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【H29、回答例】温暖地域における表層品質確保のための設計および施工上の留意点、表層品質確認方法【技術士・建設部門 コンクリート Ⅱー2-3】


 こんにちは、masaです。技術士二次試験の対策として過去問の回答例を準備するということをしています。回答例集はこちらからどうぞ。

 なお、内容については独断と偏見まみれのため、自己責任により参考にしていただければと思います。

 内容については、もっといい回答が思い浮かんだら変更したりします。

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問題文(全文)

「Ⅱー2-3 温暖地域の内陸部にある新設コンクリート構造物において、コンクリートの表層品質の確保に関する業務を進める場合、以下の問いに答えよ。

(1)設計及び施工の各段階で表層品質を確保するための方策をそれぞれ1つずつ挙げ、適用に当たっての留意点を説明せよ。

(2)表層品質を確認するための方法を1つ提案し、その方法の概要と留意点を説明せよ。

(3)当初の目標に対して表層品質が不足した新設構造物を仮定し、コンクリートの中性化による劣化を想定した維持管理計画を立てるに当たり、その手順と留意点を説明せよ。」

 

背景

  • 中性化や塩害の原因は水、酸素、二酸化炭素であり、それらはコンクリート表面から侵入するため、「表層品質の確保」が重要

 

設計段階の方策と留意点

  • 適切なスランプのコンクリートを用いて、充填性能が確保されるような設計とする。過密配筋部分は高流動コンクリートを採用することも考えるが、過密配筋部分がないように工夫する。

 

施工段階の方策と留意点

  • 暑中コンクリートを想定する。具体的には、AE剤を使って可使時間を確保したり、コールドジョイント防止のため打重ね時間間隔を管理したりする。
  • 水分逸散、凝結促進に留意して施工する。

 

表層品質確認方法の概要と留意点

  • 「表面透気試験」により確認する。
  • チャンバー内を真空状態にした冶具をコンクリート表面に貼付け、気圧の変化からコンクリート表面の緻密性を測定
  • コンクリート表面の含水量が測定結果に大きく影響するため留意する。

 

中性化による劣化を想定した維持管理計画

  • 維持管理計画は点検→診断・劣化予測→再点検→性能評価・対策のサイクルを回していくこととなる。
  • 表面透気試験と促進中性化を実施し、両者の相関関係を取得
  • 健全度の判定および鋼材腐食到達時期を予測できる。
  • 供用年数・使用環境を考慮し、対策工を選定
  • 継続的に点検し、ライフサイクルコストが小さくなるような維持管理計画を作成

 

原文(案)

1.表層品質の確保について

 コンクリート構造物の長期耐久性を阻害する劣化要因には中性化や塩害等があり、それらの原因は水、酸素、二酸化炭素等がコンクリート表面から侵入するものが大半である。

 そのため表層品質を確保することがコンクリート構造物の供用期間を満足するために非常に重要な要素であることが分かる。以下に温暖地域における新設コンクリート構造物の表層品質を確保するための設計段階、施工段階における方策および適用時の留意点を述べる。

(1)設計段階における方策および適用時の留意点

方策:適切なスランプのコンクリートを使用する。

留意点:コンクリートの充填性の確保が目的であり、過密配筋部分はできるだけ生じないようにするがやむを得ず生じてしまう場合は高流動コンクリートを採用することを検討する。

(2)施工段階における方策および適用時の留意点

方策:暑中コンクリートを想定して、打設、締固め、養生を行う。

留意点:施工性能および充填性能を確保するためにAE減水剤の適用(可使時間の確保)を検討したり、コールドジョイントを防止するために打重ね時間間隔の管理を徹底したり、水分の逸散が早いことや凝結が促進されることに留意して施工する。

2.表層品質確認方法の概要および留意点

方法:表層透気試験

概要:「表面透気試験」とはチャンバー内を真空状態にした冶具をコンクリート表面に貼付け、気圧の変化からコンクリート表面の緻密性(透気係数)を測定する方法である。

留意点:表面透気試験は、コンクリート表面の含水量の影響を大きく受けるため測定時点の含水状態のばらつきを小さくして計測・比較・評価を行う必要がある。

3.中性化による劣化を想定した維持管理計画

 維持管理計画は一般に点検、診断・劣化予測、再点検および性能評価・対策の実施のサイクルを回していくこととなる。

劣化要因が中性化であれば、表面透気試験および促進中性化試験を実施することにより、両者の相関関係を取得し、健全度の判定及び鋼材腐食到達時期の予測を立てることが可能となる。

 その後、構造物の設計供用年数および使用環境の特性を考慮して経済的かつ合理的な対策工法(表面被覆工、表面含浸工、電気防食工、再アルカリ化工法等)を選定し、実施する。対策後の点検は定期的に実施し、構造物の劣化経過履歴をデータベース化しつつ、構造物のライフサイクルコストを小さくできるように予防保全的な維持管理計画を作成する。