津波避難地下シェルター研究室

コンクリートの解説( Characteristic of concrete )

鉄筋コンクリートについての解説
ここでは、コンクリート製の部位について考察する。


　当研究室のシェルター本体は、基本的に地下に埋設式のものが殆
どである。しかし、
脱出のために一部が地上に吐出して存在する部分もある。


　そこで、地上部と地下部に分けて解説をする。


1) 地上部


　基本的に鉄筋コンクリート製であり、震災瓦礫からの衝撃に対抗す
るための構造物である。壁厚は、幅30cm程度を想定している。


　その根拠は、東日本大震災で残存した小学校の教室や体育館等の
壁厚が30cm程度であったことを根拠とした。


　また、鉄筋コンクリートという材質上で30cm以上にすると乾燥ひび割
れや熱膨張ひび割れを発生しやすくなる。


　この比較的に初期に発生するひび割れが、コンクリート壁を貫通し
たひび割れに成長する可能性が大きい。


そして、水密性が失われる結果となる。


また、この地上部が建物内と建物外にある場合にもさらに検討が必要
である。



(a)屋内設置の場合


　比較的外気にさらされることがないので、コンクリート表面の中性化
による劣化速度が通常程度と予測されるので、長期強度が十分に確
保される。


(b)屋外設置の場合


　この場合は、外気温変化、酸性雨、塩害、有害大気にさらされるの
で対策を講じる　必要がある


①外気温変化


　昨今の猛暑により、夏季の日中温度40℃に近いと、コンクリートの
屋上面は65℃に到達する。そうなると、膨張率が大きくなり日没後の
温度低下により、コンクリート自体が収縮する。


　この膨張と収縮の繰り返しにより、ひび割れが容易に発生する。


　コンクリートの密実性を高くする配合設計や繊維補強コンクリートの
使用または、耐膨張性能を有したコンクリートを使用する必要がある。


②酸性雨


　酸性度の高い雨が当たることにより、コンクリートの中性化が速くな
る。コンクリートの表面だけでなく、内部の鉄筋腐食の時期が早くな
る。


　40～50年の耐用年数を予定しているので、耐用年数の以前にコンク
リートの強度が
低下してしまう。そのために、外部に塗装被で覆う工事を行う。


　水性アクリル塗膜、油性ウレタン塗膜など一般建築で使用されてい
るものを流用する。
ただし、10～12年ごとに塗装改修工事が必要となる。


③塩害


　とくに海岸に近い地域では、大気中の塩分濃度が高い。塩によって
コンクリートの中性化の速度がはやくなり、内部の鉄筋腐食の磁気が
はやくなる。


　塩害対策は、高炉セメントB種を使用することにより、耐腐食性能を
高めることができる。


　ただし、型枠の養生期間が長いので、全体の工期が2割程度長くな
る。


④有害大気


酸性雨、塩害対策と同じ対策が必要となる。塗膜塗装以外にもコンク
リート表面に浸透させるシラン系含浸剤が開発されているが、塗膜に
比べると材料費が3倍近いので、経済的余裕があれば含浸剤を使用
する工法も有効である。



2) 地下部



　地上に設置される場合よりは、大気中の二酸化炭素と接する機会が
少ないので、地下水と埋戻しによる土圧に特に注意を必要とする。


(a)地下水


　地中内には、地下水が存在するのは当然のことである。しかし、地
下水位が高い場所においては、コンクリートの外側から水が浸透する
場合があるので、事前に対策を講じる必要がある。


①防水工事


　コンクリートの外側又は内側面に防水工事を行うことである。

アスファルト、ウレタン防水等があり、各メーカーの仕様で順次に施工
する。


②止水板


　コンクリート打設時にゴム系、樹脂系の止水板を内部に埋め込む工
法である。型枠の成形上、直角形状の継ぎ目が弱点となり、そこから
水が浸入するので事前に型枠設置時に事前に埋め込む。


(b)土圧


　地中に埋設した後、一般土で埋戻しを行う。この埋戻しに係る土圧
がシェルター本体、シェルタードックに影響する。


　その他に、津波が到来時には、平面積あたり1トンの荷重がのしか
かる。つまり20mの水深であれば、20,000kg/m2の荷重が覆い掛か
る。


3) コンクリートを多用した理由


　鉄筋コンクリート材は、建築工事に於いても比較的に安価な材料で
ある。しかし、生コンクリートの打設の段階から硬化するまでの間に小
まめに管理する必要がある。


　以下にその詳細を明記してみる。


　(ア)　生コンを打設する直前には、型枠内部を水浸しにすることが必
要である。


　(イ)　ミキサー車から生コンを排出する直前に、ミキサー車のドラム
を全開で回転させ、内部の生コンクリートを均一にする。


　(ウ)　振動用のバイブレーターで生コンを横方向に移動させない。ま
た、一度に3～5秒以上同一箇所でバイブレーターを挿入しない。


　(エ)　生コン打設後は、表面の急激な乾燥や冬季における凍結防止
のために、養生シートで表面を覆う。


　(オ)　生コン打設後の12～24時間以後にコンクリート表面に散水す
る必要がある。夏季の場合には表面の乾燥が早いので十分に散水す
る必要がある。



　　以上の様に、最低限度のものを表示した。