皆さんこんにちは

株式会社若松工業の更新担当の中西です。

 

～丈夫な社会基盤～

 

橋、擁壁、トンネル、排水施設、ボックスカルバート、ダムなど、土木工事では多くのコンクリート構造物がつくられています。

コンクリートは、さまざまな形に施工でき、圧縮する力に強く、長期間使用できる材料です。一方で、材料の配合、施工方法、養生などが適切でなければ、ひび割れや強度不足、鉄筋の腐食につながることがあります。

コンクリート構造物の品質は、完成後の表面だけを見て判断できるものではありません。

下地、鉄筋、型枠、打設、締固め、養生といった一つひとつの工程を正確に行う必要があります????️

コンクリートを支える鉄筋の役割

コンクリートは圧縮する力には強い一方、引っ張る力には弱いという特徴があります。

そこで、引っ張る力に強い鉄筋を内部に配置し、鉄筋コンクリート構造をつくります。

鉄筋は、設計図で定められた太さ、間隔、位置に配置しなければなりません。

鉄筋同士を重ねてつなぐ部分では、必要な重ね長さを確保します。また、コンクリート表面から鉄筋までの距離である「かぶり厚さ」も重要です????

かぶり厚さが不足すると、水分や塩分が鉄筋へ到達しやすくなり、さびが発生する可能性があります。鉄筋がさびると膨張し、周囲のコンクリートを押し出して、ひび割れや剥離につながります。

鉄筋は完成後に見えなくなるため、コンクリートを施工する前に、配置、間隔、結束状態、かぶり厚さを確認します。

形状をつくる型枠技術

型枠は、柔らかい状態のコンクリートを設計された形に固めるための枠です。

擁壁、橋脚、水路など、構造物の形に合わせて組み立てます。

コンクリートは非常に重いため、打設中には型枠へ大きな圧力が加わります。型枠の固定が不十分だと、膨らんだり、ずれたり、最悪の場合には破損する可能性があります⚠️

型枠は、設計された寸法や角度を正確に保ちながら、コンクリートの圧力に耐えられるよう補強します。

接合部分に隙間があると、セメント分を含んだ水が漏れ、表面の品質が低下する場合があります。

型枠を組み立てた後には、位置、高さ、垂直、幅、補強状態を確認し、コンクリート打設中も変形がないか監視します。

コンクリートの受入れと品質確認

現場へ到着した生コンクリートは、すぐに施工するのではなく、必要に応じて品質を確認します。

柔らかさを示すスランプ、空気量、温度などを測定し、設計や施工条件に合っているか確認します????

柔らかすぎるコンクリートは施工しやすく見えますが、勝手に水を加えると強度や耐久性が低下する可能性があります。

反対に硬すぎると、型枠の隅や鉄筋の間へ十分に行き渡らず、内部に空洞が残ることがあります。

コンクリートは、運搬時間や気温の影響を受けます。

夏場には硬化が早く進み、冬場には硬化が遅くなります。施工時間や現場条件を考慮し、適切な状態で打設することが重要です。

打設順序を考える技術

コンクリート打設では、どこから、どの順番で施工するかを事前に計画します。

一か所へ大量のコンクリートを入れると、型枠に偏った圧力がかかります。また、高い位置から落とすと、材料が分離する可能性があります。

複数の作業員が連携し、コンクリートを均等な高さで少しずつ施工します。

ポンプ車を使用する場合には、ホースの位置、重機や作業員の動線、コンクリート車の入替え方法まで計画します????

打設が途中で長時間停止すると、先に施工したコンクリートと後から施工した部分の一体性が低下する可能性があります。

必要な数量と施工速度を計算し、途切れずに作業を進められる体制を整えます。

内部の空気を抜く締固め技術

型枠の中へ流し込んだだけでは、コンクリート内部に空気が残ります。

そこで、棒状の振動機を差し込み、振動を与えて空気を抜きながら、型枠の隅や鉄筋の周囲までコンクリートを行き渡らせます。

締固めが不足すると、表面に穴ができたり、内部に空洞が残ったりします。

一方で、振動をかけすぎると、骨材とセメントペーストが分離する可能性があります。

振動機を差し込む間隔、深さ、時間を調整し、適切に締め固める必要があります????

特に鉄筋が密集している部分や、型枠の角、配管周辺などは、コンクリートが入りにくいため丁寧な施工が求められます。

表面仕上げと勾配の管理

床や水路などでは、コンクリート表面の仕上げも重要です。

排水が必要な場所では、表面へ適切な勾配を設けます。

勾配が不足すると水がたまり、表面の劣化や凍結、滑りの原因になる可能性があります????

施工直後のコンクリートは時間とともに状態が変化するため、適切なタイミングで表面をならします。

早すぎると表面が沈み、遅すぎると仕上げにくくなります。

天候、気温、コンクリートの状態を見ながら作業する職人の経験が必要です。

強度と耐久性を高める養生

コンクリートは、施工した直後に完成するわけではありません。

セメントと水が反応しながら硬化し、徐々に強度を発揮します。

硬化に必要な水分が早く失われると、表面にひび割れが発生したり、十分な強度が得られなかったりする可能性があります。

施工後は、シートで覆う、散水する、保温するなどの養生を行います????️

夏場には急激な乾燥を防ぎ、冬場には凍結を防ぐ必要があります。

型枠を早く外しすぎると、まだ十分な強度に達していないコンクリートが変形したり、欠けたりすることがあります。

工期を優先するのではなく、必要な期間を確保することが、丈夫な構造物につながります。

ひび割れを抑える技術

コンクリートには、乾燥による収縮や温度変化などによって、ひび割れが発生することがあります。

すべてのひび割れが直ちに構造上の問題になるわけではありませんが、幅が大きいひび割れから水や塩分が入り込むと、鉄筋の腐食につながる可能性があります。

構造物の大きさや形状を考慮し、適切な鉄筋配置、打設区画、誘発目地などを計画します。

暑い時期にコンクリート温度が上がりすぎないよう、施工時間を調整することもあります☀️

ひび割れが発生した場合には、幅、深さ、原因を調査し、注入や充填などの適切な補修を行います。

プレキャスト製品の活用

近年では、工場で製造されたコンクリート製品を現場へ運び、設置する方法も広く使われています。

側溝、ボックスカルバート、擁壁、橋桁など、さまざまなプレキャスト製品があります。

工場内で一定の品質管理のもと製造でき、現場で型枠や養生を行う工程を減らせるため、工期短縮や省人化につながります????

一方で、大型製品の運搬やクレーンによる設置には、慎重な計画が必要です。

製品同士の接合部や、基礎との高さを正確に調整しなければなりません。

現場打ちコンクリートとプレキャスト製品の特徴を理解し、工事条件に合わせて使い分けることが重要です。

施工記録と品質の証明

コンクリート構造物の内部は、完成後に確認できません。

そのため、鉄筋、型枠、打設、養生などの各工程を写真や書類で記録します????

使用したコンクリートの種類、数量、施工時間、試験結果、天候などを残すことで、施工品質を確認できます。

将来、構造物に不具合が生じた場合にも、過去の記録が原因調査や補修計画に役立ちます。

土木工事は、完成品をつくるだけでなく、正しく施工したことを記録として残す仕事でもあります。

まとめ

コンクリート構造物の品質は、コンクリートだけで決まるものではありません。

地盤、基礎、鉄筋、型枠、材料の確認、打設、締固め、表面仕上げ、養生など、すべての工程が関係しています。

一つひとつの作業を丁寧に行うことで、雨、地震、車両荷重などに耐え、長期間利用できる構造物が完成します✨

完成後には見えない部分を確実に施工することが、土木技術者と職人の責任です。

コンクリート・構造物施工技術は、道路や橋、河川施設など、社会の安全を長く支える重要な技術なのです。