Title
那覇市内中学校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(13): 25-85
Issue Date
1977-03-28
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12000/26795
琉主主大学理工学部紀要 (工学篇)第13号， 1977年
那覇市内中学校の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査
具志幸昌*和仁屋晴謹'伊良波繁雄$
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26 那覇市内中学校の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査
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1 . 総 説 那覇市は沖縄本品の南部に位置し，し、くつかの河川 の沖積地とその背後の丘陵地に位置している。海岸に 面して昔から埋立てなどが何回も行なわれている。今 回調査対象の学校の一部も最近の埋立て地の近くにあ るが，現在直接波をかぶるような学校は l校もなかっ た(小学校に1校あるのだが調査対象外)。海風にのる しぶきの影響は一部の学校はうけるものがあると考え られるが，総じて，市街地の建物密集区域にあり，海 水の直接の影響を受けることはないと判断きれる。那 覇市の気象条件は年平均欠損22.3'C，年平均湿度78% といずれも亜熱帯海洋性気候を反映して高い。 4月か ら11月まで年聞の3/4は平均気温が200 Cを上回り， 月平均気温が最低で'160 C，最高で28，2'C，温度も月平 士~J70%~86% の間にあることはコンクリートの強度や 耐久性上重要な因子である。高温多湿な気候がコンク リートの強度上有利であり，きらに夏冬の温度差，湿 度差が少ないことはコンクリートのひびわれ対策上有 利な条件であることは，他の沖縄県の諸地域と同じで ある。一方，年平均気温が20'Cをこえること，湿度が 年間通じて高いこと等は，鉄筋コンクリートの耐久 ↑吐上不利であり，このことと，四面海にかこまれて海 水の強い影響下にあることとは，沖縄県内の鉄筋コン クリート倦造物を，鉄筋の腐食に関して他府県とは非 常に異なった，不利な条件下におくことになる。これ は那覇市内といえども例外ではない。一方，沖縄県内 における鉄筋コンクリート構造物の普及率は，他府県 にくらべて，異常といえるほとー高L、。土木構造物の橋 梁についていえば，鉄骨が環境のせいもあって，非常 にきびやすいことと，大きな河川がないので，短スパ ンの橋梁が大半を占めることと，橋梁の製作にはやや 高い技術と大きな資本投資が必要なことなどが重なっ て，過去に架設された橋のほとんどが，鉄筋コンクリ ート造である。最近 10年間鉄骨橋梁の架設数は増加し ているが，その数はまだ数えるほどしかないといって よい。建築物についていうと，高温多湿の気候と白蟻 禍と大型台風の来襲回数が多いこともあって，都市地 域では15年も前から鉄筋コンクリート造の確認件数が 木造を上回っており.このことは台風被害を少なくす るのに役立つているとともに，都市防火上理想的な環 境を作っている。隣県の奄美大島の名神肺て壮過去2回 大火災が発生しているが，名瀬市以上の過密都市であ る 那 覇 市 で は 大 火 の 記 録 は なL、。このように、土 木，建築両方の建造物に非常に高い率てイ変われている 鉄筋コンクリート(以下 R Cとする)構造物の鉄筋の 腐食による被害または老朽化が，しばしば新聞紙上を にぎわすような事態になってきている。鉄筋の腐食に よって劣化した R C構造物の中には，戦前のものも少 しばかり含まれているが，戦後，昭和29年頃よりさか んに建造された建築物も相当含まれているのである。 こういう事態になってしまった原因としては，前述の 気候風土や地理的環境図のほかに，そのような環境に おかれていることを無視した計画・設計・施工が行な われてきたことや材料的要因も含まれている。戦争に よって荒廃した国土から立ち直り，乏しい財政の中か ら永久構造物としてえらんで鋭意努力して作ってきた R C構造物が，現在，早くも老朽化の兆しが現れてい る。橋梁についていえば，海岸に面して，昭和25年か ら30年頃までに造られた戦後初期の R C橋梁は現在ま でにほとんと架替えられており，残っているものもひ どし=損傷状態にある。建築物についていうと， R C造 校舎も昭和29年頃より建造され始めたのであるが，昭 和35年頃までのものは，大きな損傷をこうむっている ものが多数存夜し，中には使用危険なものもある。学 校校舎の方は橋梁とは予算の出所もちがし、'そのまま 使用しているのが現状である。筆者の予想によれば. 今後長年にわたって，地方公共団体の予算を圧迫する 事態になるものと思われる。これは筆者等の行なった 昭和48年からの沖縄県内の R C橋梁および建築物の調 査によって明らかになったことがらであるが，このよ うな事態はいち早〈改善きれねばならないし，またく琉球大学理工学部紀要(工学篇)第13号.1977年 27 り返させてはならなL、。この報文も単なる調査結果の 発表にとどまらず，このような事態の改善に役立てば という原郎、をこめて書かれている。 2. 調査目的・範囲・対象 総説で述べたように，沖縄県内の R C構造物は他の 材料を使った構造物にくらべて，数量的に圧倒的に多 い。ところが.建設後20年も経ないうちに鉄筋の腐食 しまった。予算と調査期間の関係から，那覇市内だけ は調査対象を中学校だけにかぎり，小学校は除いであ る。最近新築の上山中学校を除き，那覇市内の中判交 (垣花だけは小中校一諸)12校，大小合わせて98棟，延 面積71，975m'を昭和50年10月から12月までの聞に調査 した。なお本報告は那新市内の中学校の分であるが， 宮古島の小中校の調査については，すでに報告5).6) しであり，他地域の分も追って発表する予定である。 により重大損傷をこうむり，建替えねばならないもの 3. 関査方法・項目 が続出しているのが現状である。筆者のl人は昭和48 年以来，このような状況を数量的に把握するために調 調査は那覇市内の R C造校舎について行なったわけ 査活動を行なっていたが，今回昭和50年度文部省の科 であるが，鉄筋の腐食によりコンクリート表面に現れ 学研究費として
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中縄における鉄筋コンクリート構造 た，ひびわれ.ふくらみ，欠け落ち，鉄筋の露出等を 物の塩害とその対策に関する研究」という題目てコ研 視察により確認し.これら変状個所のスケンチ，記述 究費が貰えることになった。そこで学校校舎を対象に ・説明.写真撮影を行なった。 他の原因によるコンク えらんで調査し，従来の調査研究の成果1). 2). 3)， 4) リートのひびわれ等は必要に応じて記録したが，無視 (主として R C橋梁が対象)とあわせて沖縄の R C構 したのも多し、。調査項目のうち，学校の所在地，校舎 造物の耐久性ャ主として鉄筋の府食による構造物の損傷ー の建設年代，建築面積，平面図等は教育委員会備付け の状況を数量的に把握し，昭和51年度から行なう予定の の資料によった。変状調査は，変状を生じている校舎 コンクリート中の鉄筋の腐食実験の結果とあいまって， 番号.変状の大体の位置，変状の大きさ，向き，程度 沖縄の RC機造物を耐久的にするための方法を確立 等を記述またはスケッチすることにより行".必要に しようとすることが目的である。現在までの調査によ 応じて写真にとった。校舎全体または校合のある部分 れば，現状はまことに憂慮すべき段階にきており，対 での変状が生じている割合も必要に応じて現場で記述 策の樹立は緊急の必要事と理解している次第である。 した。個々の変状についてのくわしい測定等は一切行 調査対象は小中校校舎としたが， これは県内いたる なわず，短期間で大量の対象物を効率的に処理するこ 所に存在分布し，建設年代や平面図等の資料もととの とを念頭において現場調査を行なった。現場調査に要 っておリ，休日をえらべば比較的自由に立入り調査で した日数は. 9人で延べ10日間位である。さらに日中 きるからである。調査は，ある広い地域の学校校舎を 調査した事項について夜閉または翌日に翻査に従事し 新旧を問わずすべて調査対象にし，一校舎ごとの，あ た全員が討議を行な".不明確な点や誤りがないよう るいは個々の柱とかスラブとかの損傷を詳細に調査す につとめた。主な棟の柱についてはシュミ yトハンマ るということではなしある地域での R C造校舎の損 ーテストを実施し，また変状個訴から時に応じてコン 傷の程度と割合とが把握できるようにした。その広い地 クリート片の試料採取を行なった。現場調査で得たデ 城としては， 石垣島，宮古島、国頭3村，那覇市内を， ーターや試料については現場調査終了後整理，実験， えらぴ，その他に粟国島も調査区域にいれた。これら まとめを行なったが，これについては予想外に時間を 地域をえらんだ理由はいろいろあるが，都会と田舎， 要し.発表が遅れる原因となった。 骨材の差異.!也理的環境の相違等を考えてきめたもの である。那覇市内の学校をえらんだ理由は，ほとんど4
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調査結果および考察 海水の影響をうけない環境にあること，沖縄の総人口 の約1/3が集中している都市なので施工水準も高い ので他の諸地域と損傷害l合やその傾向に相違がみられ るのではないかということであった。しかし，後の理 由は調査結果からは全然成リ立たないことが判明して • 1 調査結果の表示 各学校の調査は簡単に行なったわけであるが，調査 記録は莫大な量に達しているので，各学校毎，各棟毎 について行なった変状の概要とまとめは付録に載せ，28 那覇市内中学校の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査 変状部の写真の一部を写真 1-写真 40として表示 することにした。調査結果にもとづいて，各棟の各建 設年代毎に変状程度の評価を行なって，変状等級を定 め，変状程度を数量化した。その結果は表 1に示す 通りである。変状等級格付けの基準は表 2に示して ある。変状等級は1から5まてoの数字で示
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，1は全 然またはほとんど変状(ここに変状とは，鉄筋の腐食 によるコンクリートのひびわれ，ふくらみ，欠け落ち， 鉄筋露出等をいうことにする)なしで，数字が増加す るにつれて，変状の程度がひどくなり 5は構造物全 表 2 変状等級格付基準五議ぜ?
1 2 3 4 5 数本以上の柱また A 1本の柱または梁 2本以上の梁また は梁に損傷のある または梁について (梁 柱) 被害なし に変状のあるもの は柱に変状のある もの， f旦し建物長 過半数以上に損傷 もの 手1列につき半数 があるもの まで トー 一一一一一一一一一一 B 2 cm以内の小きな 20cm以内の鉄筋の 20cm以上の鉄筋の 露出や大きなひび 鉄筋の露出，ひぴ (外廊下，階段， 鉄筋の露出のみ， 露出1本 (1教室 被害なし われが2つ以上集 われ等が至る所に 軒，屋内等のス または小きなひび 長き)その他ひび 中しているとき あるとき ラブ) われ数ヶ所 われ等があるとき ( 1教室長き) 大きな鉄筋の露出 大きな鉄筋の露出 小きな鉄筋の露出 およびひびわれ1 およびひびわれが 至る所にひびわれ C ヶ 所 (1単♂こつ (階段手スリ) 被害なし 小きなひびわれ数 1単位につき， 2 鉄筋の露出がある ヶ所 き)その他ひぴわ 本以上，その他ひ とき。 れ露出等 びわれ，露出多数 翼 民 1単位とはある階から踊場までをさす 体 ま た は 建 物 部 分 要 素 ( 表 ー 2参照)全体のほとん どいたる所に変状が生じている場合である。この変状 等 級 の 定 め 方 は 非 常 に 難 し し 表 2のようにきめた のは色々と分類を試みた後であって，もっとよい分類 のしかたもあろうかと思うので大方の御指摘を乞う次 第である。表-2
の分類では4
に属するものが多くな り， 5に属するものが少なくなる傾向がある。その上， 4に属するものの変状程度は範囲が広し構造物全体 もしくはその部分が危険と思われるものから割合と軽 微な損傷まで含まれている。また表 2において，柱 はり等の部分(以下A部とする)，スラブ・軒等の 部分(以下B部とする)およぴ階段手すり部分(以下C 部とする)の各部分に構造物を分けたのは，構造物全 体の安全性に対する貢献度の違いと，す法・大きさの 差，外気に直接さらされるか否かということが理由で ある。表 3は各構造要素別に (A， B， C別に) ， 建設年次別の変状等級の件数を一覧表にしたものであ る。これで年月を経るに従つての変状傾向が理解でき る。 1つの建物でも建設年代が違う部分があれば別々 に評価してある。この点は前報6) の宮古島の士接合とこ となる。表 4は採取試料について行なった中性化試 験と塩分定量試験の結果を示したものである。いずれ も変状部から採取した試料について試験を行なってあ り，中性化試験は試料採取後おそくとも 10日以内にフ ェノールフタレインを使って行なし¥塩分定量試験は 試料を細かく砕くさいに5mm 以上の粗骨材を除いたモ ルタル部分について，一定量を坪りとリ， 15分間煮沸 し，ろ紙を通した水溶液について硝駿銀によって定量 した。また表ー5は大きな試料について，吸水量と比 重とを測定した結果である。測定方法は粗骨材につい て規定きれているJ1 Sを準用した。4
.
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変状の傾向 表 3からすくいわかるように建設年代が古くなるに琉球大学理工学部紀要(工学篇)第13号， 1977年 29 従いA部， B部，
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部ともに損傷程度.件数ともに増 大していっている。 これは耐久性という性質上当然の ことであろう。またB部分の変状が著し く ひ ど し か っ早く始まっていることが目につく。これはB
部分が 断面の小きい， したがって鉄筋のかぶりのうすいスラ ブ部分であるからである。 コンクリート中の鉄筋の腐 食についてかぶりが重要な要因であることをはっきり と示してくれているわけである。 表- 3 建築年度別・変状等級別件数 A (染・柱) B (スラプ部分)c
(階段手すり) 1 2 3 4 5 全 - 5 L 2 2 3 4 5 全 L 2 魁，、r墜 2 3 4 5 傷無 L 2 - 5 プイ埼本犬 ー5 s. 2R 1 1 3 2 l 2 3 3 (11 ) 1 29 3 5 1 9 6 7 2 9 9 {26 ) 3 (11 ) 9 i '0 1 l 2 1 l 2 2 1 1 1 ({) 1 2 31 l 1 32。。
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合 計 115 14 22 7 5 163 48 36 32 60 29 61163 127 03勾3 49 3 品 (57} (7 7} 81 24 注、 C部で¥)内の数値は外階段および開放型屋内階段の数を示す。 各部分要素毎に考察してみると， AlII!分では，昭和 36年・までに建設した校舎は半数ないしそれ以上が主筋 の発錆にともなう損傷をこうむっている。以後は損傷 をこうむってない建物の割合が増えている。那覇市内 の中学校では直接波をかぶるような建物がないので， 柱やはりの過半数に変状が生じているような建物は昭 和36年度以前のものにはなし、。ところが，損傷をこう むらない棟が過半をこえるにいたった昭和37年と38年 建設の校舎に変状等級5のものがあわせて 5件も生じる にいたっている。いずれも建物の長手l列につき過半 数の件に鉄筋の腐食による変状が現れており.地震時 にさいして危険である。建造後13年位でこのようなひ どい損傷が，かぶりも厚く， 海水の影響が全然ないと 考えられる建物に生じていることは，重大で与あり，ま た不可解である。これらの棟の柱の塩分は，試料採取 をしてない1様を除いて，0.10%前後でそれほど多い わけではない(これはその他の採取試料の塩分量に比 較しての意味である)。もちろん，鉄 筋を腐食させる には十分な量ではある。 おそらく塩分の絶対量の多寡 も重要だが， 相対的な塩分量の差異，コンクリート品 質，かぶり厚き， 日照，直接 風雨にさらきれるか否か 等も鉄筋の腐食にとって重要な因子なのではなかろう か。 40年代前半の建物には柱やはりに変状Ii.全くみら れないのに，46年から48年にかけて，再び柱・はりに30 那覇市内中学校の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査 ー一一司ー-，-ー 一一一 一一r--.-一一ャー ナー ~-l
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炉ー・“、、』ー・ 重大な損傷が生じている建物がでできている。これら 新しい棟の A部に損傷が生じている建物は 7棟もあり 同 年 代 の 無 被 害 の も の は9棟である。被害率として は44%と高率であり，他の地域ではみられなかった現 象である。これらの棟からは試料の採取はできなかっ たので，原因については断定できないが，コンクリー トの品質，施工不備によるかJJり不足，高い含塩量等 の諸原因が重なったものと考えている。それにしても 建造後2-4年で柱・はりの鉄筋の腐食による変状が 現れるとは少し早すぎる。材料の選択，施工および施 工管理に重大な手落ちがあったものと考えてよかろう。主 要構造部の変状では直接風雨や日光にさらされる外廊 下柱や外階段部の柱・はりの損傷がほとんどで全体の 76%を占めている。これは直接外気や日光にさらされ 100 n v n u n u o o p o a -累 加 損 傷 率 ( % 20。
る部分は.コンクリートの含水量の差や温度差を作り やすしまた含水量，温度ともに高くなりやすいから であろう。さらに酸素もし、くぶんかはコンクリート中 に入りやすくなるのではないか。これらのことが腐食 電池の形成や作動に有利な状況を作り出すことが原因 かと思われる。図 lは累加損傷率(その年までに建 設きれた全棟数に対する領傷をこうむった 変状等級 2または 3以上の 棟数の割合を年次毎にプロソト ) したものである。図 1や表 -3からわかる通り A部 の損傷は昭和36年までの高い損傷率を示す時代(年代 が古いから当然ともいえる。もちろん他府県にくらべ れば異常)と以後40年までの損傷率は低くなるが，ひ どい損傷を含む時代(とり壊わすべき危険建物がある) を経て>41年から45年までの無損傷時代(この頃から， S. 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 建設年 A部 一 乏 「 /ヱ(変状棟数) ¥ B蔀---e- -図ー 1 累 加 損 傷 率I .
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ト・-(全 部) 組骨材が中南部産の琉球石灰岩砕石から北部産の良質 な石灰岩砕石にかわり，同時に生コンが普及し始めて いる)があり，ついで46年から現在までの損傷率が再 び上昇する時代に続いている。これらの損傷率を計算 すると表-6の通りで，損傷率には年代の経過の影響 が，当然とはいえ，強くでていることがわかる。昭和 36年以前と同37年以降40年までの時代とでは年次別損 傷率に多少変動はあるが，移行は漸減しているといえ 表 6 A部(梁、柱)の損傷率 全棟数 変状棟数 損悔鞠 全棟量 変状棟置 損晦哨司 S. 28-36 33 20 ω.6 S.幻-40 61 21 34.4 94 41 43.6 S. 41-45 39。
0.0 S. 46-印 30 7 23.3 ω 7 10.1 A ロ 計 163 48 29.4琉球大学理工学部紀要(工学鱗)第13号. 1977年 31 ょうが，昭和40年以降と以前とでは損傷率に重大な変 化があり.年数差だけでは説明できないような気がす る。前述のように昭和46年以降に，また新しし、建物であ るにもかかわらず損
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努をこうむっている棟が7f牛(う ち 4件は体育館)もあり.1
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毎率が増加しているのは 注目に値する事実である。 B郵 (軒.階段等のスラブを含むスラブ部分)の変 状等級は軒スラブ，階段スラブ底面の変状によってほ とんど決まっている。室内や内廊下のスラブ底面は木 毛セメント板(新しい校舎では他の天井材)を貼って あるので，変状の観察力、てψきなかったからである。ご くまれに仕上げ材を通して変状が現れてきている。一 般にスラブは断面がうすししたがって鉄筋のかぶり も浅い。その上直接外気や日光にさらされているのが ほとんどなので，変状が現れるのが早しまた損傷め 程度もひどし しかも広汎にわたって現れている。こ のことは A部と比較すれば歴然としている。すなわち 調査全棟数163のうち.A部の損傷率は29.4%. B部 のそれは.77.9%と大差がある。損傷率は昭和40年頃 境にしてA部と同じく差がでている。これをまとめた のが表ー7である。年次別損傷率は昭和42年からかな 表-7 B部 (スラブ部分)の損傷率 全棟監 };(3-5)損傷靭d};(2-5)損傷率% 5. 28-36 お 32 97.0 32 97 5.37-紛 61 41 67.2 58 9~.1 (5 21¥-40) (94) (73) (77.7) (90) (95.7) 5.41-45 39 16 41.0 26 66.7 5.46-印 初 6 20.0 11 36.7 (5. 4ト印) (69) (22) (31.9) (37) (53.6) り変っており.それ以前はほとんど 100%である。以 後B
部の損傷の割合は減っていき， 昭和50年近くにな って，急に15%ほどにおちる。 B部の損傷は，ごく最 近建てた校舎はおろか調査年の昭和50年に建てたもの ふ鉄筋が露出していることがある。つまリ施工およ び施工管理の不備から，初めから鉄筋が露出している わけである。かぶりが零か非常にうすいものは近年の も の ば か り で な く ， 初 期 の 校 舎 か ら あ り ， そ れ も 折曲げ個所の突端とか，コンクリート打設のきいふみ つけたためにかぶりがごくうすくなったとかいうもの だけではなし 1m 以上にわたって.型枠の上に直接鉄 筋を置いたとしか考えられないような変状も数多くあ った。配筋およびコンクリート施工のきいの不注意， かぶり確保に対する無神経さは，是非正されねばなら ない。これを直さない限リ，し、かなる他の耐久性確保 のための方策 水セメント比や単位水量を小きくする こと，防錆剤の使用，海砂中の塩分の除去等 を構じ ても無意味であることを理解すべきである。 B部の損 傷の割合が昭和40年前後から減っているといっても， 今後昭和40年以降の建物の B部は年月が経っても損傷 はそんなにふえないとドうことにはならな L 、。 f員{窃 ~J 合は昭和40年以後といえども連続的に少しずつ減少し ていっているだけであり，年月がたてば損傷率は増加 していくものと思われる。このような鍋傷をなくすた めには，現存ーのコンクリートの作り方，施工方法に 抜本的な改警をほどこす必要があろう。コンクリート 強度だけでなく，耐久性の面からコンクリートの品質 施工を考えていかねばならない。B
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員{易の状況を概観すると，まず水切り凹部で の鉄筋露出が多いことである。大きさはごく小さい1 cm程度の鉄筋露出でかぶり零の場合から，露出長は同 じだが、かぶりがうすいものがそれにつって。前者はコ ンクリートの欠け落ちを伴わないが，後者は鉄筋面積 をやや上回るコンクリートの欠け落ちを伴うものであ る。これらの露出鉄筋は軒スラブの先端の鉄筋の折り 曲げ部を水切り凹所の型枠突出桟木に直接のせるとい う施工上の慣行からきている。後木にのせなくても水 切り凹所に鉄筋先端の折リ曲げ部が配置されるから， かぶりがうすくなってしまう。この形式の変状は新旧 を問わず建物に現われており， ひ どい 時 は lつ の 建物の軒先全長にわたって小きな鉄筋露出が無数に 現れており，その数を数えるのに難渋した場合も何回 かあった。水切り凹所を作ることや鉄筋先端の折り幽 げ部を水切りに近づけることは是非とも改めねばなら ない。次に，軒先の水切り凹部やその少し前後に軒の長 手方向に前述のスラブ主筋と直交して配力筋や用心鉄 筋が配置されているが，この鉄筋の配置が悪いと水切 リ凹部やその近傍に長手方向の鉄筋露出となって現れ てくる。この鉄筋露出は5cm位から50cm位までが普通 であるが，長いものは 1mをこし，ごく少ないが軒全 長にわたって数m以上におよぶものもあった。この種 の鉄筋露出は通常コンクリートの欠落を伴っている。 欠け落ちの大きさは，大体において鉄筋のかぶり深さ に比例しておリ，かぶりの深いほどコンクリートの欠 け落ちの範囲も広い。しかしコンクリートの欠け落ち を伴わない場合，つまりコンクリートのかぶりが零の 場合も相等数みられた。これは型枠の上に直接鉄筋を32 那覇市内中学校の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査 置いているわけで.配筋検査をもっと厳重にやらねば ならない。この長手方向の軒先部鉄筋は，かぶりがや や厚い場合は，露出するまでにやや長い年月を要し， それにいたるまでに長大ひぴわれを水切部またはその 近くに生ぜしめる。軒側面に現れることもある。この 長大ひぴわれは軒先端を深〈傷つけるので，かぶりが うすい場合の鉄筋の長大露出よりもずっと危険であり， 下 か ら 棒 で 突 い た り . 軒 先 に 重 量 物 (人間の体重を 含む)が載った場合等，軒先部崩落の危険がある。事 実そういう事f7肋￡ある。長大ひぴわれの例としては数 mに達するものもみつけられている。軒先端部は厚き がlOcm内外て'うすい上に 3方から空気や雨水の侵入を うけ.日当りもよいので，鉄筋が錆びやすい所て"あるか ら，水切り凹部等は作らない方がよい。水切リの方法 は別の型式を考えるべきで，またこの近くに鉄筋を配 置する時はかぶりに十分注意し，規定で決められてい る以上にかぶりをとる必要がある。 次に，那覇地区の中学校ではあまりなかっ た が (そ の理由は2階建て以上の校舎がほとんどで，どうして も高きの大きいはりが必要であるから)，外廊下柱の柱 列をつらねる柱列帯は厚さは外廊下スラブのままで， は り 配 筋 を してあるものがある。やや太い鉄筋を2 段配置し， 当然スターラ yプはその外側にまわすこと になるので，どうしても鉄筋配置上無理ができ，かぶ りがうすくなる。ここの部分の鉄筋の腐食による長手 方向，幅貝方向の鉄筋露出やコンクリートのひびわれ があらわれやすL、。このようなことはやめて， 普通の はりを通すべきである。 外廊下スラブや軒スラブの下面は配筋の不備やコン クリート打設時の不注意から，かぶりがうすい所がか なり生じており，鉄筋の大小の露出やひびわれがよく みうけられる。ひどい場合は1つのスパン全体の鉄筋 が露出してみえる場合もあったほどである。鉄筋露出 は大体において，コンクリートの欠け落ちを伴い，欠落 面積の大小はかぶり深さに比例しているようである。 ひびわれの場合は，大体において，かぶりの厚い個所 に生じているが，長いものは10数mにもおよぶものが あった。ひびわれは長手方向，幅員方向両方の鉄筋に そってみられる現象である。内廊下および室内スラブ は，前述のように仕上げ材でおおわれているので，変 状はあってもよほどひどくないと発見できなし、。した がって，仕上げ材を通して変状がみいだされたのは那 覇地区の中学校でもほんの数例にすぎなL、。同じ建物 でも，階段部のスラブは仕上げ材でおおわれておらず， 打ちばなしが普通である。ここの部分の変状はかなり ひどいものがあり，だった1例だが，いたる所に鉄筋 露出，コンクリートの欠落，ひびわれが生じているも のがあった。原因は軒スラブと同じであろう。また一 部の外廊下スラブ，軒スラブ，階段スラフ，内廊下ス ラプ等において，電燈の配線管埋設部に沿って長いひ ぴわれがみうけられたが。これは保守管理上からも埋 込まない方がよいのではないか。 今まで，鉄筋配置の不備やコンクリート打設時の不 注意による鉄筋のかぶり不足だけを強調してきたが， 那覇市内中学校々舎 の 変 状 部 分 (過半はスラブ部分の もの)から採取したコンクリート片試料の含塩量が平 均0.23%もあるという事実を忘れてはならなL、。鉄筋 のかぶり不足とコンクリート中の高い塩分とが重なっ て今日のB部の惨状をもたらしたものと考えている。 C部は調査した 4地域の中で那覇市内の学校は特異 な状況にある。それは屋内階設のはとんどが密閉式で あることが原因である。つまり他の地域では，援内階 段といっても昭和
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年以前は，風雨吹きさらし，通り 抜け型であるのに対し，この地区の学校では，関口部 はすべて窓ガラスがはまっており 1階入口には戸が ついている。これを密閉型屋内階段.先に述べたもの を開放型屋内階段と呼ぶことにする。那覇市以外の地 域の校舎では，昭和4
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年以前では，階段手すりの変状 がA，B部のf
員傷にくらべてずっとひどいのであるが， この地区の学校では手すりの損傷害事l
合は低い(図ー l 参照。)その原因の lつは古い建物から密閉式になって いることである。また手すり自体が木製や鉄ノマイプに なっているものがかなりあることである。他地域でも 新しい建物(
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製手すりはすたれ ているが，この地区ではー古い建物にもパイプや木製手 すりが使われている。最初からそうだったわけではな しおそらく変状がひどくなったので，RC
製だった のをパイプや木製にとりかえたのだろう。財政力の差 であろうか。図ー1にはC部の累加損傷*ーもな、してあ る。損傷率が高い上の方の折れ線は屋外階段および開 放型屋内階段についての統計であり，下方の折れ線は それに密閉型屋内階段を加えた全階段に対す損傷率を 示しているが，両者には大きな開きがある。これは直 接風雨や日光にさらされることが鉄筋コンクリートの 耐久性にとっていかに有害であるかというよき実証で あると考えている。階段手すりの場合，断面が小さい琉球大学理工学部紀要(工学篇)第13号. 1977年 33 ので，特にその影響力τ顕著に現れているわけである。 トのいたる所に長大露出，コンクリートの欠け落ち， 図-2は各地域の階段手すりの累加損傷率曲線である。 ひびわれが生じている変状等級5のものはすべて屋外 那覇地区の中学校では屋外および開放型屋内階段につ 階段であり，屋外階級の R C製手すりは割合と新しい いてのみ考慮してある。かなり地域差がみられるが， ものも含めて.変状等級はすべて3以上であり，変状 RC製の棒状手すりについてだけ考慮すればこのよう 等級 5のものが60% を占めている。 な地域差はでてこない。 昭和40年以降階段手すりの損傷が急減しているが， この地域の校舎についていえば.手すり.鉛直ポス これは他地域でも同様な傾向がみられる。この頃から
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変われ ているが，沖縄本島の北部に分布している硬質石灰岩 で，青味をおびており，綴密でい，比重は2.70前後で. 吸水量も 0.5%以下て二粒形，粒度さえよいものであ れば組骨材としては非常に良質なものといえる。 1昆和剤 LtAE 剤.分散~J ともに使われてないと考え てよし、。生コンが使われるようになってからは，生コ ンメーカーが遅延斉IJ系統の混和剤は使用しているよう である。 配合は生コンが使われる以前は容積配合の1 2 4とか1 3 6とかというようなものがf変われ，実 際官庁の仕様書や見積りに使用されていた。水セメン ト比の規定1;1:1.量の方では仕様書て規定されることもあっ たが，実際上問題にされず，強度がでればよいという程 度で，耐久性の面から水セメント比を決めたというこ とはきいたことがない。生コンが普及し始めた昭和40 年頃からは重量計量が行なわれるようになったと恩わ れる。圧縮強度145kg/cm'から180kg/cm'までのコンク リ ー ト が 使 わ れ て い た と 思 わ れ る が ， こ れ で は 水 セメント比は80%以上となって， とても耐久的なコン クリートは使われなかったことになる。今日，那覇市 内をはじめ県内各地のR C造校舎に生じているひどい 変状の実態の原因の大きなもののlつはこれであると 考えている。 次に施工て'あるが.まず材料の計量は生コン使用以 前は，普通木製の箱を作り，それにとってをつけて前 後 2人で運べるようにしたものでセメントと骨材とを 容積計量していた。セメントや細骨材等のふくらみな ど一切気にせず.細骨材の表面水量等もisI]ることなど せず，水量はミキサー係が適当な軟かきになったと思 うまで加えていた。したがって.出来上リコンクリー トの水セメント比などは地工者も管理者も判っていな かったし， 気にもしなかったというのが実状である。 これは生コンが一般に使用されるようになった(昭和 40年頃)頃からは大いにあらたまったものと考えてい る。 1昆練は最初からミキサーが使われていた。建築工事 にはドラム型が使用されていた。運搬は，現在ではポ ンプ施工であるが，以前は，現場では一輪車がよく使 われ，斜シュートもよく使わil.分離がおきてもきし て気にするようすがなかったという乱暴な地工で，柱 や壁の施工は高所から縦シュートも使わずおとしてい た。型枠をとりはずした後の豆板は普通で，ひどいと きは墜を通して向う側がみえるという実例も筆者は体 験している。パイプレーターは棒状のものがよく使わ れていたが，かけすぎということもよくみうけられた。 何 し ろ 型 枠 が 木 製 で 水 密 にできていないところにパ イプレーターをかけ，コンクリートも軟らかいから， 水やモルタルが型枠からもってしまうわけである。さ らに床のコンクリートを打ち終った後1. 2時間は下 の方は雨が降っているような感じであったの体験した のは筆者だけではあるまし、。校舎建築は大きな断面の 部材がないので， 夏季において特に冷やす必要もなく， 冬は気温も10"Cを下がることはほとんどないのでコ ンクリートの保温に気を使う必要もない。また夏は湿 度が高いので新鮮なコンクリートからの水の蒸発もあ まりさかんではな、、。つまり養生にはそれほど気を使 う必要はないし，また使っている様子もない。湿度が 割 合 高 し 夏 冬の温度差もそれほどないので，収縮ひ びわれはスラブにあまり発生しない。したがって，特 に防水工をスラフーに施こす必要が生じるような収縮ひ びわれは滅多に発生しなし、。しかし，壁はコンクリー トブロックが多く使用されているので.壁の収縮ひぴ われは多く発生しており.ブロックの空胴はコンクリ ートをつめてないので.すき間やひびわれから入った 水が内部の床にもれ出すということはよく見聞するこ とである。これは雨が降った翌日まで続きやっかいな 問題をひきおこしている。さらにはりに曲げひぴわれ が多くみうけられるが，これはコンクリート強度や鉄 筋の不足ということに起因することもあろうが，筆者 の経験によると，型枠の支柱を早くとりはずしすぎる ことにも原因があるようである。 情JI板や底板をとりは ずすさいに支柱も 2. 3本近〈のものを同時にとって しまし¥あとからまたとりつけるということをよくみ琉球大学理工学部紀要(工学篇)第13号， 1977年 35 表-4 中性化試験・塩分定量試験結果 中 性 化 試 験 塩 分 量 試 験 粗 試 棟 試 料 的 かぶり鉄筋まで 全試体が料中 中 性 化 深 き コンクリー コンクリー 表 面 建設年代 料 中 学 名 番 試料採取個所 ト 第 一 層 ト 第 二 層 骨 番 大 き さ 中性化し 性化して (cm) % % モルタル層 そ の 他 キ オ 号 号 奥行×幅制 ( cm) ているか い る か 最小 最大 (深さcm) (深きcm) (深きcm) 1首 里 2 西軒通路部スラブ 0.7X6.5 0.6
。 。
0.11 S. 36 琉砕 (J2迄) 2 11 4 西面外柱5' 1.0X6.0 0.9。 。
0.05 S. 37 琉砕 (1縫)。
12 S. 37 3"
4 西画外柱17' 2.5(3.2) 2.5。 。
(1.0迄) 誌ら) 隅角部 Jll砕 4 11 5 西面性19' 1.7X5.5 1.7。 。
0.10 S. 37 琉砕 (2.1迄) 5 11 (5) 後の便所西面軒 2.0XI0.0 1.5。
。
0.23 給食 琉砕 (2.0迄) 棟 か ? 6松 島 3 F， 22'柱 4.5X5.0 3.0。
× 0.9 4.5 S. 38 JiI!砕 4.5 隅角部 7 11 3 F， 10柱 6.0X6.0 2.0 0.10 0.17 S. 38 1車砕 (6.0迄) (0縫) 隅角郁 8 真相志 5 水切1 F，南軒中央.4.0X4.0 0.9。 。
0.12 S. 29 琉砕 (4.0迄) 9寄 富 l 西外階段2F入 2.0X8.0 2.0。 。
0.36 S. 34 破砕 ロ軒 (2.5迄) 10 11 l 西外階段1-2 2.0X 10.0 ι2.0 0.48 S. 34 琉砕 FAラプ (2.5迄) 11 11 2 廊下水切部 2.0X4.2 0.5 0.14 S. 34 琉砕 (2.0迄) 12 11 2 東便所西側下部 6.5X8.0 1.0。
所々小さ 0.7 1.0 0.13 0.31 0.11 S. 34 琉砕 梁底面 2.3 〈赤 (1.0迄) (6.5迄) (1.2迄) 隅 角 部 13 11 3 西外階段斜めス 2.5XI0.0 2.0。
。
0.02 S. 35 JJ[砕 ラプ 1.4 (1.2迄) 14 神 原 2 入口東軒1 F，中央階段 2.2X5.0 02..28。
。
0(.11.3 S. 37 琉砕 7迄) 水切り 15 11z
3 F，西面軒， 1.5X5.5 1.0。
。
0.09 S. 37 琉砕 北より第2室 (1 0迄) 16 11 3 3 F，渡リ廊下 1.5X7.5 1.0。 。
0.29 S. 39 町証砕 スラプ (J.3迄) 17郡 覇 1I
~ ~: 南面軒西 4.0X6.5 2.0 × × 0.6 2.50.17 0.30 0.27 S. 29 耳E砕 より第3室 4.0 (1.0迄) (6.5迄) (0.7迄) 水切1) モ ル タル曙は 0.05 0.09 S. 28 琉砕 18 11 1 12 F，柱41'ーl4.5X6.0 ?。
着中陸性面から1<0 (4.5迄) (約1.1迄) f包 隅 角 部 1I
.~'::北面東端 4.5X7.0 ?。
モルタJレ層は 0.18 0.34 S. 28 琉砕 19 11 柱下部 赤色部が残る (4.0迄) (1.5迄) 隅角部 20 11 l 2 F， 43'-1-43'3.0X8.0 2.3。
。
0.89 0.81 S. 36 琉砕 -2問スラプ (1.5迄) (3ほ基) 1-2 1-2号渡り廊 2.0X6.0 1.0。
。
0.02 21 11 下2F手スリ (2.0迄) S. 29 2-1 南軒，西より第 3.5X6.0 ? ? × 0.9 0.04 0.13 琉砕 22 11 l室車場 (3.0迄) (0.9迄) S. 29 23 11 3 柱5. 0.7X3.0 0.7。
。
0(.215 .5迄) S. 31 琉砕 24 11 4 柱lの上部 0.7X4.5 0.5 × × 0.3-0.4 0(.09.75迄) S.38 琉砕 25 11 3 1 F，柱11'の 0.8X3.5 0.7 0.18 S. 31 琉砕 西側軒 (0.8迄) 26垣 花 2 軒 3.3X7.0 2.2。
。
0(.01.2 0.02 S. 29 硫砕 0迄) (2.5迄) 27小 禄 3 南面通路1 F，東階段 2.0X8.5 1.5。
。
0.(J1 .95迄) 0.(116.Ql主) S. 29 耳R砕 28"
3 南軒，西より第2室水切の先 3.5X2.5 3.5。
。
0.03 0.02 S. 29 琉砕 (1.0迄) (3.5迄) 29 11 3 東階段屋上部ス 1.6X9.5 1.6。
。
0.42，0.43 S. 29 琉砕 L ラプ (1.7迄)36 那覇市内中学校の鉄筋コンクリート造校舎の耐久性調査 表-5 比重・吸水量 番号 中校名 練番号 試 料 採 取 個 所 l 首 里 5 西面柱 (19') 2 H 5' 5号棟後の便所西面軒 3 松 島 l 3F 柱 (10) 4 真和志 5 1 F南軒中央付近水切り 5 寄 宮 l 西外階段2F入口軒 6 11 l 西外階段地ー2Fのスラブ 7 11 2 東側便 所西側下部梁底面 8 11 3 西階段スラブ 9 神 原 2 1 F東軒 中央階段入口 10 那 覇 l 1 F南面軒西(より第3室を モ ル タノレ 含 む ) 11 11 1 1 F南面軒西(より第3蜜を モ ン タ ル 除 く ) 12 11 2 F
t
主41'ー1 13"
l 聞の2 F天井スラプ西側43'ー1-43' -2 14 11 l 2F北面東端 柱 下 部 15 11 1 -2 1 - 2号東聞の渡り廊本下目 (2 F) 南手スリ か ら 3 下段 16 11 2 南面軒、西から第1室東端 17 小 禄 3 東階段屋上部屋天井スラプ 平 均 うけたものである。 4.4 中性化深さ，含塩量，その他 現場調査のさい.変状部分より.時に応じて，コン クリート片を採取し実験室でただちにフェノールフ タレインを使用して中性化深さの測定を行ない.後日， 塩分の定量じ 比重・吸水量試験を行なった。 その結 果は前述のように表-4，表 5に示してある。 まず中性化深きであるが.変状部よりの試料である ので，ひびわれヵ、入って浮き上った部分のものであリ 中性化は表面とひびわれ函とから入るわけで，試料 の示す中性化深さでもって，ただちに梅造物の各部分 の中性化深さとみなすわけにはいかないということを 最初にことわっておく。しかし.その傾向を知るため の1つの資料となるものと考える。スラブからの試料 20個の中，全面中性化していたのは18個であり，平均 中性化深さは 2.3cmである。 その平均材令は17.7年で ある。最大中性化深さは 3.5cmで.その材令は21年で. こ の 軒 ス ラ ブ は ひ ど い 変 状 (変状等級5)を呈して いた。一方スラブ部分の鉄筋のかぶりは 1.7cmて。ある。 吸水量 比 重 試料の 大 き さ 粗 骨 材(%
)
奥行×幅× 勝司 12.56 2.19 5.0X8.5X2.。
琉 砕 8.22 2.21 6.0X8.0X2.0 11 8.45 2.21 7.0X6.0X6.。
11 7.49 2.33 7.0X8.0X4.0 11 9.00 2.268.0X5.0X2.。
11 10.58 2.247.5X13，OX2.。
11 8.01 2.22 6.0X7.5X4.5 11 9.12 2.235.0X9.0X1.5 11 7.01 2.31 5.5X6.5X2.5 11 6.45 2.304.5X7.0X4.5 11 6.36 2.32 4.0X5.0X3.5 11 8.63 2.23 8.0X10.0X2.0 11 7.20 2.308.0X8.0X2.5 11 6.73 2.14 7.0X11.5X1.5 ? 8.20 2.26 7.0X5.0X2.0 J1，t 石宇 7.04 2.20 6.0X6.5X2.5 モルタルのみ 12.6 2.11 5.5X8.0X2.0 J1，t 砕 8.45 2.24 しかし，現実に変状を呈しているスラプの鉄筋のか ぶりはもっと小さい。かぶりがある程度確保されてい る変状部分から試料を採取しだからである。 柱・はり の試料の鉄筋のかぶりは 1.9cmでスラブ部よりやや厚 いが，変状部分の試料とはいえかぶリがうすすぎる。 この部分からの試料は9伺て1そのうち7倒は鉄筋に まで中性化領域が達していた。平均中性化深さは.スラ ブ部よりやや浅く， 約1.8cmであり，平均材令は15.8 年であった。この試料でみる限リ柱の方が中性化がお そいということになるが，試料のと り方に問題がある ので，そういう結論はきしひかえておく。最大中性化 深さは 4.5cmて1材令は12年である。 その建物の柱は 長手方向1例の過半数に鋭直ひびわれが生じており， 危検な校舎であった。全般的にみて，変状部分の中性 化速度は1年につき 1.2mmてー少し早すぎる。気候的要 因もあるが，コンクリー卜の品質が耐久的でないこと が最大の原因であろう。 次に採取試料の含塩量であるが，採取試料数は28個 て二 厚いものや大きいものは2つにわけで試験したの で¥試験の件数は361'牛，他に表面モルタル部分の試料琉球大学理工学部紀要(工学篇)第13号. 1977年 37 が 7件ある。厚い試料のコンクリート層は 2層にわけ たが，表層の厚さは1.0ないし1.5cmてFある。塩分定 量にあたっては5mm以上の粗骨材を除いたので，塩分 量はモルタル部分重量に対する値である。これは小さ い試料が多かったので，ほとんどの試料が組骨材をあ まり含んでいなかったためと，粗骨材の吸水量はモル タル部分より小さいので，組骨材を多〈含む試料は含 塩量ヵ。
