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マスコンクリート(ダム、橋桁等)

マスコンクリート

マスコンクリートとは・・・

 マスコンクリートとはコンクリートの一種で、大塊状に施工される質量や体積の大きいコンクリートを指します。主に、ダムや橋桁、大きな壁といった大規模な構造物をつくる際に用いられます。
 「コンクリート標準示方書」では、厚さ80~100cm以上、下端が拘束された壁では厚さ50cm以上のコンクリートと示されています。
 「JASS5」では、部材断面の最小寸法が大きく、かつセメントの水和熱による温度上昇で有害なひび割れが入るおそれがある部分のコンクリートとしています。

温度ひび割れ

 施工する際に最も注意するべきものは温度ひび割れです。マスコンクリートは部材寸法が厚いため、コンクリートの表面部と内部に温度差が生じやすいので、コンクリート構造物に発生するひび割れの主要な要因のひとつに、水和熱に起因する温度応力が挙げられています。このひび割れを温度ひび割れと言い、「内部拘束ひび割れ」「外部拘束ひび割れ」の2種類があります。

【内部拘束ひび割れ】
 部材厚が極めて大きい場合に発生しやすいひび割れです。打設後、部材厚が大きいほど表面部と内部の温度差が大きくなります。その結果、中心部の膨張量が表面部の膨張量を上回り、表面部は中心部の膨張圧で引張力を受け表面にひび割れが発生するのです。 これを内部拘束ひび割れと呼び、ひび割れ発生時期は材齢の初期段階になります。表面部でのひび割れなので構造物の耐久性に及ぼす影響は比較的小さいです。

【外部拘束ひび割れ】
 新設コンクリートが硬い岩盤や既設コンクリートで拘束されている場合に発生しやすいひび割れです。打設後コンクリートは温度が降下するにつれて収縮を開始します。その際に拘束されていると収縮が妨げられ、引張力を受けひび割れが発生します。これを外部拘束ひび割れと呼び、ひび割れの発生時期はコンクリート温度の低下が始まる時期(1~3週間程度)になります。
 外部拘束ひび割れは部材を貫通するひび割れであり、表層部にとどまる内部拘束によるひび割れに比べ、構造物の耐久性に及ぼす影響は大きいです。

温度ひび割れの発生メカニズム

温度ひび割れの対策

 対策として、膨張材の使用、配合の変更、打設間隔の変更、ひび割れ誘発目地の使用、パイプクーリング等が考えられます。
 しかしながら対策を行ったとしても不十分であり、有害なひび割れが発生してしまう場合があります。
 確実な対策を施したい場合に温度応力解析を行うことにより、設計段階での温度ひび割れ発生リスクを事前に照査し、ひび割れ対策も適切な選択が可能になります。

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