2017年6月4日のアーカイブ

鉄筋コンクリートのおさらい。

構造としては、

圧縮に強く、引張に弱いコンクリートと、

引張に強く、圧縮に弱い鉄筋を

掛け合わせたものです。

つまり

圧縮に強いが、引張に弱いコンクリートを、引張に強い鉄筋で補強して、

構造体としての自由度を大きくした。

といった所でしょうか。

確かに自重を軽量化し、複雑な形状を可能にしたのは、鉄筋のお陰ですが、

その見返りとして、

鉄筋の寿命=鉄筋コンクリートの寿命

という十字架を背負うことになった。と言うのが今回の骨子。

 

鉄筋コンクリートの世界でコンクリートは鉄筋を保護するものです。

なので専門用語で「かぶり厚」と言うのですが、

鉄筋を覆っているコンクリートの厚さが、建築基準法で規定されています。

因みに、「鉄の寿命」と言うのも解りづらいですよね。

簡単に言うと、鉄は錆びると終わりです。

錆びた鉄は、鉄本来の性能、つまり引張力が担保されなくなりますが、

もう一つ恐いのは、鉄は錆びることにより、その体積が2倍以上に膨れ上がる事です。

コンクリートの内部で、鉄筋の体積が2倍になる。

と言う事は、コンクリートが内側から強い圧力を受ける。

外部からの力は圧縮方向ですが、内部からの力は引張方向となります。

つまり、錆びた鉄筋は、コンクリートの苦手な引張の原因となるのです。

結果、鉄筋表面のコンクリートが圧力に耐えきれなくなって破壊されます。

これを、業界用語で「爆裂」と言います。

爆裂って単語、普通は爆裂弾(爆薬の古い言い方)のような戦争や武器で使う言い回しですが、

それが該当してしまうほど、酷い外見になってしまうのですね。

鉄筋が錆びる原因は、大きく2つ。

①塩害

②中性化

です。知識がないため詳しい説明は出来ませんが、

①塩害

塩は金属にとって大敵です。海に近いと金属は錆びやすいですよね。

②中性化

はもう少し理系的な説明に挑戦。

コンクリートの初期は強アルカリ状態で、この中にいると金属は保護されていて錆びません。

(理由は聞かないでください)

ですが、時間と共に空気中の二酸化炭素等の影響で、コンクリートはアルカリから酸性に変化していきます。

これをコンクリートの中性化と言い、

酸性化したコンクリートは、鉄を保護しなくなり、結果錆が発生するのです。

面白いのは、塩害にしろ、中性化にしろ、

コンクリート自体の性能には何の影響も及ぼさない事。

ローマン・コンクリートで作られたパンテオンの長寿命が、これで分かります。

構造体に金属を使っていないからなんです。

さて、鉄筋コンクリートはそういう訳にはいきませんから、

塩害や中性化と対峙するしかありません。

コンクリート自体は長寿命だけど、鉄筋コンクリートはその限りではないのです。

以前「床下も居室にしよう」で書いたのですが、基礎断熱にもリスクはあります。

と言うか、無断熱だと家が寒いので、断熱しなきゃ。と人が気づいてから、

断熱した事によるトラブルは、星の数ほど発生しています。

基礎断熱もご多分に漏れません。

特に、床下という外部空間を室内環境にするのですから試行錯誤は当然。

で、基礎断熱の一番多い(想像です)トラブルは、腐朽菌やカビの発生だと思います。

床下がかび臭い、という奴ですね。

だから、「床断熱の方が良い」と言うのは早計。

人間、カビや腐朽菌、コンクリートの「快適」なポイントは重なる部分があるため、

これを避けていると、人間の快適も遠ざけてしまうからです。

 

ようやくタイトルに絡んでいきます。

木造でも、鉄骨でも、建築には基礎という構造物があり、

基礎は必ず鉄筋コンクリートで出来ています。

で、今回はあまり知らない鉄筋コンクリートの話を文系乗りで。

コンクリート的な材料は、それこそローマの時代以前からあります。

写真は、Wikipediaから拝借したローマに現存する「パンテオン」の内部.

一度火事で消失したようですが、西暦128年に完成しているので、年齢は2000年に近いのですね。

材料はローマンコンクリートと呼び、組成は現代の主材料であるセメントとは違います。

現代の(ポルトランド)セメントの登場は、18世紀。

さてそのコンクリートに、鉄筋を入れてみたらと頑丈になるのでは、と考えたのは、

何とフランスの植木職人。

「モルタル+鉄筋」の植木鉢を作ったのが最初、と言う嘘のような本当の話。

で、1900年には、現状とほぼ同等の鉄筋コンクリートになって、

構造計算という概念ができ、

これまで出来なかった形状や大規模構造物が建設できるようになった。

めでたし、めでたし。

・・・何ですが、実は「コンクリート」が鉄筋を組み入れて失ったものもあります。

その一番大きいものが「寿命」。

先述のパンテオンなどは、千年単位の寿命があるのですが、

現代のセメントによる鉄筋コンクリートは、

数十年～百年単位がせいぜいになってしまったのです。

その証左を一つだけ。

マンションに住む人は、毎月結構な額の修繕積立金を徴収されますが、

このお金を原資に何をするかというと、約20年毎に行われる大規模改修工事です。

ざっくり言えばコンクリートの劣化を食い止める工事なんですね。

次回、何でコンクリートの寿命が「圧倒的」なレベルで短くなったか?

に続きます。