知って得する建物の豆知識　306　コンクリートの進化　長寿化とメンテフリーが重要

　コンクリートConcreteとは「固めた」「硬い」などの意味があり、半永久的な個体というイメージがあります。セメントに砂や砂利などの骨材を混ぜて、混練りしたものがセメントで、これを型枠に配置した鉄筋の中に流し込むと鉄筋コンクリート(以下RC)になります。セメントが硬く凝固するのは石灰と水の水和作用によるものです。コンクリートは日干し煉瓦のように水が蒸発して固体化すると、誤解している方もいらっしゃいますが、凝固は純粋な化学反応です。そのため、組成の微細な違いが、性能に大きな影響を及ぼします。

　RCの劣化につながるのは鉄筋の腐食とコンクリートの中性化です。鉄筋が錆びるとコンクリートとの摩擦抵抗が低下し、張力や剪断力の低下につながります。鉄筋の発錆原因は骨材や混練り時に使う水に塩分などが含まれている場合です。また、コンクリートは弱アルカリ性であれば強度性能を発現しますが、空気中の二酸化炭素の影響を受けて中性化すると強度性能が低下し、個体としてのコンクリートそのものの崩壊につながりますます。RCの法定耐用年数は47年ですが、建築構造的な寿命は、良質な施工のものであれば100～150年とされます。

　歴史的遺物に使われたセメントの研究もコンクリート耐久性伸長へのヒントになっています。例えば、中国西安市の「大地湾遺跡」で使われていた約五千年前のコンクリートは、年月を経ることで表面が炭酸化反応を起こし、石のように固く滑らかになり、水の侵入を防御する性能が発生していました。