性を改善できる 新しい暑中コンクリート「サンワークTM」の開発(伊佐治,桜井)
土木学会のコンクリート標準示方書や日本建築学会のJASS5は、コンクリート温度の上限を35度に設定している。
夏場の高温環境でコンクリート温度を35度以下に制御するのは困難で、対応に苦慮している現場は多い
大林組、コンクリの流動性確保技術を開発。猛暑日の工事対応(2021.06建設工業)
CO2を固定した新骨材、海外勢と組んで普及を図る商社(日経XTECH)
1)戻りコンや廃棄コンを骨材とカルシウムに分離。
2)カルシウムとCO2を反応させて炭酸カルシウムを生成。
3)反応条件を制御することで炭酸カルシウムの結晶を小石程度まで成長させる
三菱商事、グリーンコンクリート構想に向け、CO2を固定する技術に投資(2021/5 日経XTECH)
生コン製造時に液化CO2を吹き付け、炭酸カルシウムを生コン内に生成する技術を持つ、カナダのカーボンキュアに資本参加
生コン工場に、CO2タンクと注入装置の追加で可能
伊藤忠商事、豪Mineral Carbonation International社と「CO2固定化技術」事業で協業契約締結(2021/5 建設通信)
同社は、CO2固定化技術を使って炭酸塩などを製造。CO2の分離・回収工程を省いて製品をつくることもできる。
砂同士を接着して建設材料に、東大・酒井准教授が月面や砂漠も視野に硬化体を開発中(2021/4 日経XTECH)
砂とアルコールと触媒で硬化体を製造。テトラアルコキシシラン生成
脱炭素型コンクリートは既存素材とは別物と考えてみる、新たな建築スタイルに期待(日経XTECH)
カルシウムカーボネートコンクリート(CCC)
二酸化ケイ素(SiO2)同士を結合硬化
東大や清水建設ら、カーボンネガティブる「炭酸カルシウムコンクリート(CCC)」、実建築物適用にめど(2024.10.01 建設工業) ミスト状にした水分を廃コンクリ粒子に一定間隔で供給した後、乾燥を繰り返すなどして大気からのCO2回収を従来の50倍に加速化

世界初!CO2を原料とする完全リサイクル可能なカーボンニュートラルコンクリートの基礎的製造技術を開発 (東京大学工学部)
CO2を原料とする完全リサイクル可能なカルシウムカーボネートコンクリートの基礎的製造技術を開発(工学院大学)
東大と清水建設ら、廃コンクリにCO2混ぜ再生。30年実用化へ基礎技術開発。
砕いた使用済みコンクリートの粒子間に炭酸カルシウムを強制的に析出して一体化(2021/4 建設工業)

CO2原料にカーボンニュートラル。東大野口研ら、“カーボンニュートラルコンクリート”の基礎的な製造技術の開発に成功。30年めどに社会実装目指す。
CO2と水、セメント・コンクリート系廃棄物のみを原料に、何度でもリサイクルできる資源循環型の新建設材料(2021/4 建設通信)
現場打設可能な常温硬化型の超高強度繊維補強コンクリート材料(大林組)
超高強度繊維補強コンクリート(UFC)で常温硬化型である。補修に使えるだけでなく、応用として薄断面にも充填できる可能性を持つ。長寿命化によるCO2発生抑制は必要な事であり、補修に役立つコンクリートの開発は、CO2固定コンクリートと共に重要な研究である。
熊谷組と東京工業大学、地震後の補修容易なRC梁を共同開発へ。梁主筋の中央部に金属製シース管を通して鉄筋とコンクリートの付着を除去。両端にひび割れ集約(建設工業)
大成建設、CO2からコンクリート製造。脱炭素に寄与。
CO2を原料にした炭酸カルシウムを使い、1立方メートルあたり最大170kgのCO2をコンクリートに封じ込める(日経)

大成建設、CO2排出収支をマイナスにするコンクリを開発。炭酸カルシウム添加し固定(建設工業)
セメントの代わりに高炉スラグなどを使うことで製造時のCO"排出量を大幅削減
回収CO2から製造した炭酸カルシウムを使って内部にCO2をとどめる
コンクリート1m3当たり70〜170kgのCO2を固定。高炉スラグ使用とあわせ、製造過程のCO2収支は1m3当たりマイナス55〜マイナス5kg
回収CO2を製造時に直接コンクリートに吸収させないためコンクリート内部の鉄筋の腐食を防ぐ
生コン工場の通常設備で製造が可能
魔法の粉を混ぜるコンクリート CO2を吸着しつつアルカリ性維持(日経XTECH)
1)コンクリートにCO2を吸わせるほど強アルカリ性が中和されて、鉄筋の錆る可能性が高まる
2)カルシウムにCO2を反応させて炭酸カルシウムを生成
3)炭酸カルシウムの粉末を混和材として使い、強アルカリ性を持つ高炉スラグ主体の結合材で固化してアルカリ性を維持
耐久性に優れる超高強度繊維補強コンクリート技術の技術比較表を公表(国交省)
東京大学がゲル化過程の保水力(浸透圧)を支配する普遍法則を解明(2021.1.2 大学ジャーナル)
コンクリートの最適な再振動の実施に向けた実験的検討(佐藤, 櫨原, 添田, 深見)
コンクリート抵抗値が17×10-3N/mm2に到達した時期に再振動を行うのが最も効果的である。再振動時の加振時間5〜10秒程度で品質は向上する。
一方で,再振動の実施時期が遅い場合や加振時間が長くなると品質の改善が期待できなかった。
高炉スラグ微粉末を用いたセメント硬化体中の六価クロムの挙動に関する一考察(平本 , 植村, 大塚, 檀)
高炉スラグ微粉末は六価クロム溶出対策として有効であると確認された。
低炭素型コンクリ「スラグリート」、技術性能証明を取得(2020.6.2 建設通信)
セメントの質量比70%を高炉スラグ微粉末に置換え
スラグリート(戸田建設)
低炭素型セメント結合材の利用技術 に関する共同研究報告書(V)−高炉スラグ微粉末を高含有した低炭素型のコンクリートの設計・施工マニュアル(案)(土木研究所)
ECM(エネルギー・CO2・ミニマム)セメント
高炉スラグを約65%混合。セメント製造時の焼成工程で多く排出されるCO2を60〜70%削減。
地盤改良体や基礎構造物、建築地下躯体や土木構造物への適用が可能。
ジオポリマー=産業副産物のフライアッシュや高炉スラグ微粉末などと、ケイ酸アルカリ溶液を混ぜることで硬化する材料。セメントを使わないため、一般的なコンクリートと比べCO2排出量を80%程度削減できる。

合成アルミノケイ酸塩物質。
アルミナシリカ粉末とアルカリ溶液との反応によって形成される非晶質の縮重合体で、バインダーとなりうる可能性を有している。
フライアッシュや高炉スラグ微粉末は、アルミナシリカ粉末である。

セメントを使用しない低炭素型・高耐久ジオポリマーコンクリート(一宮一夫)

ジオポリマー 〜セメントを使わないコンクリート(JCI)
水とセメントの水和反応ではなく、ジオポリマーでは「水とケイ酸アルカリと石炭灰(アルカリに活性のある成分を含む非晶質粉体)の重合反応。

セメントが不要になる?ジオポリマーコンクリートという革新(コンクリートメディカルセンター)

古代ローマでは、アルカリ活性剤を加え、石灰と珪藻土、水を混ぜた。
ローマン・コンクリート=堆積岩生成機構と同じ「ジオポリマー反応」によって結合してケイ酸ポリマーを形成するもの。(ウィキペディア)

ジオポリマーの利点としては、
・ポルトランドセメントに比べCO2を削減できる
・フライアッシュや高炉スラグなどのリサイクル材を使える
・アルカリシリカ反応が発生しにくい
・固化成分にCaが少ないため、ポルトランドセメントより耐酸性、、耐アルカリ性が高い
・圧縮強度がポルトランドセメント同等である
参考URL:西松建設

ジオポリマー形成技術による産業廃棄物の有効素材への転換技術(KRI)

セメント不要のジオポリマーをポンプ打設。国内初(20180926 日経XTECH)

西松建設と北九州市立大学、低品位フライアッシュの処理方法を確立。ジオポリマー製造。未燃カーボン除去に「浮遊選鉱法」を採用、1%以下に減らした(2020.3.23 建設工業)

 1,000℃以上の高温にも負けないジオポリマーコンクリート、ポンプ圧送で打設(2021/4/ 日経XTECH)

耐熱・耐酸に優れたジオポリマー 「ゼロセメント」の実用化進む(2021/9/9 日経XTECH)
ジオポリマーの固化のメカニズムは、活性フィラーから溶出した金属イオンがアルカリ活性剤溶液などと接してポリマー化、活性フィラー粒子を無機質の接着剤で固めたような構造になる。
石炭火力の縮小に伴いフライアッシュ生成量が減る可能性

常温硬化型ジオポリマー系補修材:バンテリンで有名な興和がセメントを使わないコンクリート補修材を販売(2021/10 日経XTECH)

ジオポリマー 〜セメントを使わないコンクリート(JCI)
    セメントを使わないコンクリート?
    セメントの代わりに使われている“何か”
    「水」と「ケイ酸アルカリ」と「石炭灰」の化学反応
    未来の(古代の?)材料 「ジオポリマー」

25年度めどに販売開始、IHIらのジオポリマーコンクリ「セメノン」(20230421 建設通信)
セメントを使わないため、従来のセメントコンクリート製品に比べて製造過程のCO2排出量を最大で約80%削減

清水建設と神戸製鋼所、ポゾリスソリューションズ、ジオポリマーコンクリ副産物活用率96%に。コンクリの骨材と練り混ぜ水に産業副産物である製鉄所産出のスラグ骨材とアルカリ廃液を活用、CO2排出やコストも低減(2024.09.30 建設工業)
独発、一宮先生の研究が進展してきた。
参考:土木分野におけるジオポリマー技術の実用化推進のための研究小委員会(361委員会)成果報告書
アルカリ刺激を利用して産業廃棄物等で塊をつくり、海岸線に設置すればブルーカーボン。漁業振興にもなり、無価が有価に
41年経過した高炉スラグ高含有セメントを用いたコンクリートの長期耐久性に関する研究(橋本,倉田,大塚,檀)
中性化深さ7〜9mm。未中性化部においてCa(OH)2の残存確認。
ハレーサルト
結合材の一部に高炉スラグ微粉末を使用し、細骨材として高炉スラグ細骨材を100%用い、耐硫酸性、耐塩害性、耐凍害性を向上した緻密コンクリート。
TDRブレイブショット工法
都市鉄道トンネルの断面修復での適用を目指した工法。施工後、3時間で圧縮強度6N、付着強度0.6Nを実現。
無機系プレミックスモルタルに、カルシウムアルミネート系高性能急硬材をプレミックス、これにオキシカルボン酸系遅延剤を配合。吹付時に圧縮空気に添加した硬化促進剤(アルカリフリー液体急結材)を混合(建設通信)
新しい桁連結構造(リンクスラブ構造)(プレストレスト・コンクリート建設業協会)
首都高7号小松川線
設計施工マニュアル(案) - 建設コンサルタンツ協会 東北支部
連続桁の支点条件を地震時水平力分散構造とする場合は、免震支承による免震構造とゴム支承に よる荷重分散方式および多点固定方式があることから、適合条件を十分検討のうえ、採用方式を 決定すること。
表面吸水試験SWAT、かぶり品質を非破壊評価 (リ・ニューアル・ニュース2013 03/11)
 林和彦香川高等専門学校准教授や細田暁横浜国立大学准教授らが共同開発したコンクリート構造物の表面吸水試験法「SWAT(SurfaceWaterAbsorptionTest)」。
 構造物表面に密着させたカップに水を供給し、吸水挙動をとらえる原理。吸水カップ設置は、垂直面、水平面、ゆるやかな曲面にも対応。
ポリウレア樹脂被膜による靱性増強
http://blogs.yahoo.co.jp/guntosi/archive/2012/10/3
内部液体特性に基づく多孔質材料の体積変化機構に関する研究(浅本晋吾)
http://data.jci-net.or.jp/data_pdf/31/031-01-1097.pdf
分離圧による収縮の理論
論文:水和反応モデルにもとづく養生条件のコンクリート強度への影響に関する解析的検討
セメント硬化体の収縮理論 Theory of Shrinkage of Hardened Cement Paste(丸山、岸)
ポルトランドセメントの鉱物組成と硬化体の収縮特性に関する考察(丸山,岸,寺本,五十嵐)
奥の間ブログ記事(2011/1/30)
参考:乾燥収縮低減剤について(藤田康彦)
かぶりコンクリートの透気性に関する竣工検査 -スイスにおける指針-(半井、蔵重、岸)(コンクリート工学 3月号 3頁)
現場簡易透気試験による実構造物コンクリート表層の透気性評価とその相互比較(井上、秋山、岸、魚本)
構造物の寿命はコンクリート表面部の「物質移動抵抗性」と「かぶり厚」に大きく依存する
ポリマーコンクリート永久型枠を用いた塩害防食効果に関する研究(山崎、高山、松下、出光)
1キロ先でも高強度モルタル吹き付け。長距離圧送工法を実用化。圧力に応じて粘性が変化するチクソトロピー性を利用(G-NET 建設工業)
超音波加湿によるトンネル覆工コンクリートの養生(ケンプラッツ)
乾燥収縮、温度ひび割れの抑制。高湿度による水和反応の促進。
海水練り、海砂の高耐久性コンクリート
配合は、高炉セメント、海水、海砂、シリカ質微粉末のポゾラン材、特殊混和剤
Nに比べσ28が55%増加、透水係数が1/25以下。
大林組 海水練り・海砂コンクリート
日経コンストラクション2011.9.12号 34頁
海水中の硫酸イオンとセメントで生成されたエトリンガイトがコンクリート内部空隙を埋めて耐久性向上。
ステンレス鉄筋
土木学会、ステンレス鉄筋の設計施工指針を公表。(9/5ケンプラッツ)
UHP-SHCC(Ultra High Performance-Strain Hardening Materials)
セメント系材料をポリエチレンの短繊維で補強した複合材料。曲げ,引張,圧縮破壊時の靭性を大幅に向上でき、引張応力下においてひび割れ幅が 10μm程度。ひび割れ幅抑制効果を利用して、未水和物による自己修復の可能性あり。
緻密でよく曲がるセメント系材料を用いた補修・補強工法 緻密でよく曲がるセメント系材料を用いた補修・補強工法(研究代表者:名大 中村 光)
ECC(Engineered Cementitious Composites)
高靱性繊維補強セメント複合材
金属のように曲がるコンクリート(鹿島)
高靭性セメント複合材料の製造と適用に関する研究の現状高靱性セメント複合材料の性能評価と構造利用に関する調査研究委員会
超高強度繊維補強コンクリート(UFC)
ダクタル(nikko)
超高強度繊維補強コンクリートを適用した道路橋の開発(大成)
超高強度繊維補強コンクリート(UFC)を用いた GSE橋梁(竹田康雄)
羽田空港D滑走路の桟橋部のダクタル(太平洋セメント)
膨張性超速硬増厚コンクリート
膨張性超速硬繊維補強コンクリート(PPM)
岩城先生の研究室(この研究室の紹介PDFは長寿命化の課題要約で必読)
自己治癒コンクリート
セメント系材料の自己修復性の評価とその利用法研究委員会報告書(JCI)
水を媒介にして、鍾乳石と同質の成分を作る機能を持つ混和材を配合したコンクリートはコンクリート工学 H19.11月号を御覧下さい
細田先生のHP  横浜国大複合構造研究室   細田先生のブログ
ひび割れ自己治癒コンクリートの実構造物への適用に向けた開発(池野、山田、小林、増田)
日経コンストラクション2010-7.23-48頁



コンクリート工学論文集(日本コンクリート工学会)


参考:高靭性セメント複合材料の概要(国総研)

建築材料と水分の基礎(多田眞作)

CFT 造コンクリートの調合選定方法の例及び調合例(新都市ハウジング協会 )

繊維補強コンクリート(ウィキペディア)
短繊維補強の長所短所(東工大 二羽研)
短繊維混入コンクリートとは?(田口史雄)

石灰石骨材を使用した完全リサイクルコンクリート
・海砂特集より  コンクリート完全再利用 −東京大グループ「自然破壊も一挙解決」−


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コンクリートの診断・維持・管理


 日本コンクリート工学会の「既設コンクリート構造物の維持管理と補修・補強技術に関する特別委員会」では、目的と基本姿勢を次のように示している。
維持管理の目的:
 コンクリート構造物の維持管理は、構造物に必要な性能を確保し、私有財産および公共財としての資産価値、歴史的・文化的価値を維持および向上させるために行う。
維持管理の基本姿勢:
 コンクリート構造物の維持管理は、その基本方針を明確にした上で、構造物の重要性、保有性能、供用期間、経済性、地域性、人的資源を考慮して計画的に実施することが重要である。



維持管理・診断

道路橋コンクリート床板の土砂化対策に関する調査研究(国交省・国総研・各整備局・土研)
道路を使う全ての人に、土木に関わる全ての人に見て欲しい。写真だけでも見てください。 怖いですよ。(u.yan)

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維持管理の原則(2007コン示維持管理編)は、
予定供用期間を通じて構造物の性能を許容範囲内に保持すること。
このために、維持管理計画を策定し、維持管理体制を構築すること。
維持管理は、委託も含め原則インハウスエンジニアの仕事となっている。

パトロール時の異常発見(案)(橋梁編)(東北地整)


 維持管理計画
    ↓

点検

劣化予測

性能評価

対策の要否判定

診断

維持管理における点検、評価、判定の行為の総称






     
     ↓
    対策

目視・観察
ひび割れの目視のポイントは、
・ひび割れパターン、本数(間隔)、方向
・ひび割れ幅
・ひび割れ長さ
・コンクリートの剥離、鉄筋露出
・錆汁
・遊離石灰、エフロレッセンス
・ジャンカ、ポップアウト、スケーリング
・沈下、傾き、移動


簡易な劣化判断
中性化:平均中性深さ(mm)を経年数の平方根で除して求めた中性化速度係数で判断。一般に居住区域側が大きい。
塩害:塩化物イオン量で判断。海岸からの距離が200m以内は遮蔽物の影響を確認。50m以内は影響大。
アルカリ骨材反応:目視と産地調査や岩種で判断。
凍害:納入コンクリートの空気量(現場試験)、地域、日照条件、水掛かり等で判断。
施工:ジャンカ、豆板、コールドジョイントの跡が無いのが良。適切な補修であれば中。雑な補修は影響大と判断。
強度は設計強度と調査による推定強度の比で判断。設計以下だと「ジャブコン」や「養生不良」による粗雑施工を疑う。
かぶりは設計に対する最小かぶり厚、平均かぶり厚で判断。

潜伏期は予防が主となる
進展期は補修が主となる。加速期に持ち込まないようにする
劣化期は補強や部材交換を検討しなければならない

劣化進行:潜伏期→進展期→加速期→劣化期

劣化原因

進展期と加速期を分けるもの

 中性化  中性化深さが鉄筋位置までかなり到達。
 多数の腐食ひび割れと錆汁
 塩害  腐食ひび割れ発生
 鉄筋腐食  腐食確率3%が境
 アルカリシリカ反応  ひび割れ密度の増加
 凍害  鉄筋付近までのひび割れ
 化学的侵食  鋼材腐食の開始
 外力  ひび割れ進展で耐荷力の低下

日経コンストラクション2010 11.26号 66頁
十河茂幸氏の記事から
劣化過程と外観

劣化過程

外観

判断基準

潜伏期

使用開始時と比較して変状が認められない 初期ひび割れが認められるが劣化によるひび割れがない。

進展期

外観の変化が認められるが供用に支障が無い 劣化によるひび割れが見られ、外観変化。
漏水。

加速期(前期)

変状が顕著で”かぶり”の保護性能が低下し、鉄筋腐食が発生している ひび割れの進展。
漏水の程度悪化。

加速期(後期)

鉄筋腐食や剥離が生じて”かぶり”の機能が期待できない。 腐食膨張による剥離が確認できる。
部材の変形やたわみがある。

劣化期

剥離・剥落が顕著。鉄筋腐食進行。断面欠損が見られる。 腐食膨張による剥離・剥落が顕著。
部材変形やたわみが顕著。

点検・調査手法の方向性
出来るだけ供用しながら、非破壊で、見える化(定量化)

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調査

主なひび割れパターン

ひび割れ判定

ポットホール
車が走るところは、全国どこでも発生している。橋梁舗装部にも発生している。
タイヤによる水の高圧入衝撃が問題。 高い水圧がアスファルトやコンクリートなどのバインダーを粉砕して構造物を土砂化させると考えている。(u.yan)


非破壊検査方法

超音波を用いたひび割れ深さの測定方法(鳥取大 農学部 基盤造構学研究室)

土木学会建設技術研究委員会  建設技術体系化小委員会 コンクリートの非破壊検査のリニューアルWG 非破壊検査に関するアンケート調査報告

耐久性判定調査項目及び変状原因

鉄筋の腐食は、断面積減少と膨張圧(鉄筋の体積が3.2倍になる)によるひび割れで付着性能が低下することで耐荷力が低下する。(u.yan)

鉄筋腐食開始時期は塩化物イオン濃度1.2kg/m3に達した時とされている。
加速期の開始であるひび割れ開始時期,、この限界腐食量は10mg/cm2が目安となるが、 「ひび割れ発生時におけるコンクリート中の鉄筋腐食量に関する研究(戸田、上野、宇治)(コンクリート工学論文集 2010.9)」によれば26〜30mg/cm2である。

国交省 橋梁定期点検要領(案)
 土木研究所 構造物メンテナンス研究センター 維持管理関係(点検・調査)の頁
 橋梁の維持管理の体系と橋梁管理カルテ作成要領(案)ほか橋梁点検に関する要領等(中部地整)
 道路工事保安施設設置基準(案)(関東地整)

定期点検は目視を主とする。詳細点検においても外観からコンクリート内部を推し量り劣化をそれこそ見極めることから始まる。
変状と劣化メカニズム、劣化の進展を叩き込んでおく必要がある。

シェッド、大型カルバート等の定期点検に関する参考資料(2020年版)(国総研)  各種変状の事例

コンクリート構造物を長持ちさせるには?〜劣化と耐久性,メンテナンスの考え方〜(岩城一郎)
www.civil.ce.nihon-u.ac.jp/~concrete/image/h26/mainte14-2.ppt
コンクリート劣化要因に、手抜き・偽装と書かれている。
その対策工事で「手抜き」が横行したらどうなる?
「手抜きメンテ」防止の仕組みづくりは急がれる。(u.yan)


トンネル覆工コンクリート、戸惑うコンクリートの「浮き」 5つの変状の判定区分は?(井上 彰)
トンネルは無筋です

マイクロクラックを誘発する「目荒らし」を死語に(2019.12 小崎隆晴)
劣化層の削り」といった表現に。

土木インフラの維持管理計画作成支援技術、最適な補修時期算出(2019.12 建設工業)
最適化アルゴリズム+補修コストのモデル化と劣化進行モデルの統合+インフラ点検データの解析、劣化進行のモデル化

斜張橋のペンデル支承損傷における原因と改良について(田中、時田、今井、寺島、小林)


耐久性

耐荷性と耐久性
コンクリート強度 表層品質(耐久性)について(非破壊評価総合展2009 「検査とメンテナンスの情報交流プラザ」)(森濱和正)

構造物の耐久性とは?
複合構造標準示方書(2009年制定 土木学会)では、
「設計耐用期間の確保という概念として位置づけ、鋼材腐食やコンクリート劣化に対する抵抗性としての耐久性は、時間の経過に伴って生じる材料特性の劣化に対する抵抗性」としている。
また、修復性については、
「修復性は復旧性の一部であり、構造体の性能の回復を対象とした性能の呼称」と考えるとしている。


試験方法

非破壊試験ならびに微破壊試験(東北地整)

コンクリート構造物の品質確保確認技術の動向について(森濱和正)   非破壊検査

構造物コンクリートの強度測定方法地質技術者のつぶやき

コンクリートコア試験の問題点- コンクリートの耐久性調査(真野孝次)

構造物の維持管理と検査技術への期待(丸山久一)

周波数応答関数を入力値として自己組織化マップに適用したコンクリート内部の欠陥領域評価(野内,村上,井山,外山)
打撃応答特性に基づいて内部空隙を調べる

ミリ波イメージング技術によるコンクリート構造物診断(岡 宗一、望月章志、都甲浩芳、久々津 直哉)

非破壊検査(配筋状態・かぶり)パンフレット)(日本物理探鉱) 

鉄筋探査(非破壊検査)

既設コンクリート道路橋の劣化診断における非破壊検査の適用
(恒國 光義、加藤 佳孝、魚本 健人)


表面吸水試験によるコンクリート構造物の表層品質の評価基準に関する基礎的研究(井川,玉岡,細田)


微破壊試験
ソフトコア試験(直径2cm程度の小径コア)(広島県環境保健協会

小径コア試験による新設の構造体コンクリート強度測定要領(案)

ボス試験

部分破壊による圧縮強度試験(日本海計測特機) 

SEM(走査型電子顕微鏡)
EPMA(電子線マイクロアナライザー)
EDXA(エネルギー分散型エックス線分析装置)
(以上ウィキペディア)
粗骨材の周囲に反応リムが存在する等、明らかにアルカリ骨材反応が認められる場合はSEMを省略出来るが、細骨材がアルカリ骨材反応を生じているか否かは目視では判断しにくい

コンクリートの各種試験
民間や大学などで各種のコンクリート試験を行っているが、団体、財団系もある。例えば日本建築総合試験所


研究専門委員会が作成した試験方法等の試案アーカイブリスト(2024年 JCI)


アルカリシリカ反応

アルカリシリカ反応の対策は、
 (1) 反応抑制効果のある混合セメントを使う。
  →スラグ率50%以上の高炉セメント
  →混合率15%以上のフライアッシュセメント
 (2) アルカリ総量を3kg/m3以下にする。
 (3) 無害な骨材を使用する。
(1)(2)を優先させることが望ましい。


道路橋のアルカリ骨材反応に対する維持管理要領(案)(H15.3)
アルカリ骨材反応による劣化を受けた道路橋の橋脚・橋台躯体に関する補修・補強ガイドライン(案)(ASRに関する対策検討委員会 H20.3)

アルカリ骨材反応抑制対策について(国交省)

アルカリシリカ反応により劣化したコンクリート構造物の調査・対策に関する提案(尾見、成瀬)

道路橋のアルカリ骨材反応に対する維持管理要領(案)

ASRと塩害に関して(鉄道総研 佐々木孝彦氏 リ・ニューアル・ニュース)

ASR物語 粗骨材からアルカリシリカ反応を見る

石灰石骨材の特徴(一般論)
ASRの懸念が少ない
他の骨材より乾燥収縮に有用
他の骨材を使ったときより初期材齢が良い
他の骨材より耐火性が劣る
すり減り抵抗性が低くなる
熱膨張係数がセメントペーストより小さい
入手に地域的制限がある。

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ASR対策だけでなく、収縮・ひび割れ対策として石灰石骨材+収縮低減AE減水剤の組み合わせによる配合で800μ以下を目指す例が増えている。
コンクリート部材には、圧縮強度とASR防止、ひび割れ防止だけが求められている訳ではない。石灰石には上記のような特徴があることを踏まえなければならない。
また、遠隔地からの入手によるCO2排出量増加やコストアップも考えなければならない。製鋼スラグ等のポーラスな構造が、収縮に抵抗性を持つことなども研究されてきている。

品質予測(栗田守朗)

疲労寿命の推定東洋テクニカ

コンクリートは水中での疲労強度が低下する(松下博通・尾上幸造) ので注意
 
ひびわれ(収縮)
「垂井橋」。骨材の影響が大きいと考えられる。
土木学会 コンクリート委員会 垂井高架橋損傷対策特別委員会 中間報告

土木構造物のリスクマネジメントとインフラ・イノベーション(森田康夫)

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3kg/m3の現行アルカリ総量規制で大丈夫か
ペシマム現象を示す骨材を用いたコンクリートの加速試験および暴露試験における膨張挙動(佐川、山田、烏田、江里)
アルカリ量2.6 kg/m3の条件で大きな膨張が認められ、暴露試験において780日で表面の膨張率1250×10-6となり、反応性の高い骨材をペシマム条件で使用すると従来のアルカ
リ総量規制が不十分であることを示した。

ポットホール
劣化事例写真=健全な道路ストックの整備を推進(中部地整 岐阜国道事務所)
原因=積雪寒冷地における舗装の耐久性向上と補修に関する研究プロジェクト(新都市社会技術融合創造研究会)


地球温暖化の影響

打設時の温度管理
夏冬間の気温低下で温度ひび割れが発生。乾燥収縮と重なればリスクは飛躍的に増大(日経XTECH)

ブリスタリング
舗装のブリスタリング現象に警戒。供用中の構造物に悪影響(日経XTECH)
床版防水層に生じるブリスタリング現象に関する研究(長谷、松井)
アスファルト舗装破損のメカニズムと対策の方向性(国交省 航空局)

雨水排水
温暖化による短時間降雨量の増大は設計の排水機能を上回る可能性が高い。色々な形でコンクリートを劣化させてくるだろうし、想定外力の増大ともなる。(u.yan)

コンクリートがCO2の吸収源に、世界初の報告で活用拡大の起爆剤に(2024.04.12 日経)  環境省、国連気候変動枠組条約事務局へ報告する国内の温室効果ガス排出・吸収量(GHGインベントリ)において


補修

コンクリートのひび割れ調査,補修・補強指針 2022 正誤表(JCI)

補修法

電気化学的防食工法

生活の安全を守る電気防食法(山田哲也)

電気防食

外部電源方式

流電陽極方式

チタングリッド工法
チタンメッシュ式
チタンロッド式
導電性塗料式
亜鉛シート式
亜鉛溶射式
コンクリート工学2011-2月号 「北陸自動車道大慶寺橋における電気防食リニューアル工事の検討(足立、宮嶋、森山)」によれば導電性塗料式が外観、復極量ともに比較的良好で20年の耐用年数であった。

電気防食について(リニューアルニュース)

点検・調査は「鋼材・溶接」維持管理を参照

コンクリート構造物への脱塩工法の適用(JCI)  電気防食工法、脱塩工法、再アルカリ化工法、電着工法は、塩害や中性化に有効

地震による鉄筋コンクリート部材の補修に関しては
土木学会2001年9月
土木構造物の耐震設計ガイドライン(案)
6章部材の評価 P69 を参照して下さい。

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基礎ひび割れ調査報告書(石山孝史)

樹脂のおおよその性質は下記論文を参照ください。
コンクリート用表面被覆材のひび割れ追従性評価のため のひび割れ幅変動計測(撫養啓祐)

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コンクリート補修情報サイト(広島県コンクリートメンテナンス協会)

コンクリート低圧注入の部屋

コンクリート構造物補修・補強材前田工繊

各種接着材を用いた新旧コンクリートの打ち継ぎ強度に関する比較(河本、鹿島、松下)によれば以下が望ましい
・表面積を大きく取ること
・含侵作用のある接着工法
・同質無機系接着材

補修・補強方法の選定にあたっては、
経済性、安全性、施工性(期間の短さや規制の少なさを含む)だけでなく、環境負荷の少なさ、美観・景観の良さも要求される。
また、補修・補強後の維持管理のしやすさもポイントである。
経済性を例にとると、RC250mmの巻き立てはポリマーコン100mm厚に相当。河積に余裕のない場合でないと採用しにくい。
また、コンクリート床版は部材であるから、闇雲に補修するより床版打ち換えの方が安くなる場合がある。プレキャスト床版で交換なら工期が短くなる。(u.yan)



コンクリート診断

社会基盤であるコンクリート構造物に対し、
 a)コンクリートの現状把握。
 b)各種検査による 劣化原因の判定。
 c)劣化機構のモデル化による劣化程度の推定と今後を予測。
 d)補修方法の検討、提案と維持管理計画の立案。
以上をコンクリートに対する幅広い知識と経験、高い倫理観に基づく社会的公平性に則っておこなうこと。


橋梁点検:橋面編(日経XTECH)
橋梁点検:上部構造編(日経XTECH)

ひび割れ辞典、続・診断士は見た!、構造診断士は見た!(北野技術士事務所

打音法による合成床版の非破壊検査手法に 関する研究(川田技報)

インパルスハンマーとポータブル器機を使った打音試験 打音法による コンクリート表面の健全性評価(佐藤工業)

衝撃弾性波法によるボックスカルバートの施工管理(アイテックス技術協会)

調査方法・報告書(石山孝史)

建設寺子屋 目指せ!コンクリート診断士  建設寺子屋の旧URL
補修関連用語集と診断士受験ノートがあります。
コンクリート診断士資格受験の参考URLは[資格]のコーナーです。

コンクリート診断士試験

択一問題対策

コンクリート診断士試験の論文ネタ

写真による外観調査小論文対策

試験前チェックリスト
 エクセル形式チェックリスト
リベンジ!コン診断

診断には公益優先技術者倫理が必須

注意:「塩害」について”鉄筋コンクリート中の塩分が鋼材を腐食させる”等の文書がありますが、正確には、塩化物の存在下で水と酸素により酸化鉄が生じるものであります。
新設コンクリートの注意点」と鋼材と溶接コーナーの「鉄は何故錆びるのか?」を参考にして下さい。

再劣化
電気防食が検討される理由の1つでもあります。
メカニズムは下リンクを参照下さい。
手入れをしたコンクリートのモニタリングは大切です。
維持管理は工学的判断のみならず総合的な判断も求められます。
部材箇所の診断、グレードの判断、その次に全体への長期目線。
予防保全を組み込む維持管理計画の重要性を再認識して下さい。(u.yan)
コンクリートの部分断面補修箇所周辺の鉄筋腐食機構(飯島)
マクロセル腐食防止の電気防食(テクノコンクリート)



コンクリート内部の微細ひび割れ

品質評価を目的としたコンクリート微細構造観察の試み(人見)
コンクリートは高脆材料である

蛍光エポキシ樹脂含浸法によるコアのひび割れ観察手法(黒丸涼太)

コンクリート内部に発生した微細ひび割れの微破壊試験法に関する研究(谷倉,渡邉)
コンクリート床版内部の小径微破壊検査方法(Single-i工法)(内田,渡邊,谷倉)

材料内部の微細ひび割れ形成に着目した準脆性材料の寸法効果発現メカニズム(車谷,寺田)


微細な損傷を有するコンクリート円柱供試体の圧縮破壊特性に関する解析的研究(大垣 ,斉藤,渡辺)

超高強度セメントペースト微細構造のひび割れ挙動解析と圧縮強度評価(笹川,車谷,寺田,閑田,全,百瀬)

乾燥により生じる微細ひび割れが割裂引張強度に及ぼす影響(伊藤,篠野,丸山)


建築のひび割れ

ヘアクラックも許さない!(日経XTECH)
*日本建築学会の「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針(案)・同解説」では、屋外側で幅0.3mm、屋内側で幅0.5mmまでは許容。
*品確法(住宅の品質確保の促進等に関する法律)では、幅0.3mm以上0.5mm未満のひび割れは「瑕疵が一定程度存在する可能性がある」。幅0.5mm以上は「瑕疵が存在する可能性が高い」。
*最近はヘアクラックさえ許さない建て主が増えている

ひび割れはもう許されないのか?(日経XTECH)
コンクリート基礎のひび割れは、どこまで許容されるのか。


 B/C

「予防保全」の費用効果はアセットマネジメントも含めて考えるべきです。「コンクリート構造物のインフラマネジメントに関する研究 (土木学会)」を参考にしてください。

公共事業評価の費用便益分析に関する技術指針(国交省)

費用便益分析マニュアル(H15 国交省)

道路事業における事業評価に関する検討課題(道路事業の評価手法に関する検討委員会資料) 余暇など非業務の計測を行動価値で

社会経済分析ガイドライン


長寿命化

インフラ長寿命化基本計画(平成25年11月)(国土交通省)
重要インフラを対象に2020年までに個別施設の計画作成。
(1) 維持管理体制構築
(2) 予防保全型の維持管理導入
(3) 必要性が認められないインフラの廃止・撤去


インフラ老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議(内閣官房)
インフラ長寿命化基本計画に関する経緯(内閣官房)
インフラ長寿命化基本計画等の体系(イメージ)(内閣官房)

長寿命化を考える場合、材料系だけでなく構造系も検討すること。
短桁は外力が強くかかりやすく傷み易い傾向にある。ゲルバー形式を固定・不静定にして補修するなど。



インフラのマネジメント

インフラメンテ情報HP(国交省)

国交省、インフラメンテに「群マネ」導入促進へ2検討会設置、モデル地域で検証(WISEPDS)
インフラ「群マネ」:維持管理、広域・多分野で(建通)
インフラ老朽化=財政が厳しく、技術職員が不足
「群」=「広域連携」、「多分野」
地域一体でインフラメンテの「群マネ」、手引作成へモデル自治体を公募(日経)
労働人口減少と地方財政が厳しい中でも、持続的発展を続けるためには、社会基盤の維持管理を行わなければならない。
人数とコストを下げるだけでなく、生活圏や経済圏との連動も良い。災害・有事でのメリットも。(u.yan)

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インフラの維持管理 ・更新・マネジメント技術〜安全で強靭なインフラシステムの構築を目指して〜(藤野陽三)

全国規模の点検データに基づく道路橋のコンクリート部材の劣化の特徴(玉越、横井、石尾)

責任ある良いメンテの仕組み
JR西の維持管理手法
(1) 「コンクリート補修施工管理技士」制度を創設。補修の材料、工法、使用について講習し、認定試験を実施。
(2) 補修工事には合格者が現場常駐。
(3) 補修箇所にはペンキで合格者のサイン。
1〜3により再劣化が激減。

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道路WEB

建築保全標準JAMS (Japanese Architectural Maintenance Standard)(日本建築学会)


地球温暖化の影響

酷暑+豪雨……熱と水分であるから、構造物にとっては劣化が促進される方向。
50年100年と温暖化が続くとなると、維持管理・更新に何らかのマイナスを与えるだろう。(u.yan)


CO2を固定化し収支をマイナスにするコンクリートを用いた埋設型枠を国土交通省直轄工事現場で試行施工(20220906国交省)
試行工事:令和3-4年度日下川新規放水路管理道整備工事
国交省・経産省、CO2固定化コンクリ実証へ。鹿島の現場でトンネル埋設型枠に利用(20220907建設工業)
コンソーシアムには幹事会社の鹿島・デンカ・竹中工務店を含め民間企業44社、10大学、1研究機関が参画
CO2減のコンクリート、鹿島受注の現場で。グリーンイノベーション基金の支援対象(20220907建通)

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インフラロボット&メンテロボット

モルタル吹付における品質の良否はスキルにある。
ノズルマンの技能資格者(合格率3割ほど)を使用することは品質確保に圧倒的に有利である。
担い手不足の中でのインフラメンテにおいてはロボット開発・利用は必要である。


インフラロボ、14年度分の現場検証終了。今後、有識者部会で各技術を評価、適用性や課題を含めた評価結果を
「現場実証ポータルサイト」に載せる。(2015.1.9 建設工業)

http://www.c-robotech.info/


古い土木構造物のメンテナンス

土木の材料も多様になって来た。100年先、同じ材料があるだろうか? 補修は?
100年前、
1921年に神戸港新港突堤が完成している。わが国最初のRCケーソンによる岸壁。 異形ではなく丸。ポンプ圧送でも無い。ただ、基本材料は同じ。(u.yan)

歴史的土木構造物の維持・保全に関する考察(五十畑弘)



費用

費用便益分析に係る経済学的基本問題(国土交通政策研究所)

費用負担問題を考慮した市街地再生促進の最適施策とその効果に関する研究(土地総合研究所)

道路構係数造物の資産価値評価に関する一考察(海老原,大津)


メンテナンスの契約
維持管理の業務や工事は、新設工事とは違うリスクが存在する。土木学会の下記サイトを参考に、多角的視野と実務経験を活かしたリスクマネジメントをしましょう。
「維持管理等の入札契約方式ガイドライン(案)〜包括的な契約の考え方〜(土木学会)


メンテナンス用セメント材料

無収縮早強モルタルに使用されるカルシウム・サルフォ・アルミネート系膨張張材(デンカ)

超速硬無収縮グラウト材(ekouhou.net)

ゴムラテコーティング(太平洋マテリアル)
鋼・コンクリートの複合構造物の一体化、防錆効果、超速硬型のポリマーセメントモルタル


 
 

NETIS維持管理支援サイト



「インフラメンテナンス分野の新技術適用推進に関する提言」(2020 土木学会)

「コンクリート構造物の高信頼性施工システム研究委員会報告」(JCI)

SDGs達成に貢献するインフラファイナンス持続可能なインフラ開発のためには民間資金の活用も必要(柿沼英理子)
人々の安全で豊かな暮らしを支えるインフラは様々なSDGs目標と関連する重点課題の1つ。老朽化するインフラへの対応が課題


疲労・劣化・耐久性

コンクリート構造物の補修対策施工マニュアル2022年版(土研)

新設コンクリート革命(日経コンストラクション)
1)車の品質と性能は分かりやすいが、土木構造物は…
2)不毛な争いを生んできたひび割れ
施工に対して「思いやりのあるコンクリート」になっていない現状がある。

コンクリートおよびコンクリート構造物の耐久性力学―再定義と新たなアプローチの提案―(CONCREEP8)

土木コンクリート構造物の耐久性向上施策について(山田、渡邉、渡邊、大場)(国土技術研究センター)

道路橋床版の疲労耐久性評価に関する研究(国総研)

材料の疲労日本材料学会 疲労部門委員会

排水機場基礎コンクリートにおける劣化機構の解明と進展予測(森 充広 ・渡嘉敷勝 ・石神暁郎 ・長束 勇 ・増川 晋) 
コンクリートの剥落
1999年の下記発生が有名。原因はコールドジョイント。
JR 西日本新幹線トンネルにおけるコンクリート剥落(國島正彦、石原行博)
橋端部の剥落例。原因は明記無し。
いずみ野橋のコンクリート剥落について(横浜市)
対応策としては、シート張り、ネット張り、塗膜、繊維配合、ポリマーコン他。
輸送、打ち込み、養生など打設計画も重要である。

床版の劣化要因「疲労」
橋梁床版の疲労(土研)
PC床版設計の手引き(日本橋梁建設協会)

部材の剪断変形が急激に増すこと、材料の剪断すべりによる破壊(服部、大野、柴田)

コンクリートおよびコンクリート構造物の耐久性力学―再定義と新たなアプローチの提案― (JCI耐久性力学 WG)

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点検、診断の事例(日本コンクリート技術)

「北海道におけるコンクリート構造物維持管理の手引き(案)」に関するQ&A集北海道土木技術会 コンクリート研究委員会

床版の上のアスファルト舗装に関する劣化の用語(佐藤渡辺)

国土強靱化 100年後も劣化しない鉄筋コンクリートがここに!(物質・材料研究機構)
・コンクリート内部環境センサーの開発
・クロム鋼鉄筋

高速・高周波成分を単一素子で計測することが可能な広帯域振動センサで、、内部損傷の三次元位置・形状を計測する非破壊検査方法(富山大・野田堅太郎)


中性化
コンクリートに対する二酸化炭素の作用(小林一輔)
コンクリートの炭酸化に関する研究(小林一輔)

カルシウム系化合物の炭酸化速度(平野,田中,町長 )
未水和物および水和反応物は、炭酸化反応により、主に炭酸カルシウム(カルサイト型)を生成する。炭酸化反応物には、水和物の分解により生成されるSiO2,Al(OH)3やFe(OH)3等の析出はほとんど見られなかった。

 水酸化カルシウムが炭酸カルシウムに化学変化するのが中性化。水分の存在が中性化に関わる。
 「水」がコンクリートに悪影響を与える。水掛かり、排水に留意。JRの松田さんの資料等を読んでください。
単純にルート則ではありません。

高炉スラグ微粉末を用いたビーライトセメントコンクリートの中性化に及ぼす細孔組織の影響(吉田、名和、田口、渡辺)

けい酸塩系表面含浸材の浸透機構および改質効果に関する基礎的検討(染谷、加藤)
含浸材の浸透機構は、本実験の範囲内では、濃度拡散による浸透と推察された。

参考:水酸化力ルシウムの加熱炭酸化(山田英夫)
炭酸化したコンクリートを、水酸化カルシウムに戻すことが低コストで出来るようになれば、コンクリート構造物の長寿命化だけでなく、完全リサイクルも夢ではない。(u.yan)


ASR アルカリシリカ反応

ASRは5〜15年程で生じ、築造後40年程で落ち着くとされている。診断において、構造物設置年の情報は大切である。

アルカリ炭酸塩反応は無くASRだけであること。ちなみに片山さんはアル骨岩種判定で世界的に有名な方=アルカリ骨材反応と予防(片山)

反応性鉱物の違いがASRに及ぼす影響 : その1. 膨張性状
反応性鉱物の違いがASRに及ぼす影響 : その2. アルカリシリカゲルの特性
(村上、二村、乾)

ゲルフルオレッセンス法によるASR簡易診断手法の開発(参納,丸山,山戸,鳥居)
酢酸ウラニル蛍光法の原理に基づきながら放射性物質の管理が不要
ASR CHECKER(ファースト)

アルカリ骨材反応を受けたコンクリート構造物への対策(北海道開発土木研究所

港湾構造物におけるアルカリ骨材反応(ASR)による劣化とその対策(知念、嵩原

山下垣花高架橋におけるアルカリ骨材反応 損傷補修について(川畑、与那原)

アルカリ骨材反応対策小委員会報告書に関する講習会 質問と回答(土木学会)

コンクリート構造物の環境劣化(腐食センターニュースバックナンバーN0.39〜)JSCE腐食センター)  ( (4)−アルカリ骨材反応と鉄筋の破断

各種ポゾラン材料のASRと塩害の複合劣化に対する抑制効果(参納千夏男、鳥居和之)

亜硝酸リチウムの効果(HCMA)

鳥居らの研究によれば、溶融炉スラグの内、
急冷スラグのガラス相はシリカ分に対してカルシウム分、アルミナ分が多い安定な化学組成になっており、骨材のアルカリシリカ反応が発生しにくい。
空冷または徐冷スラグでは、不安定な結晶相として遊離石灰や硫化鉄が含まれポップアウトや膨張劣化の発生が懸念される。

ASRと電気
コンクリート中にはイオンが存在しており、電気抵抗は高いがイオン導電体である(電気防食や再アルカリ化が可能である)。ただし、コンクリートの導電に関する研究は進んでいると言い難い。
既往の研究では、通電でASRは促進傾向になる。電流密度でペシマムがあることが分かっている。
通電条件によっては、膨張促進させないとの研究もある。
北大物理の市川恒樹先生の説。
反応骨材と細孔組織内部のアルカリ液が反応してゲル生成→アルカリが消費されてカルシウムイオン増大→カルシウムイオンとゲルが反応してケイ酸カルシウムからなるリムの生成。アルカリ分はASR反応にリサイクル→反応リムからしみ込んだアルカリ溶液がゲルを作る→ゲルはリムを通り抜け出来ないため膨張圧が蓄積→限界に達した膨張圧で骨材やコンクリートにひび割れ発生。
コンクリート工学論文集で確認してください。

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コンクリート工学論文集Vol.20 No.1 Issue49
富山県のASR劣化橋梁の実態調査に基づくASR抑制対策および維持管理手法の提案(大代、鳥居)
* 残存膨張量試験に、外部アルカリの供給があるデンマーク法を使う方がJCI-DD2より有効なこと。
* 良質なフライアッシュや高炉スラグ微粉末の混合セメントの方が、アルカリ総量規制よりASR抑制に効果があること。
* 表面被膜の効果において、1mm以上のひび割れを注入処理しておくと有効であること。

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フライアッシュのアルカリシリカ反応抑制メカニズムに関する実 験 電力中央研究所
ポゾラン(pozzolan)
シリカ(SiO2)とアルミナ(Al2O3)を主組成とするシリカ質混合材。
硬化性が無いにもかかわらず、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)と化合して、不溶性化合物を生成する。この反応をポゾラン反応(pozzloanic action)という。
ポゾラン反応とは 何だろうセメントジャーナル社
ポゾラン反応を利用した低アルカリ性セメントの開発

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アルカリ骨材反応抑制剤の働き(コンクリート新聞)
プロピオン酸カルシウム[(C2H5COO)2Ca]をセメントに対し 1.8%添加するとアルカリ骨材反応が抑制できるとの報告がある)

反応性骨材のアルカリシリカ反応生成物に及ぼすカルシウム塩の影響(新見,加藤,岩月)
プロピオン酸カルシウムによるアルカリシリカ反応の膨張抑制効果が確認された


塩害

2013年版コンクリート標準示方書では「腐食発生限界塩化物イオン濃度」は、対象構造物における点検結果に基づき、鋼材の腐食状態と鋼材表面におけるコンクリート中の塩化物イオン濃度の関係から設定することを原則とする。と改訂された。
従来の1.2kg/m3一辺倒ではない。

風況と周辺地形を考慮した飛来塩分量予測手法に関する研究(田村,佐伯,斎藤)   飛来塩分量は4m/s以上の風速の二乗の積算値と相関があることが確かめられた

塩害対策区分Sの具体的対策例(日本道路協会 2004年)

塩害環境下におけるコンクリート構造物の維持管理(北海道開発土木研究所 材料研究室)

コンクリート表面部と内部のclイオンの拡散係数の差 コンクリート中微小領域のCl拡散係数測定方法の開発 (大即信明、西田孝弘、山根洋之)

塩害による鉄筋腐食の定量的評価(堀口賢一、武多均、丸屋 剛)

塩害により劣化した RC 床版の疲労寿命予測に関する考察(東山浩士、石川敏之 、上中宏二郎)

フリーデル氏塩 (3CaO・Al2O3・CaCl2・10H2O) モノサルフェートのSO4がCl2に置き換わったもの。固相塩。

セメントおよび混和材の種類が塩素の固定に与える影響(宮原、丸屋、石田)

中性化によるpH遷移が塩化物イオンの吸脱着性状に及ぼす影響に関する実験的研究(島袋、佐々木、大下)

塩化物イオンの固定に及ぼすセメント組成の影響(平尾、IBARA、高橋、山田)

電気泳動法による表面改質材の性能評価(いわき研修会報告書 緑川猛彦 )コンクリート保護研究会

エポキシ樹脂塗装鉄筋塗膜の疲労耐久性に関する研究(国総研)

塩害環境下における鉄筋コンクリート構造物の劣化予測に関する研究(山田 義智)

コンクリート構造物の塩害データベースの構築とその利用による維持管理の合理化(土研 渡辺博志、古賀裕久)

都市高速道路におけるコンクリート構造物の塩害による劣化に関する研究(鷲見高典)

塩害対策区分Sの具体的対策例(日本道路協会 2004.01) PC桁の塩害対策例

雪道走行後すぐ洗車も必要なくなる? 「凍結防止剤」進化でサビ抑制へ散布エリア拡大。雪国の塩害救世主なるか(くるま)
参考:プロピオン酸ナトリウム(ウィキペディア)
    プロピオン酸ナトリウムを活用した新たな凍結防止剤の開発 〜金属腐食の抑制に向けた取り組み(中日本高速)

インフラの腐食予測モデル作成。物質・材料研究機構(NHK)

酸素消費を要因としたコンクリート中の鉄筋の腐食に関する解析的考察(李,松浪,栖原,辻)
鉄筋の錆は酸化作用で生じる。緻密なコンクリートは酸素の供給が難しいので腐食を進展させにくい。

風況と周辺地形を考慮した飛来塩分量予測手法に関する研究(田村,佐伯,斎藤)
飛来塩分量は4m/s以上の風速の二乗の積算値と相関があることが確かめられた

トラックアジテータにシリカフュームスラリーを後添加して製造したコンクリートの基礎的性状(井貝,佐伯,斎藤,池浦)
シリカフュームスラリーを後添加することによりコンクリートの塩分浸透抵抗性が向上

塩素固定化材を混和したモルタルと内在塩分を多く含むコンクリートを打ち継いだ場合の塩化物イオンの移動挙動(宮口,盛岡,山口,武若) フリーデル氏塩として結晶構造内に固定化する塩分固定剤

SSI工法(塩害対策工法研究会) 鉄道総合技術研究所と旧日本道路公団試験研究所との共同開発による塩害抑止工法


凍害

凍害は3ケースある。
(1) 内部組織が脆弱化するケース。
(2) 表面から組織が緩んでスケーリング(=薄片に剥離)や微細ひび割れ(=細かい模様のひび割れ)が生じるケース。
(3) 骨材品質が悪く円錐剥離するポップアウト。

* 注意:気温は、風の影響や高度の影響などを含めた現地の気温。

各種結合材を用いたコンクリートのスケーリング抵抗性(吉田、田口、名和、渡辺)

コン クリ ート の凍害に関する劣化外力の評価方法(藤 原忠司)

外部環境因子と実構造物の凍害劣化との関連性(林田、田口、遠藤、草間)
外観評価が高いほど凍害の深さが深い

凍結防止剤はコンクリートに辛い
融雪剤によるコンクリート構造物の劣化研究委員会報告
・コンクリートのスケーリング劣化に及ぼす凍結防止剤の種類およびその濃度の影響(高橋,丹後谷,小山田,羽原)
コンクリートのスケーリング劣化に及ぼす凍結防止剤の影響(小山田,羽原,高橋,早坂)


複合劣化

有名なのはASR、塩害、凍害、中性化
コンクリート構造物の劣化機構の推定(戸原 治)

凍結融解および凍結防止剤によるコンクリートの複合劣化に関する調査(田口、小尾、遠藤)

高温環境下での塩害・中性化の複合劣化における塩素イオンの濃縮現象に関する調査(関口、廣永、松村、白井)


科学的浸入・腐食

化学的浸食の対策としては、
・酸性劣化に対しては中和剤散布。
・塩類、特に硫酸塩には耐硫酸塩ポルトランドセメントの使用。
・下水の微生物による劣化に対しては抗菌剤塗布、中和剤散布、嫌気性細菌を抑制する換気などがある。
・プラスチックなどによるライニング。


DEF
基本、DEFは熱で分解したエトリンガイトがモルタルの中で再結晶した結果のものである。(山田一夫氏)

Delayed Ettringite Formation(エトリンガイトの遅延生成)
(1)60℃以上の蒸気養生を行ったコンクリートで、
(2)コンクリート組織中の硫酸イオン濃度が高いものが、
(3)水分供給が多い20℃程度の環境にあると、
(4)エトリンガイトが生じて1%にもなる大きな膨張量を示し、ひび割れを発生させる。
ASRと間違いやすいが、
(a)反応ゲルが見られず、
(b)組織中の水酸イオン濃度が低い。

生産性向上の手法としてプレキャスト化が一層普及すると思われるので、DFEの対処が重要になる。
アルミニュウムの抑制効果に注目している。(u.yan)

硫酸塩劣化事例-エトリンガイトの遅延生成(DEF)に関する研究(平尾宙)

ASRによるひび割れの中に、エトリンガイトが詰まるケースがある。時系列ではASRが先(片山哲哉氏)


硫黄を用いた新たなコンクリート防食工法の開発(森田、成島)

コンクリート構造物(水中部)の表面保護材料 選定手引き(案)(近畿地整)

下水道施設に用いられる防食被覆材に対する乳酸・オレイン酸が与える影響(土研 先端材料資源研究センター)  油脂類は、管路を閉塞させるという物理的な問題に対する影響が指摘されてきたが、防食被覆材の劣化についても課題が明らかに


火災

火災の影響を受けたコンクリートに対し、やっておきたい点検や試験には以下がある。
目視観察、強度試験、中性化深さ測定、UVスペクトル試験、鉄筋確認。
状況に応じ適宜組み合わせる。


火災の熱を受けてコンクリートが変色するので、外観調査より受熱温度を推定する。
コンクリートは500℃〜580℃の加熱で水酸カルシウムが熱分解して、アルカリ性が減少する。これにより、鉄筋保護性能が損なわれる。

   イ)300℃以下:すす付着
   ロ)300〜600℃:ピンク色
   ハ)600〜950℃:灰白色
   ニ)950〜1200℃:淡黄色
   ホ)1200℃以上:溶融

JCI-S-014-2024 コンクリートの爆裂試験方法


ひび割れ

よくある問い合わせ〜ひび割れ指針2022(JCI)

壁・柱・梁のひびわれからみる原因建物みちしるべ

ひび割れ指数簡易予測アサヒコンサルタント

コンクリート構造物に発生するクラックの評定について長 尚

マスコンクリート構造物の温度ひび割れ制御(神崎、吉本、樋口、村上)

内部ひび割れに起因するかぶりコンクリートの密実性低下の透気性による検討(氏家 勲、佐藤 良一、長瀧 重義)

補修・補強分科会報告書 (土木学会 コンクリート委員会

場所打ちPC床版のひび割れ防止対策について (日沿道 門前川橋)(羽越河川国道事務所 北村一成、大島 淑、浅野未来)

コンクリート構造物(水中部)の表面保護材料選定手引き(案)(近畿地整)

ひび割れ補修工法アンケート調査結果(日本コンクリート工学協会 北海道支部)

珪酸ナトリウムの改質剤による微細ひび割れ試験体の水の吸い上がりと自閉効果の確認(アストン)


床版の水平ひび割れ
表面に出てないので発見しにくい。
舗装のひび割れ、コンクリート床版の土砂化を頼りに丁寧に調査。


床版のひびわれ発生のメカニズム(東北地整)

輪荷重によるRC床版の水平ひび割れの発生可能性の検討(松村,高瀬,酒井,竹内,小山田)

内部に水平ひび割れを有する道路橋床版の補修・補強とその効果(市川,後藤,石田,松浦,佐藤)


補修・補強・リニューアル

コンクリートはりのせん断力に対するビーム機構とアーチ機構(土研 大島義信)
設計上は、安全側にこのような圧縮フランジの効果を見込まないが、補修設計など実耐荷力の評価を行う場合には、適切に圧縮フランジの効果を見込む必要がある。しかし、圧縮フランジの効果については未解明な部分もあり、鋭意研究が進められている。

リ・ニューアル・ニュース

道路橋保全を取り巻く状況と課題(玉越隆史)
これからの道路橋の維持管理では、落橋等に至るような重大な損傷を未然に防ぐためにも、早期発見・早期対策の「予防保全」の考えを取り入れた維持管理体系を構築することが重要

PC橋の変状と点検 調査診断 における現状と課題(土木研究所)

PC橋の維持保全のあり方(北陸橋梁保全会議)

橋梁の点検補修概略項目(ヴァンテック)

電気化学的補修工法(CP工法研究会)

高速道路におけるコンクリート高架橋のリニューアル工事について川田工業

各種FRPシート曲げ補強RC梁の曲げ耐荷性状に関する数値解析(張,岸,三上,栗橋)

JCI北海道のひび割れ補修工法アンケート調査結果  分類表の番号クリックで採用工法が分かります。

点検における古いPC桁の横締め留意点
次世代の技術者へ(石橋忠良)
PC桁の横締めは、シースと鋼棒の隙間が小さいことと、グラウトの材料が隙間を十分に埋めるのに適していないことで、今の粘性のあるグラウトとシース径を大きくするまでは、空隙があることが多いのです。

既設橋梁の耐震補強工法事例(土研)
参考として、
道路構造令(e-Gov)
道路構造令の各規定の解説(国交省)

耐震の基礎
鉄筋コンクリート(RC)棒部材の破壊について(中田裕喜)

持続的農業のためのコンクリート鳥取大農学部 緒方英彦

道路橋PC桁の補修・補強工事-道路橋PC桁の補修・補強工事-(山岸、渡部、渡辺、鈴木、高場)

ドゥルックバンド構造の参考
過去の教訓“黙殺”が招いた車両衝突事故、橋桁が突然跳ね上がり。上関大橋。山口県は事実を公表せず(日経XTECH)
イタリアだけでない、日本にもある「アキレス腱」を持つ橋(日経XTECH)
これでよいのか専門技術者(木千太郎)
維持管理しやすい構造形式を優先しよう。 新形式ならメンテのマニュアル付きプロポを。(u.yan)

斜張橋のペンデル支承損傷における原因と改良について(首都高)

引張材を有する道路橋の損傷例と 定期点検に関する参考資料(案)(平成31年 国交省)

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コンクリート補修工法に関する実験的研究(片平博)

ケーブルを使った補強:「橋の垂れ下がり」という難題を切り抜けた斬新な橋の補強対策 14号松原線 喜連瓜破高架橋(阪神高速)

コンクリート低圧注入の部屋

用水路・排水路の補修方法について(嶋瀬、中木)

応力解放法による残留プレストレス力の推定(ショーボンド建設)

下面増厚
FRP格子筋と HPFRCCを用いた下面増厚補強梁の静的載荷試験(山本、菊地、古内、田村、森井、齋藤)
下面増厚したRC梁のせん断補強効果に関する実験的研究(横山、鹿野、紫桃)
吹付床版下面増厚工法(NETIS)

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 劣化要因別の補修・補強対策
 日経コンストラクション2010/12/24号 64頁
 生かせ!コンクリート診断士(十河茂幸)を参考にしました
 劣化要因  方針  対策法
 中性化 劣化部分除去
CO2、水分の侵入抑制
断面修復
表面被覆
再アルカリ
 塩害 塩化物イオン除去
塩化物、水分の侵入抑制
鋼材の電位コントロール 
断面修復
表面被覆
脱塩
電防
 凍害 劣化部分除去
水分の侵入抑制
抵抗性向上
断面修復
ひび割れ注入
表面被覆
 化学的浸入 劣化部分除去
有害物質の侵入抑制
抵抗性向上
断面修復
表面被覆
 ASR 水分侵入抑制
内部の水分逸散
アルカリ分の管理、増加抑制
膨張抑制
部材耐力の回復
止水
ひび割れ注入
表面被覆 *1
外周巻き立て
 疲労 ひび割れ進展の抑制
部材耐力の回復
せん断耐力の回復
排水・防水
増厚
補強材接着
 すり減り 劣化部分の復旧
粗度係数改善
断面修復
表面被覆
*1:橋梁側面・下面を防水して、舗装の防水を劣化したままにすれば、プールをつくるようなもので一層悪化する場合がある。
補修により痛めることのないように!


補修・補強工事の手抜き

中央道のトンネル天井版落下事故以降、維持管理の重要性をエンドユーザーや納税者は納得してきている。
メンテナンス工事に関心を寄せる国民が多い中で、手抜きを行う者がいる。
フザケルナ、 土木業界から出ていけ!



ある道路壁の補修。
これ正しいカットですか? フェザーエッジです。電動カッターで切れ目を入れましょう。
補修で手抜きは勘弁願いたい。(u.yan)



耐久性とコンクリート表層部

非破壊試験を活用したコンクリート構造物の管理・検査(土木研究所 森濱和正)

非破壊・微破壊試験によるコンクリートの耐久性評価に関する研究(木村嘉富、渡辺博志、古賀裕久)

トレント法

「耐久性能検証技術の構築を柱としたRC構造物群の合理的維持管理体系へのパラダイムシフト」

微小空隙中の微速透水現象の支配機構と 飽和コンクリートの液状水挙動モデル(岡崎、岸)

各種シラン系表面含浸材の塩分浸透性の評価(岡本、宮原、白井、山中)
Nより粗いBB、W/C50%で浸透深さ5mm

シラン系表面含浸材について(JCI)

「美シール工法」(東大 石田研)

表面被覆材の裏でひび割れ進展、JR神戸線高架橋のコンクリート剥落(2020.1. 日経XTECH)
繊維入りの表面被覆材が点検を困難にしただけでなく、不安定なコンクリートを巨大ブロック化させた可能性もある。

透水型コンクリート型枠シート


コンクリートに火山灰を混ぜる

小樽港北防波堤と広井勇博士(土木は面白い)

立神係船池(佐世保市) 吉村長策



日本コンクリート診断士会

下水道の管渠内部や構造物狭隘部の点検にマイクロドローンの利用が考えられるが、搭載機器と画像解析精度との兼ね合いを考慮すること。

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アセットマネジメント


アセットマネジメント

インフラメンテナンス情報ポータルサイト(国交省)

これからの暮らしを考えたアセットマネジメント

維持管理や更新投資の将来推計
日本の社会資本 は荒廃するのか?(KENPlatz)よりH18.01.20紹介(G-NET) 頁最下グラフ

社会資本のアセットマネジメント(小林潔司)

土木施工2007年7月号「日本の港湾の課題と今後の期待」より
小林潔司教授が、黒田勝彦教授との対談の中で、アセットマネジメントの3つのポイントを述べておられます。
・LCCの最小化で将来に引き継ぐ非償却性資産と戦略的な機能アップを図る償却性資産の区別。
・非償却性資産のメンテナンス費用は原因者(原因の世代)負担で償却性資産は受益者負担が原則。
・予防的修繕で固定資産税が増えないような、アセットマネジメントを行う上での法的整備。
小林教授はアセットマネジメントがリスクマネジメントの側面も持つことを看破されている。
アセットマネジメントはリスクマネジメント(月刊建設)

「荒廃する日本」としないための道路管理(国土交通省)

アセットマネジメント―静岡県の取り組み
「土木施設長寿命化計画」の推進、
大阪府におけるアセットマネジメントの取り組み(建設マネジメント)


青森県のファシリティマネジメント

東京都道路アセットマネジメント

福島県道路アセットマネジメント

滋賀県のロード・ラビット作戦
「補修するにはもったいない。しかし、放っておけない箇所」について、県土木技術者OB、市町OBにボランティアで道路監視・管理を行ってもらうことで確実、迅速、低コストに道路管理する活動。

長崎大の「道守養成ユニット」

橋梁補修への重点的な支援状況(2012.8.1国交省)

道路橋保全の基本的視点(案)( 国土交通省)

鉄道構造物のメンテナンス(小西)

道路保全における非破壊検査技術の役割(木村嘉富)

「ライフライン地下構造物の維持管理への自動化・情報化技術の展開」概要版(ライフライン技術小委員会)

港湾施設の維持管理の動向(小林潔司)冗長性や収益性への考慮

橋梁におけるライフサイクル期間や割引率がLCCに及ぼす影響(保田,慈道,小林)

地方管理橋梁基礎データ入力システム道路保全技術センター

社会資本ストックの戦略的維持管理とは何か(西川和廣)

必読↓です。
コンクリート構造物のインフラマネジメントに関する研究 (河野 広隆)(土木学会 調査研究部門 重点研究課題の成果)
工学的かつ経済的、長期的視点、市民と協働

[社会資本整備審議会・交通政策審議会技術分科会技術部会社会資本メンテナンス戦略小委員会の中間とりまとめ-今後の社会資本の維持管理・更新のあり方について中間とりまとめ-]
社会的要請を踏まえた施設の質的な改善を図りつつ、必要不可欠な社会資本整備ともバランスを取りながら、的確かつメリハリの効いた社会資本の維持管理・更新を進めることが必要である。

今後の社会資本の維持管理・更新のあり方について(答申)(概要)(H25.12 国交省)
戦略的な維持管理・更新のために国土交通省等が重点的に講ずべき施策
・維持管理・更新への「戦略的メンテナンス思想」の導入
・更新をシステマチックに行うための業務プロセスの再構築
・長期的視点に立った維持管理・更新計画の策定
・維持管理・更新に係る予算確保
・維持管理・更新に係る入札契約制度の改善
・維持管理・更新に軸足を置いた組織・制度への転換
・施設の点検・診断、評価、設計及び修繕等を適切に実施するための技術者・技能者の育成・支援、資格制度の確立

道路の老朽化対策の本格実施に関する提言(H26.4 社会資本整備審議会 道路分科会)

道路の老朽化対策の取り組み(国交省)  参考ページ

アセットマネジメントの実践とイノベーション(小澤一雅)

「PFI事業契約に際しての諸問題に関する基本的考え方」及び「PFI事業契約との関連における業務要求水準書の基本的考え方」
(内閣府)


社会資本のストックマネジメントの推進に向けて(国総研 岸田弘之)

国交省のメンテナンス戦略小委員会 中間とりまとめ(素案
中間とりまとめ(素案)に関係する具体的施策の事例について



モニタリング

岩盤計測技術の進歩(池田憲二)

構造物モニタリングシステムの現状と課題(森田康夫)


マッピングとメンテナンス
東北地方におけるブリッジマネジメント支援ツールの構築(岩城、子田、石川、小山田)


廃棄

セメント系材料の長期性能評価と不確実性 (辻 幸和) 

 
 
 
メンテナンスは、コンクリートの現在の性能を確認することから始まる。
現状を把握しないアセットマネジメントは、机上の空論となる。また、世代間のコスト分配概念を持たない計画も空論となる。(u.yan)

アセットマネジメント
AMはLCCではない、LCCの集合でもない。
地域の継続計画、持続可能な未来像があってのもの。
緻密な推論、高度な行政判断、徹底的な説明責任、住民の共働を要するものである。(u.yan)


「道路橋の現状と維持管理の課題」(国総研 玉越隆史)

土木構造物の「トレーサビリティ(魚本 健人 土木学会)

パレート効率性

マルコフ連鎖モンテカルロ(はてなダイアリー)
[測量]コーナーにある数値処理にマルコフ関係のリンク置いてます

既設構造物の延命化技術に関する研究 インフラ資産評価・管理の最適化に関する研究 新都市社会技術融合創造研究会

下水道アセットマネジメント(日水コン)

管渠劣化データベース(国総研)

「2010年までに社会資本の”創造的破壊”の合意形成を」(野村総研)

迫り来る大老朽化時代(SAFETY JAPAN)

荒廃する日本としないための道路管理(中部地整 北勢国道事務所)

道路維持管理の現状と課題(小澤 隆)

橋梁点検・検査結果における課題と提案(宮崎・川上両氏)

橋梁点検書(BMSグループ)山口大学工学部

橋梁維持管理マニュアル(案)(北海道建設技術センター 札幌土現橋梁補修検討委員会)

鋼橋のコンクリート床版を扱うなら必読です。
見たくないものも見る〜平成の橋を回顧し、令和時代に診断AIを目指す(西川和廣)

九州橋梁・構造工学研究会

BMSの構築と運用に関する課題(渡辺・石川・佐藤)

道路橋資産の総合的管理支援シス テムの構築 (中谷、玉越、中洲)

道路橋の予防保全に向けた提言(国土交通省)

トンネル覆工の要求性能と点検項目の着目点について(河村、須藤、三上、佐藤、西)

地球温暖化時代のコンクリート技術-荒廃する日本とならないために-(阪田憲次)

下水管きょのストックマネジメントー劣化曲線とリスク管理(榊原 隆 国総研)

下水道施設のストックマネジメント手法に関する手引き(案)(概要)(国交省)

管路施設のアセットマネジメント導入・長寿命化計画策定に関する日本下水道事業団の支援

 コンクリート構造物の設計認証・保証システムに関する研究(横田 弘)
性能規定時代の保証、結果管理からプロセス管理へなど

コンクリート構造物の 耐久性向上および品質確保 に対する取り組みの動向(みやぎ建設総合センター)

ロジックモデルに基づく高速道路維持管理業務のリスク適正化(坂井,上塚,小林)

コンクリート構造物の補修技術の現状と農業水利分野に適用する際の留意点(長束,石神,石村,渡嘉敷,森)

道路橋の計画的管理に関する調査研究-橋梁マネジメントシステム(国総研)

既設構造物の延命化技術に関する研究 報告書(平成 18 年2月)(近畿地整)

PC橋のQ&A(暫定版)

桁高制限に対応した橋梁(昭和土木設計)

現地調査に基づく撤去橋梁の健康診断と余寿命推定およびその検証法(宮本,江本,高橋,平西)

舗装技術専門委員会報告 既存コンクリート舗装のライフサイクルコスト調査結果(2009 年1月 社団法人 セメント協会)

国交省の総点検実施要領(案)


道路橋定期点検要領 平成26年6月(国交省)


道路構造物の今後の維持管理について(社会資本整備審議会道路分科会 第42回基本政策部会(H25.2.6)資料)

道路橋の点検データを用いた維持・管理費推計手法(国総研 玉越、大城、石尾)

2013道路法改正
(1)道路構造物の予防保全・老朽化対策
(2)道路の防災・減災対策の強化

国土交通大臣による都道府県道又は市町村道を構成する一定の構造物の修繕等に関する工事の権限代行について(道路法第 17 条第 6 項、第 27 条第 3 項及び第 51 条並びに道路整備事業に係る財政上の特別措置に関する法律第 3 条関係)が盛り込まれている。
改正道路法の新制度、町管理の橋を国が修繕代行。今年度から福島県と高知県で(2015 5 ケンプラッツ)



東日本大震災からの復興へ向けてコンクリート工学の面からの第二次提言(日本コンクリート工学会)

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