道路構造物ジャーナルNET

シリーズ「コンクリート構造物の品質確保物語」㉞

養生と品質確保 ―橋梁下部工のスケーリング抵抗性―

八戸工業大学
工学部 土木建築工学科
教授

阿波 稔

公開日:2019.11.16

1.はじめに

 単品個別製造となるコンクリート構造物の品質は,使用材料に加えて打込みや締固め、ブリーディング、養生等の施工状況の影響を大きく受けることが知られています。近年、コンクリート構造物の品質確保、あるいは品質を向上させる一手段として「養生」の重要性がクローズアップされています。土木学会コンクリート標準示方書【施工編】では、養生はその目的に応じて、「湿潤状態に保つこと」、「温度を制御すること」および「有害な作用に対して保護すること」の3項目に分類しています。そして、十分な給水養生を行った場合を想定し、コンクリートの強度や初期凍害に及ぼす養生条件の影響を参考に検討された湿潤養生期間の標準を示しています。しかしながら、コンクリートの緻密性向上の観点から湿潤養生を長期間持続することの有用性は指摘されているものの、所要の劣化抵抗性を確保するための具体的な養生方法と期間については明確になっているとはいえません。
 一方、橋梁下部工では上部工の伸縮装置や排水装置等の機能低下により、沓座周りや橋脚の上面・梁部、さらに橋台の竪壁・パラペット部等への水分供給によってコンクリートの劣化が顕在化する傾向にあります。特に寒冷地域のコンクリート構造物は、上述の部位にて凍結融解作用による凍害を受けやすい環境にあるといえます。近年では、1990年代初頭からのスパイクタイヤの規制にともなう凍結防止剤の大量散布により、高濃度の塩分を含んだ水分の供給と凍結融解との複合作用によって表層部コンクリートがフレーク状に剥離するスケーリングの発生が増大しています(図-1)


図-1 橋台(竪壁)の凍害事例

 スケーリングとASRが複合する劣化となる場合もあり、このような劣化が著しい場合には、かぶりコンクリートの機能低下や剥落により鋼材腐食・露出に至る場合も認められます。また、凍害を受けた部位を補修した場合であっても、ベースコンクリートの耐久性が十分でなければ再劣化を繰り返すケースも少なくありません。このことから、橋梁下部工においては、かぶりコンクリートの耐久性(劣化抵抗性)の観点から所要の品質を確保することが極めて重要といえます。
 コンクリートの凍害を抑制するためには、まず設計段階において構造物の環境作用の程度を勘案し、所要の劣化抵抗性を得るための水セメント比と目標空気量を適切に設定することが不可欠です。続いて施工段階では、使用材料の特性を踏まえて打込み・締固め等の施工の基本事項を遵守するとともに、確実かつ合理的な養生による緻密性の向上を通じて、設計で期待されている劣化抵抗を確保することが肝要となります。特に施工段階において養生が不足する場合、表層部コンクリートの緻密性が損なわれ、スケーリングの進行を速めることが懸念されます。そこで、2015年12月に国土交通省東北地方整備局から公表(2019年3月改訂)された「コンクリート構造物の品質確保の手引き(案)(橋脚、橋台、函渠、擁壁編)」1)では、共通仕様書2)に記載されている標準の養生期間(表-1)に加えて追加養生の重要性を指摘し、工期に支障のない範囲で養生期間を延長することを推奨しています。
 本稿では初めに寒冷地域のコンクリート構造物を対象とし、養生に着目した実構造物の品質調査の事例について紹介します。続いてスケーリング抵抗性を確保するための養生期間の目安について室内試験をもとに検討した結果を述べることとします。


表-1 コンクリートの標準養生期間2)

2.養生に着目した実構造物の表層品質調査3)、4)

 寒冷地域において近年新設された橋梁下部工や函渠工のコンクリート構造物を対象に表層品質調査を実施しました。これらの構造物は何れも国土交通省東北地方整備局三陸国道事務所管内および青森河川国道事務所管内の復興道路(三陸沿岸道路)あるいは上北道路(青森県上北郡六戸町から七戸町に至る高規格幹線道路、一部供用)のものです。橋梁下部工(橋台:竪壁・胸壁、橋脚)は10構造物、ボックスカルバート(函渠工:側壁)は3構造物です(表-2)。調査項目は表層透気係数と表面吸水試験、表層目視評価(表-3 面的な微細ひび割れ3))としました。


表-2 調査構造物一覧

表-3 表層目視評価(面的な微細ひび割れ3)

 なお、ここでは橋梁下部工と同等のコンクリート仕様(呼び強度:24・27、セメント:高炉セメントB種・普通ポルトランドセメント)である函渠工の調査結果についても含まれています。橋梁下部工の養生としては、型枠存置期間の延長やシート養生等の封緘養生によって追加養生が実施されている場合が多く、一部で透水型枠の使用も見られます。また、寒中コンクリートとして施工された下部工も5橋(D橋、F橋、C橋、A橋、J橋)含まれています。

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