【コンクリート診断士合格に必須】コンクリートの劣化原因である火害を解説

コンクリート診断士

2022.01.202022.08.18

コンクリート診断士は、合格率が15％程度の難易度が高い民間資格です。

この記事では、独学で勉強できるように【火害】についてまとめています。

私は、コンクリート診断士、コンクリート主任技士を取得しています。

特に、コンクリート診断士の取得を目指している方に有益な情報を発信すること目指しています。

そして最後には、記述式問題の模範解答を記載していますので最後までご覧ください。また、私が使った参考書も紹介しています。

火害は、過去問をみても必ず出題される問題です。特徴を理解すると難しいものではありません。

頑張ってください。

火害

火害

火害は、火の温度により構造物が脆くなる劣化現象です。

今までの劣化とは異なり、とても分かりやすいのではないかと思います。

それは、コンクリートが受けた温度で劣化過程が判断できるからです。

コンクリートは1200℃以上になると融解します。

300℃未満では殆ど構造物に対して影響がありません。

なので、300～1200℃間の劣化現状を把握することでどれくらいコンクリート等が損傷を受けているのかが判ります。

例えば受熱温度が500℃だとします。

でもコンクリート内部は500℃にはなりません。当然のことです。かぶりが存在するからです。そのため、鉄筋配置位置では300℃程度である可能性があります。

なので、表面温度も大事ですが、構造上問題ないかどうかは鉄筋位置での受熱温度も重要になります。

総合的な判定が必要です。

メカニズム

メカニズムについて簡単に述べます。

コンクリートは受熱することで、骨材やモルタルなど各々が収縮および膨張します。
それによりコンクリートとしての結合力が弱まるというものです。

具体的にいうと、モルタルは収縮し、一方骨材は膨張するとしたらコンクリートの結合力は弱くなると思います。この様はイメージです。

受熱温度によるコンクリートの色

受熱温度によってコンクリートの色が変化します。

これについて説明します。

① 300℃未満すすが付着している。

この状態は、構造物としては健全です。ただ、見た目が悪いということになります。

② 300℃～600℃ ピンク色

この状態では、いろいろ重要なことが起こります。基準は500℃です。

圧縮強度は半分になりますが、時間の経過とともに90％程度は復活します。ただし、弾性係数に至っては20％程度まで低下し、復活しても50％程度です。そのため、コンクリートとしての健全性の基準は、300℃程度と考えてもいいのではないかと思います。

構造物はコンクリートだけではなく鉄筋もあります。では、鉄筋はというと500℃以下であれば大丈夫です。

では、PC 鋼材であればどうでしょうか？

それは、300℃以下なら大丈夫です。また、受熱したコンクリートは中性化します。

中性化は500℃～580℃と言われています。なので、中性化を調査する方法でも受熱温度を把握することができます。

③ 600℃～950℃ 灰白色

この状態は、500℃を超えているので、補強が必要になる場合があります。

④ 950℃～1200℃ 淡黄色

この状態は、かなりの補強が必要になります。

⑤ 1200℃以上融解

コンクリートが融解します。

ちょっとしたまとめ

コンクリートは300℃以下であれば健全です。

鉄筋もPC 鋼材もコンクリート内部に配置されているものなので構造物として問題ありません。

ただし、弾性係数には注意が必要です。ほとんど時間が経過しても回復が見込めないからです。

劣化過程

火害の場合は、Ⅰ～Ⅴ級で分けられます。潜伏期～劣化期ではありません。

簡単に分類してみます。
① Ⅰ級無被害多少受熱したくらいの。（補修なし）
② Ⅱ級すす（補修なし。でも外観は悪い）
③ Ⅲ級ピンク色（補修必要。断面修復、ひび割れ注入など現状回復）
④ Ⅳ級灰白色（補修必要。場合によっては補強必要）
⑤ Ⅴ級淡黄色(補強必要。)
※これはあくまでもコンクリート表面の判定になります。