13-4 海洋コンクリート(海水の作用を受けるコンクリート)

【第Ⅰ部】コンクリート技士・主任技士
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🌊 海洋コンクリートとは

海洋コンクリートとは、海水に直接接するコンクリートや、波浪・海水飛沫・潮風の影響を受けるコンクリートを指します。

  • コンクリート標準示方書では「海洋コンクリート」
  • JASS 5では「海水の作用を受けるコンクリート」
    と呼ばれています。

🧪 海水による劣化の種類

海水の影響によるコンクリートの劣化は、主に以下の3つに分類されます:

  1. 塩化物イオンの浸透による鋼材の腐食
  2. 海水成分との化学反応によるコンクリート自体の劣化
  3. 波浪・凍結融解などの物理的作用による劣化

📍 構造物の位置と劣化の関係

海水の影響を受ける鉄筋コンクリート構造物では、構造物の位置によって劣化の程度が異なります

  • 干満帯・飛沫帯:乾湿の繰り返しや波しぶきの影響を強く受け、化学的・物理的な劣化が最も激しい領域です。

⚗️ 海水の化学的作用

有害な塩類とその影響

  • 硫酸マグネシウム(MgSO₄)
    → 水酸化カルシウム(Ca(OH)₂)と反応し、石こうや水酸化マグネシウムを生成(体積膨張によるひび割れ)
  • 塩化マグネシウム(MgCl₂)
    → Ca(OH)₂と反応し、水溶性の塩化カルシウムを生成(組織が多孔質化)

これらの反応は、コンクリートのひび割れや鋼材腐食を促進します。

🧱使用されるセメント

  • 一般的には 高炉セメントB種 や 普通ポルトランドセメント が使用されます。
  • 耐久性を高めるには:
    • C₃A(アルミン酸三カルシウム)含有量の少ないセメント(中庸熱・低熱ポルトランドセメントなど)
    • 水酸化カルシウムの生成量が少ないセメント(高炉セメント、フライアッシュセメント)

※これらは長期強度が高く、水和熱が少ない一方で、初期強度が低いため、湿潤養生が必要です。

⚙️ 配合に関するポイント

水セメント比

  • 海水環境では、水セメント比を小さくすることが重要です。
  • 標準示方書・JASS 5では、最大水セメント比の基準が定められています。

単位セメント量

  • 飛沫帯・干満帯では劣化が激しいため、最小セメント量の基準が設けられています。

空気量

塩化物の影響で耐凍害性が低下するため、空気量は6.0%が推奨されます(水セメント比45%以下)。

🧩設計上の留意点

かぶり厚さ

  • 塩化物イオンの侵入を防ぐため、かぶり厚さを十分に確保する必要があります。
  • JASS 5では、最小かぶり厚さ+15mmが設計かぶり厚さの基準です。

ひび割れ幅の制限

  • 標準示方書:RC構造物では 0.5mm以下、または 0.005c(c=かぶり厚さ)
  • JASS 5:0.2mm以下
  • PC構造物では、ひび割れの発生を許容しないことが前提です。

🛠️施工上の留意点

  • 打ち継ぎ目は極力避ける
    特に、満潮位から上60cm〜最低潮位下60cmの干満帯には打ち継ぎを設けないよう、連続打設が推奨されます。
  • 養生期間の確保
    普通ポルトランドセメントを使用する場合、打込み後5日間は海水に洗われないように養生する必要があります。