コンクリートカバー

鉄筋コンクリートにおけるコンクリートかぶりとは、埋め込まれた鉄筋の表面とコンクリートの外面との間の最小距離のことです( ACI 130)。コンクリートかぶりの深さは、かぶり計で測定できます。コンクリートかぶりの目的は、鉄筋を腐食、火災、その他の潜在的な損傷から保護することです。

必要なコンクリートかぶり厚は、構造物がさらされる環境条件、鉄筋のサイズ、コンクリートの強度、建設される構造物の種類など、いくつかの要因によって異なります。一般に、直径の大きい鉄筋には、小さい鉄筋よりも多くのコンクリートかぶり厚が必要です。

ほとんどの場合、地域の建築基準法や技術基準では、さまざまな種類の構造物に必要な最低限のコンクリートの覆いが指定されています。構造物の安全性と耐久性を確保するには、これらの要件を遵守することが重要です。

コンクリートカバーには、主に次の 3 つの理由から最低限の厚さが必要です。

• 鉄筋を 環境の影響から保護し、腐食を防止する。
• 断熱材を設けて鉄筋を火災から保護し、
• 鉄筋が滑ることなく応力を受けることができるように、鉄筋に十分な埋め込みを与えること。^[1]

腐食した鉄筋の早期破損や鉄筋周囲の鉄腐食生成物の拡大は、コンクリート劣化の主な原因の 1 つです。鉄筋の炭素鋼は、コンクリート間隙水の高いpHにより、大気中の酸素による酸化から保護されています。鉄筋表面は、pH 値が 10.5 より高い限り不動態化されます。新鮮なセメント水の pH は約 13.5 ですが、発生したセメント水の pH は約 12.5 で、水酸化カルシウム(ポートランド石) の溶解によって制御されます。空気中に存在する二酸化炭素は、鉄筋上のコンクリート被覆を通してゆっくりと拡散し、アルカリ水酸化物 ( KOH、NaOH ) および水酸化カルシウムと徐々に反応して、水和セメントペーストの炭酸化を引き起こします。その結果、セメントの pH が低下し、その値が 10.5 - 9.5 を下回ると、鋼表面は不動態化されなくなり、腐食し始めます。したがって、鉄筋への炭酸化プロセスを遅らせるには、十分な厚さのコンクリートかぶりが必要です。最小コンクリートかぶりは、遭遇する環境条件によって異なり、コンクリートが湿気や塩化物にもさらされる場合（海に近い、橋や道路に凍結防止塩を使用するなど）は、より厚くする必要があります。水セメント比（w/c）が低い高品質のコンクリートは、多孔性が低く、水や腐食性物質（溶存酸素、塩化物など）の侵入に対する浸透性が低くなります。かぶりが厚くなるか、コンクリートが密になると、コンクリート内の CO ₂の拡散も減少し、炭酸化からコンクリートをよりよく保護し、より長い期間にわたって高い pH を維持するため、鉄筋の耐用年数が長くなります。

コンクリートカバーは、商業施設、住宅、橋梁、自治体、縁石の形成、その他長期にわたる耐久性が求められる場所やプロジェクトの建設に頻繁に使用されます。 [ ^2]コンクリートと鉄筋を組み合わせることで、次の方法で強くて弾力性のある構造物が形成されます。

• セメントペーストと鉄筋が接触すると、非反応性の表面膜が形成され、腐食を防ぎます。
• 必要なサポート システムを実現するために、コンクリート全体に補強バーまたは梁を戦略的に設置できます。
• 鉄筋とコンクリートを使用することで形成される結合は、鉄筋の隆起した表面によるものでもあります。これにより、コンクリートから鋼材へ、鋼材からコンクリートへ、応力が伝達されます。
• コンクリートや鉄は熱膨張係数が似ており、凍結や加熱によって同じように収縮・膨張し、必要な構造を維持します。^{[3] [4]}

国の規格では、それぞれの地域の露出条件に基づいて最低限のカバー要件も規定しています。

腐食環境下で鉄筋を腐食から守るためには、かぶり厚を厚くすることが必要ですが、かぶり厚が厚いと曲げ鉄筋コンクリート部​​材のひび割れ幅が広くなります。ひび割れ幅が広いと（0.3 mm 以上）、コンクリートに湿気や化学薬品が侵入し、鉄筋の腐食やコンクリートの劣化につながる可能性があります。そのため、かぶり厚が厚いと、本来の目的が達成されません。かぶり厚とひび割れ幅の要件を慎重にバランスさせる必要があります。

この矛盾を解決する経済的な解決策としては、コンクリートカバー内にステンレス鋼の鉄筋やメッシュ、FRP鉄筋などの耐腐食性補強材の第 2 層を配置して亀裂を分散させることが考えられます。

• 
  鉄筋コンクリートの石積み壁を備えた吊りスラブを適切に覆うために鉄筋を支える金属プラスチック製の先端バーチェア。
• 
  吊り下げられたスラブ上の重い鉄筋を支えるプラスチック製のストリップバーチェア。
• 
  コンクリート製の小さな距離ホルダー（椅子）。
• 
  プラスチックの下層。
• 
  カバーが少なすぎるとコンクリートが劣化します。

• 鉄筋の腐食
• カバーメーター
• 型枠
• 鉄筋
• 鉄筋コンクリート
• スチールフィクサー