Title
宮古島の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査
Author(s)
具志, 幸昌; 和仁屋, 晴讙; 伊良波, 繁雄
Citation
琉球大学理工学部紀要. 工学篇 = Bulletin of Science &
Engineering Division, University of the Ryukyus.
Engineering(12): 9-53
Issue Date
1976-09-28
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12000/26656
琉球大学理工学部紀要(工学篤)
宮古島の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査
具 志 幸 自 *
和仁屋晴謹*
伊良波繁雄*
An Investigation on the Durability of Reinforced
Concrete School Houses in Miyako Island
Yukimasa GUSHI
，Haruyoshi WANIYA
，Shigeo IRAHA
Summary
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宮古島の鉄筋コンクリ{ト造校舎の耐久性調査1
総 説 湿度も80%
であり、降雨量も多く、まわりを海でとり かとまれているので、空気は乾燥するととはない。従 宮古島は沖縄の南西約2
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位置し、面積約1
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ってコンクリートの強度上からは有利に作用する。勿 km2、人口4
.
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万位である。年間平均気温は2
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論、冬季凍結するとともなく、亜熱帯性・海洋性気候 で、年間降雨量は約22
5
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酬である。気象条件は沖縄本 に支配されているから、コンクリートの収縮・ひぴわ 島とたいして変らぬが、 大 き な 台 風の来襲回数は最 れという点でも非常に有利である。コンクリート中の 近多い。島全体が平坦で、河JlI
らしい河川はない。島 鉄筋の発錆という見地からは、高温多湿で冬期もあま はいわゆる琉球石灰岩l乙富み、表土は風化石灰岩地帯 り温度がさがらない環境は不利であり、特に月間平均 によくみられるラテライト系統の土である。従って表 気温が2
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0Cを上回る月が1年の3
/
4
を占めることは、 土は水を通し易いが、降雨は表面からしみ乙んで、石 発錆が化学反応と云う点からも不利である1).2)。ま 灰岩や下層の粘土質の不透水層の上を通って、直接海 fこ、骨材が細・粗共に吸水量が大きいと云うことは空 に流れ乙むことが多い。従って、表面Icでて大きな河 気も通し易いと云うことで、やはり鉄筋の発錆上不利 川を形成するζともない。大きな貯水池も作れないの である。宮古島には4市町村あると云っても小さな島 で、島は時I乙渇水となる。最近、地下水を利用して、 であり、図面海であり、潟水が鉄筋Ic及ぼす影響は大 農業用水用の地下ダム建設の動きがある。 きいυ その第一は海砂の使用であり、また台風の様な コンクリート材料のうち、セメントは工場がないか 強風時Icは平坦な地勢もあずかつて、かなり内i磯部喫 ら、島外から袋詰めで船を利用して送られてくる。粗 深くまでしぶきが運ばれ、鉄筋コンクリートの防錆上 骨材は琉球石灰岩砕石が以前から使われ、沖縄本島の 不利に働く。とれがその第二である。しかし地勢が平 中南部lζ産する石灰岩とほぼ同じである。地形等も沖 但であるので、沖縄本島や石垣島のように、 海岸近く 縄本島南部と似ている。資料説明文の中で中南部石灰 lζ道路・橋・公共建物等を作る必要がないので、 ζの 岩砕石とあるのは、この琉球石灰岩砕石である。色は 点はそれらの地域よりも有利である。調査の結果も上 白色に近いものから黄褐色に至るまで色々と濃淡があ 記諸地域で発生している様な、ひどい鉄筋コンク リー り、産出場所によって逮う。比重・吸水量も変動が相 ト構造物の趨筈は生じていない。 当あるが、比重2.40~2.55、吸水量 4~6% の範囲内 に入る様である。従って粗骨材としては決して良質で ない。特l乙吸水量が大きいので、耐久性を必要とする 時は問題となる。しかしとれにかわる粗骨材資源がな いので、使用するのはやむをえない。細骨材について は広汎な調査資料をもっていないが、某資料による と、比重 2 .42~2.53、吸水量 5.25~5.97% の間にあ る。細骨材もコンクリートI
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耐久性を要求される時問 題があるわけである。 勿論海砂であり、コンウリート 中l乙塩分をもち乙なことになる。砕石の表面はこの種 岩石の特色として表面はなめらかでなく小さな凹凸が 多い。従って沖縄本島北部の石灰岩砕石より単位水量 が大きくなる。しかしコンクリート強度はかなり大き な値がでる。閲一水セメント比なら、河川砂利は勿 論、上記沖縄本島北部産出の硬質石灰岩砕石(比重2
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.
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)で作ったコンクリートよりも若
干強度は土回る。できあがったコンクリートの比重は 骨材の関係から標準値を下回り、弾性係数はかなり低 くなる。コンクリートとしての吸水墨色 大 き し 耐 久 性土，よほど水セメント比に気をつけないと問題が残 るであろう。年平均気温も先述の様に2
3
.
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oCで平均2
.
調査目的・範囲・対象 筆者の 1人はこ乙数年来、沖縄の鉄筋コンクリート 構造物の耐久性について研究を行なってきたが、その 一環として行なった沖縄県内のR C(鉄筋コンクリー トの意、以下同様)橋梁の調査結果3)、4)、5)、6)によ ると、県内R C橋梁の約半数が重大な損傷を乙うむっ ているととが判明した。環境条件の違うR C建築物で は塩害はどの様であろうか。変状傾向や変状の程度・ ~U合も橋梁の場合とは異なるのではないか。塩分以外 で鉄筋の大きな発錆原因であるコンクリートの中性化 が占める役割はどの様なものであろうか。この様な疑 問に答え、沖縄県内のR C構造方の耐久性を増進させ るととを筆者逮は目的としている。 「沖縄における鉄筋コンクリート構造物の塩害調査 とその対策に関する研究」と云う題目で、昭和50
年度 文部省科学研究費をもらったので、上記目的の一環と して本研究が行なわれた。調査範囲は沖縄県内の色々 の地域がえらばれたが、宮 古 島 全 域もその一部とし た。えらんだ朗自は宮古島が割合と大きいが平坦で1
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図- 1 琉球大学理工学部紀要(工学篇)d
/l砕. あり、石垣島や国頭の様l乙山岳がないので、海水の影 響がどんな形で現われるか興味があったからである。 また骨材の特殊性(琉球石灰岩砕石だけ)も考慮の申I
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入っている。RC
構造物のうち、学校校舎がえらば れたのは、沖縄県内どとの地方に行ってもRC
造校舎 が寄在していると云う事実による。そして建造年代・ 平面図等の資料も整備されており、休日をえらべば割 合と自由に調査奇行なうことができるからである。宮 古島での調査では島全体の小中校校舎が対象 と さ れ た。一枚毎、一校舎毎、鉄筋の発鏑による変状を調査 したが、便所・倉庫等の小さい建物は多く調査してな い。とれは調査人民・滞在日数等i乙財政上から制約さ れたからである。しかし教室棟についてはもれなく新 旧を問わず調査したので、ほぽ宮古島におけるRC
造 校舎の鉄筋の発錆による変状の現況・傾向等は把援で きたつもりである。図- 1fr.宮古島の位置を図- 2fr. 調査した諸校の宮古島での大体の位置を示す。調査し た学校は小学校1
4
校、中学校1
1
校計2
5
校で調査延面積 は6
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宮古島における学校の位置 図-
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1
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宮古島の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査 また海岸からの距瞬については現地で確認できたもの はそれを記し、不明のものは地図から判院した。調査 調査方法は主として視察によれ鉄筋の発錆にもと に当つてはl県教育庁施設課から紹介して貰い、所管の ずくコンクリートのひびわれ、ふくらみ、かけおち、 教育委員会を訪問し協力を仰いだ。各教育委員会は大 鉄筋の鱈出等をスケッチし、主要な個所は写真にとっ 体において非常に協力的で、乙乙ろよく資料を提供し た。変状状況についてややくわしい記述も行なった。 てくれ、各学校への連絡もとってくれた。各学校でも 梁の曲げ亀裂、収縮性亀裂、墜・スラブ・軒等の構造 一部を除き、休日にも拘らず、責任者が出校してきて 性亀裂・収縮性亀裂等については主要なものは記した くれ、色々と便宜をはかつてくれた。本調査研究にお が、記録しなかったものもある。本報告ではこれらの いては、此等諸機関の協力は大いに助けとなった。調 亀裂・変状については特にふれる乙となく、変状とは 査事項の整理l乙は現場調査に要した時間の10倍以上も 特にζとわらないかぎり、鉄筋の発錆にもとづく鉄筋 かかったが、それにもとづいて、各学校毎i己変状状況 コンクリート構造物の損傷をさすものとする。校舎は をまとめ、変状傾向等の考察を行ない、写真や諸試験 教室内部の収納部門にまで立入って調査したが、一部 の結果等と総合して、変状等級等を定めた。3
.
調査方法・項目 校舎では教烹内IL入れず、外部からの観察にとどまっ た。本調査では一校毎・一校舎毎の詳細な調査研究は4
.
調査結果の表示 行なわず、変状個所の大体の位置、変状の大体の大き さを記すにとどめ、ひぴわれ輔の測定等は行なってな 各学校、各様毎の変状の記録は膨大なもので、とて い。鉄筋の発錆による被害、つまり変状の、程度や傾 も紀要に載せることができないので、各棟についての 向を一地域または沖縄県全体で確めようとすることが 変状記録その他にもとづいた考察を附録に載せ、代表 目的で、大量の調査対象を処理して数量的に変状傾向 的な変状状況を写真一1~361乙載せる。各棟の商積、 をつかもうと意図した。 建設年代、 変状等級等を表-11己記す。変状等級は各 調査項目のうち、校舎毎の建設年代、階数、面積、 棟の鉄筋の億食による被害の程度を等級づけしたもの 平面図等は教育委員会の資料からしらベ、先述の様に で、コンクリートのひぴわれ、ふくらみ、かけおち、 変状個所の位置、状況等は視察の怠いスケッチし、説 鉄筋の露出等の程度や1校舎での拡がり割合を勘案し 明を加えておいた。採取可能な個所からはコンクリー て定めた。その定め方の基準は表ー21L示しである。 ト片をとり、もちかえって実験室で中性化説験と含塩 表ー2の記載事項だけでは変状等級をきめるのに困難 震の定量を行なった。 主要な校舎については柱または な場合もあったが、そう云う場合は筆者逮が討議して 壁に対して、シュミットハンマーテストも行なった。 定めた。変状等級は1から 5ILいくに従ってひどい損 表-2 変 状 等 級 格 付 基 準ぷ
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出 少 一 2 露微所一 郎 一 段 ブ 一 階 ラ 一 ' ス 一 下 の 一 廊等 一 外軒 ↑ ひぴわれ 出がある琉球大学理工学部紀要(工学篤)
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傷を表わす様lとしてある。変状等級lは無被害か殆ど 代を採用しであり、必ずしも一審古い年代を採用して 被害なし、 5は変状が建物部分要素(意味は後出)全 なし、。表-1で建設年代の欄でO印でかとつであるの 体にひろがっている時であり、建物全体または局部的 はその年代をさす。幾っかある建設年代陀何も印をつ に危険である。変状等級4でも局部的 l乙危険であると けでない時は、一審古い年代が、変状等級格付けの基 判断できる時はその様に表ーllr記入しである。各校 礎となっているζとを意味している。 舎は梁・柱等の主主要構造要素をA、外廊下スラブ、 階 校舎の変状は外部に現われたものだけが調査の対象 段スラブ、軒スラプ等直接外気に接している版要素を となっているのであり、鉄筋の発錆が始まっていても B、階段手すりを Cと名付けた。教室内スラブ、内廊 表面コンクリートにひびわれ等がみつからなければ無 下スラブは仕上げ材が貼ってあって調査できなかった 被害としている。 一般に内部で鉄筋の発錆が始まって のが殆どで、仕上げ材を通りζして、変状が現われて から、被害が表面に現われるまでは或程度の年月の経 いる場合や、仕上げ材がない場合は一応A部の中 l己入 過が必要である。発錆がどの位進行すると表面に変 れて変状等級を定めた。この様ILA、 B、Cと云う要 状が現われるかは一般に定量的には明らかにされてな 素Ir.わけで変状等級を定めたのは、 建物全体の安全性 いが、コンクリートのかぶり厚さ、コンクリートの品 i ζ対する貢献度の相違と、変状傾向にみられる明らか 賀、鉄筋量、鉄筋径、断面の寸法、部材の種類、部材 な相違による。外廊下の天井床スラプ、軒スラブ、外 が水平か鉛直か等によって支配される様である旬、7)。 階段スラブ等直接風雨や日光にさらされる部分は変状 従って現在変状等級1であるからと言っても安心でき が早くあらわれ、その程度もひどいととがわかったの ず、明日にでもひぴわれが入るかも知れないのであ で、 B部として独立言せたのである。また内階段と言 る。 つでも、大きな関口部には窓ガラスがはまってなく、 表-3
は採取誠料についての中性化試験と含塩量測 ふきさらしであり、スラブILは仕上げ材が貼ってない 定試験との結果を示す。表-4
は塩分含有量と件数と のが普通(昭和40年頃より以前の内階段)であり、階 の関係である。 段部との墳に芦口をもうけ、木毛セメント板を下商 ある校舎またはその部分が危険であるとの判定をく に貼つである内廊下部とは損傷傾向に大きな差があっ だすのは仲々むつかしいものであるが、次の様な考え た。階段手すりをCとして独立させたのは、直接外気 のもとに判定を行なった。校舎は立体ラーメンであり はさらされるものが多い上、断面が小さいので、損傷 床スラブが一体的になっており、橋梁の様な静定系構 が特IL著しいからである。また手すりがひどい損傷を 造物と違い、1本や2本の柱や梁が損傷をうけても、 蒙っていても、校舎全体としての構造的安全性l乙無関 すぐ校舎が崩壊するわけでない。しかし長手方向1列 係であることも考慮してある。変状等級は1つの建物 の柱の中で過単数が損傷をとうむっておれば、有効な に対しA-3、 B-4、C-2と云う風に許価してあ 壁がついてない沖縄県のR C造(間仕切り的なブロッ る。変状等級は個々の梁・柱の変状のひどさ、つまり ク壁しかない)建物では、明らかに耐力の減少が生じ ひぴわれ幅・長さとかには関係はない。建物全体での ており、地震時等に危険である。乙う云う校舎は危険 梁・柱の損傷割合かち判断して定めてある。階段が2 であると判定し、変状等級A-5とした。柱或は梁の つ以上ある場合はひどい方で等級づけしてある。軒ス 損傷が長手方向1例につき過半 数Ir.達していなくて ラブ部等B
部の損傷等級は局部的なせまい範聞での被 も、数本以上が損傷し(変状等級A-4)
、他部の損 害の程度と、1つの建物のスラプ全体の憾の程度と 傷もひどいものは危険とした。表- 1には⑮ 仰 が のかねあいで判断して定めた。乙の様な変状等級の格 つけられている。 付けは問Jii1l点が多い乙とは知っているが、簡明にする 軒、外廊下、階段等のスラブに変状がひどい建物が ためと割切った次第である。 多かったが、乙の部分の損傷によって、衝撃的な力が 沖縄でのRC造校舎は現在建っている一校舎全体が かかったり、人が上ではねたりした場合、端部等がか 一度に建てられたわけでない。予算が各地区、各学校 けおちるおそれがあるものや、変状がひどく突然児童 に細ぎれに支出されたためである。従って一つの校舎 ・生徒の上にコンクリート片がおちてくるおそれがあ の建設年代も幾っか存在する場合も多い。とう云う場 るものは危険と判定した。変状等級B-5とB-4の 合変状等級と年代との関係が問題となるが、こう云う 一部 (B-4の方は辱の表示が表ー 1中 陥 る ) と 時は変状等級判定の基礎となった校舎の部分の建設年 である。手すりでは児童・生徒がよりかかったり、勢1
4
宮古島の鉄筋コンクリ{ト造校舎の耐久性調査 よくぶつかったりした場合、欠けおちるおそれのある場合 (C~5 と C-4 の一部と、後者の方には⑧の
印が表-11としてある)は危険と判定してある。但し 表--5の ⑧ 印 の 件 数fr.は手すり部は考慮してない。 とれは手すりの修理、取り換えは容易であり、建物全5
.
考 察 体の安全性とは無関係であるからである。危険と判定 された校舎はとりこわすか、大規模の補修工事を必要 とするものと考えている。補修を行なっても、鉄筋の 発錆の進行をとめる乙とは仲々むつかしいζとを知ヮ ておくべきである。 表一5 建 造 年 度 ・ 変 状 等 級 別 件 数エ
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変状傾向 表- 5から明らかの様Ir.戦後の鉄筋コン クリート造校舎の建築は昭和29
年 か ら 開 始 さ れ て い る。それ以前にはアメリカ軍の野戦用テントや粗末な 木造校舎が使われた時代や、永久校舎と名付けられた 本格的な木造・瓦葺き校舎の時代が戦後あった。との 永久校舎は県外産の材木であったため、臼般にくわ れ 、 台 風 や 潟 朽Ir.悩まされ、数年で老朽化が目立っ た。そして昭和30年頃からはもっぱらR C造校舎が建 築される様になった。しかし琉球政府の財政難から、 単価が低くおさえられたため、粗悪R C造建築の代表-琉球大学理工学部紀要(工学篇) 15 みたいに恩われたこともあったし、また沖縄県全体で 毎年多量に作られるため、管理も十分に行なわれなか った(管理のための費用が十分なかった)。管理のた めの技術者も不足していたし、設備も十分でなかった (例えば手動の圧縮試験機が公共工事管理用に購入 されたのは昭和
3
2
年頃で、しかもたった1
台であっ た)。コンクリートの耐久性fC関する知識も技術者・の 関に不足していた。ζう云う悪条件のもとで建設され た沖縄のR C造1
タ舎は今、ひどい損傷の時代を迎えつ つある。宮古島も例外でなし、。海砂使用、吸水率の大 きな骨材の使用と云うハンデはあるにしても、 20年位 で校舎にかなりの損傷が鉄筋の発錆 f(.原因して発生し ているのはコンクリートの品質や施工水準の低き、施 工管理の不備を物語るものであろう。 表-
5
は主主物の各部分の変状等級を建設年代別に件 数で集計して表わしである。 表-5
をみるとわかる通り、昭和40年 頃 を 境l
とし て、変状傾向f(.変化がある様にみうけられる。即ち昭 和40年頃以後は変状を呈する割合が著しく減ってい る。勿論、新しい建物が被害をとうむらないのは当然 であるが、との頃を境にして、宮古島の学校建築のコ ンクリートの品質や施工水準がよくなったのではない かとも考えられる。もう少しとの点を追求してみよ フ。 まずA部(梁・柱部分)の変状はそれより少し前、 昭和35年を境にして、傾向が変わり、それ以後、ひど い変状の校舎は1件もない。昭和35年以降、梁・柱』ζ 軽微な損傷をうけた校舎は3棟あるが、いずれも施工 の不備が指摘できる。乙の原因はこの頃から、コンク リートの質や施工水準が向t
したのか、或は中性化や 塩分の作用で生じる鉄筋の脅食による変状がコンクリ ートの表面l乙現われるに味、かぶりが5c加もある梁や 住では15年以上かかると言うことを意味するのかも知 れない。 寸法の小さい、従って鉄筋のかぶりがうすい軒やス ラブ部分 (B部分)の変状傾向は A部分と違ってい る。この部分の損傷は一般的に言って、梁・柱部分lと くらべてひどい、変状状況は古いものから新しいもの へと連続的にかるくなっていっている。しかし表- 5 をよくみると、昭和43年頃から、無被害の建物の割合 が急激にふえているととがわかる(表ー 7の損傷率参 照)。とれはコンクリートの品質や施工水準l己変化が 起ったのを意味するのではなかろうか。昭和40年頃か ら宮古島にも生コンが導入され始めたのではなし、かと 推察している。 C部分(階段手すり)の変状は軒部と共に沖縄のR C造校舎で変状の著しい部分であるが、昭和40年以降 はl件も損傷をうけでない。とれは前ζl述べた原因の 他に、との頃から、階段の形式が、外階段或は風雨ふ きさらし型の内階段から、窓ガラス式の完全内階段式 へと変化したことも原因としてあげておきたい。なお 内階段式の階段の手すりには木製や鋼製の手すりがみ られる様になっている。 外廊下スラブ、外階段スラプ、軒スラブと教室内ス ラブ、内廊下スラプとの損傷の程度の著しい相違か ら、また外廊下柱の損傷が多いととも考え合わせて、 表面の大部分を直接風雨や日光にさらされる部分とそ うでない部分とでは、変状t乙著しい相違がある乙とが 今回の調査で判明している。昭和40年以前の B、C部 分では無被害のものは両者共著しく少ないのである。 損傷率を(変状等級 2~5 の棟数の和)/ (全棟数) の様ζl定義して、昭和35年または40年頃を境陀して損 傷傾向を示したのが、表-6(A
部分)、表ー7 (B
部分)、表一日 (C部分)である。とに述べた趣旨が 表- 6 梁 ・ 柱 の 損 傷 率 建 設 期 間 ￨合計棟数i
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宮古島の鉄筋コンクリ{ト造校舎の耐久性調査 はっきりと数値的に表わされている。なお、材料面で 年以後のもので現在現われてないから、当分此等の書官 の変化は昭和35年や40年を境にしては、今回の調査で 分に損傷が現われないと安心しではならない。むし はみとめられなかった。 ろ、 A、C部分といえども、 B部分と同じコンクリー なおB
部分において、変状等級3
以上のものがごく トで作られ、殆ど同ーの環境におかれているわけであ 近年の校舎にまでみられる乙とは、かぶりがうすく、 るから、いずれ時聞がたてばB部分の様に変状が現わ 直接雨風や日光にさらされる部分の変状が早くあらわ れるだろうし、 B部分の方も、変状を呈する校舎の割 れるととを意味している。それ故、かふ、りの厚いA部 合が年と共に増加するものと考える方がよいのではな 分や風雨にさらされないC部の損傷が昭和35年或は40 いか。 表- 3 中 性 化 試 験 ， 含 塩 量 試 験 の 結 果 番l
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号琉球大学理工学部紀要(工学篇) 17 中性化深さ，塩分含有量，その他調査に当つては り、 2件はごく一部にほんのりと赤色を呈する部分が 変状
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問所から、時ζ応じて試料を採取した。採取したl 残存している程度であった。非中性化部分との境界が 試料については中性化試験と嵐分定量とを行なった。 はっきりとわかるのは、たった3件であった。これら また一部大きな試料については比重・吸水量の測定を の試料の建設年代と最大中性化深きをしるすと(昭和 行ない、コンクリート判定の資料とした・表-911
:
示
41年、 O.llcm) 、 (昭和35年、 1.1cm) 、 (昭和44年、 されている様に、比重小さく、吸水量大きく、耐久的 1.2cm) である。 以上の結果と表-3
とから考察する とは言えない8)。また現場で柱または墜にシュミット と、大体において、 10年以上から20年近くも経過する ハンマーテストを行なった。しかし、乙れは一般に過 と、スラブの様なうすいかぶり C2.0cm) の鉄筋はま 大な強度推定値を与える傾向にあり、 表面硬度を与え わりのコンクリートが中性化していると考えてよい。 るシュミットハンマー値と強度との関係式を材令を経 つまりスラブでは鉄筋発錆の条件はととのっていると た乾燥供試体について、改めて作り直す必要を感じた みなしてよいわけである。表-5
のB
部分の結果がそ ので、今回の調査結果の考察から除いてある。 れを実証している様に恩われる。試料を採取しなかっ 中 性 化 試 験 試 料 は25個で、そのうち鉄筋位置が明 た校舎のスラブも同じ状況にあるとみなしてよいと考 らかなものは22個である。 最大のかぶりは 4.5cmで えている。しかし変状の発生因をコンクリートの中性 柱から採取したものであり、最小は 0.8cmでスラブ部 化とは断じがたい。同一読料の塩分含有量も平均0.29 分からとってある。軒、外廊下、階段等のスラプ部分 %(コンクリートのモルタJレ部分震量に対する値)と のかぶりは最大3.0cm、平均で1.8cm(19個の平均) 大きく、鉄筋を発錆怠せる原因となり得るからであ である(表- 3参照)。鉄筋に至るまで中性化してい る。乙の様な事実から、宮古島のRC造校舎は鉄筋が たのはその中、 21件であり 2件は鉄筋に到達していな 発錆する素地をみなもつようになってしまうと云うこ かった(1件は一部中性化が欽筋にまでとどいてい とになる。現在鉄筋の発錆による変状を呈していない た)。中性化は表面からとひぴわれ面からと両方か のは、建設年代が新しいためか、かぶりが厚いためか ら進行するので、上にあげた値が中性化深さと云うわ コンクリートの品質がよいためいずれかによって、中 けにはいかない。 25個の試料のうち、試料金体が中性 性化が鉄筋にまで達していないためか、或はそれらの 化していなかったのは僅か7件であり、そのうち 2件 原因によって、錆ぴが進行してコンクリート表面に変 は後l己変状個所を補修した部分から採取したものであ 状が現われる程までには十分に酸素が供給されていな 吋 学 校 名 医 番 号￨採 取 個 所 両i
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10・9518 宮古島の耕筋コンクリート造校舎の耐久性調査 いかいずれかと云うととになる。いずれは変状をきた すと云うととになる。 塩分の定量 は中性化説験話料と同時に採取したも のであるが、一部試料は表面からの深志ζ応じてi 2、 3層に分けたので、試験件数は30個をこえている。試 料は細かく砕くさいに
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以上の粗骨材部分は除 き、モルタル部分のみをとってある。乙れは一部の試 料が小きいために粗骨材を殆ど含んでいないのでそれ にあわせるためと、比較的小さい試料に大きな粗骨材 が含まれていると、試験結果の変動が大きくなると考 えたためである。一部の大きな試料について。組骨材 高台含u'試料と含まない試料の両方について塩分定量を 行なったが、ま式料数が少ないので結論は現在の所出せ ない。粗骨材が境分を一切含まないとすると、コンク リートの合塩量は表-3
の値の約半分となる筈であ る。しかし宮古島のコンクリートの場合は粗骨材の吸 水量が5%にも達するので、粗骨材を全部入れた場合 の合塩量はモルタル部分のみのそれとあまり変らない (表ー10参照)。 表-10 含塩量の比較(%) 合樋量は予想以上に多〈、試料全件数31の申で0.10 %以下はたった4件のみで、過半数の含温量は0.20'" 0.50%の聞に集中している。 海砂l乙含まれる含塩量は砂の乾燥重量1<::.対し普通多 くても0.15%ぐらい(琉球大学コンクリート教室での 資料)で、コンクリート中のモルタル部分に換算する と約0.07%になる。乾燥による水分移動の結果、塩分 はコンクリート表面近くに集中してくる傾向がある。 宮古島のコンクリートでないが、試験値によると、表 面近くは内部の2"'5倍の含塩量となっている。 表面 部と内部との容積比を考え、表面近くは内部の5倍と 考え単純な計算をすると、上記0.07%は表面で約 0.2 %となる。 0.2%以下の含塩量の試料は 9件で全体の 29%しかない。との事実は宮古島のコンクリート申の 塩分は海砂だけから由来したものでなく、混練水から か、硬化後外部から入ったものであるととを意味して いる。宮古鳥の用水事情を考えると、混練水からの塩 分の混入は十分考えられる。 単純に全試料の合世話震を平均すると、前述の様l乙 0.29%となり、非常に多く、鉄筋が錆ぴるのに十分な 量の場分はコンクリート中ζ入っているととになる。l 宮古島のRC
造校舎の変状因はコンクリート中の塩分 と言うことが言える。前IL述べた様}己、鉄筋が錆ぴる には酸素の供給が必要であるので、現在変状を呈して ない校舎も、新しいか、 かぶりが厚いか、コンクリー トの質がよいのか、或はそれらの相乗作用で変状を呈 する程には十分にまだ酸素の供給が現在の所なされて ないと考えた方がよい。 この様l乙合塩量の多いととから判断すると、今後も 宮古島のRC
造校舎の変状は続々発生してくるものと 思われる。なお、宮古島にはしぶきが直接かかる様な 校舎は一つもなかった。6
.
む す び 宮古島のRC
造校舎は現在、鉄筋の発錆による変状 が多くみられ、憂慮すべき状況にあると云うことが、 今回の調査であきらかになった。特!とかぶりのうすい 部分即ちスラブ部分の変状が著しく、割合と新しい建 物もかなりの被害が生じているものがある。主要構造 部分も昭和35年以前の校舎では損傷率45%にも達して いる。また昭和45年以降は建物全体として、被害の発 事この調査研究と同じ目的で行なった他地域での調査 試料の結果による。疏球大学理工学部紀要(工学篇) 19 生剖合が減少している様にみえるのはま主である。 中性化試験結果によると、直接風雨や日光にさらさ れる部分は20年間で中性化深さは2C/11から 2.5c明以上 に達しており、かふ、りのうすいスラブ部分の鉄筋は発 錆が生じうる状況におかれている。 また、含塩量試験の結果によると、 平均含塩盃0.29 %と非常に高い値を示し、宮古島のRC造校舎の鉄筋 は酸素の供給があればいつでも錆びが生じうる状態に おかれている。 乙う云う事実から、古い方の校舎に鉄筋の発錆によ るひどい変状が観察されでも不思議はない。今後もと う云う傾向が続くととは十分予惣される。乙う云う事 情は放置するわけにはいかない。関係者は何等かの対 策を至急構ずべきである。筆者等は常識的な事項とし て次のことがらをあげて、むすびとする。 計画・鰻計函で留意すべき事項 1. 断面の小さい部材の設計はなるべくさ げ る (例 えば手すり)。
2
.
己むなく断面の小さい部材を設計するさいは、 鉄筋の太さ、本数、かぶり厚などに特に注意する。3
.
直接外気I
r.接する部分をなるべく少くする(例 えば外廊下、外階段)。4
.
直接外気I
r.援する部分は鉄筋のかぶりに特に注 意し、空気・水遮断型の仕上げ材を使う様にする。5
.
水切部の設計は凹所を作らない様にする。 材料・施工面で留意すべき事項 1. コンクリートの品質を向上させる。骨材の選択 に注意し、 水セメント・単位水量の小主いコンク リー トを打設する。2
.
施工・管理を入念に行ない、豆板などが生じな い様にすると共に、十分な鉄筋のかぶり厚が確保され る様 l乙特に注意する。 3. 海砂の使用がやむをえなければ、成る可く吸水 率の小さな砂を使い、十分洗糠するか、雨にさらした 後使用する。砕石もなるべく吸水寧の小さいものを使 う様にする。 4. 防錆剤の使用を真剣に検討する。 謝 辞 本研究は昭和50年度文部省科学研究費によって大部 分の費用がまかなわれたものである。沖縄県教育庁施 設課をはじめ、平良市、城辺町、下地町、上野村の各 教育委員会には色々と御便宜を計っていただいた。 ま た各小中学校においても色々と調査に御協力していた だいた。関係各位に深甚なる感謝の意を表します。 またー諸に調査に当った技官玉那覇宣雄氏、ならび に卒研学生、石垣、稲・大城・喜世川・金城の各君の 努力に負うζとが多かったことを附記しておきます。 引 用 文 献 1) 日本防鏑技術協会:土木建築における防錆防食， 鹿島研究所出版会， p. 42，昭和42年2) Woods
，
H. : DurabilityofConcrete Cons-truction， American Concrete Institute， p.87， 1968 3) 具志幸昌:沖縄における鉄筋コンクリ{ト橋の変 状調査，セメン ト・コンクリート，ぬ ?28，June， 1974，
pp. 20""'25 4) 具志幸昌:沖縄地区における被害状況，コンクリ ートヲャーナル， Vo]. 12， NJ.10， Out. 1974， pp. 61""'64 5) 具志幸昌:沖縄の鉄筋コンクリ{ト構造物の耐久 性ー現況調査と考察そのlー，琉球大学理工学部紀要 工学編第7号，March， 1974， pp. 1961 6) 具志幸昌:沖縄の鉄筋コンクリート構造物の耐久 性一現況調査と考察その 2ー，琉球大学理工学部紀要 工学編第8号， March， 1975， pp. 65""'937) Atimtay
，
E. and P. M. Ferguson: Ear
1
y chlorideCorrosion of Reinforced Concrete - A Test Report， ACI Journal， Vo]. 70，ぬ9，Sept. 1973，
pp. 606""'6118) Biczok I.: Concrete Corrosion and Concrete Protection， AKADEMIAI KIADO， Budapest，
20 宮古島の鉄筋コンクリ{ト造校舎の耐久性調査 表- 1 上 野 小 学 校 (その1) 棟 番 半 数 ￨ 建 築 年 月 ￨ 建 句
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備 考 1 1 昭 ⑤ ， @ 268 3 1， 2 昭3，1@， 36 574 4 1， 2 昭@， 33， 46 744 5 1 昭43 25 6 1 昭46 19 7 1， 2 昭46 179， 179 8 1 69 9 1， 2 昭49 7?0 注:変状等級欄のA
，
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およびC
は次の部分を示す。 A:柱，梁，室内スラブ B:外廊下スラプ，軒スラブ，階段スラブ C:階段手スリ 5 5/
1 4 3 1 4 5 1 4 1 1 1 l 表- 1 上 野 中 学 校:f'ìI!*~|階数|建築年月|建問積 lfff111
外は廊(危下)は1階のみ，東面入口軒 階段は内階段で 昭， 33 観察せず 体育館，主体鉄骨造 (その2);
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体育館建設中 一 一 一一__-._---ー一 一 一一ー22 宮古島の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査 表- 1 福 嶺 小 学 校 (その 5)
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表-1 福 嶺 中 学 校 (その6) 棟番号l
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表- 1 城 辺 小 学 校 (その 7) 棟審軒坤号 ブ1
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