Transcript コンクリートとは？
インフラの医療， コンクリート・ドクターの養成を目指して コンクリート工学研究室 岩城一郎 1 講義の内容 • 土木って何？ - 土木と建築の違い？インフラとは？ - これまでの土木，これからの土木 - 土木の多彩な教育・研究分野 • コンクリートって何？ - コンクリートの特徴，長所・短所 - コンクリートでできているもの - コンクリートはなぜ劣化するか？ • コンクリート構造物を長持ちさせるためには？ • コンクリート・ドクターの仕事 • まとめ 2 土木（工学）とは？ • 土木と建築の違い？どちらも「街づくり」のための学問 街づくり 例 特色 暮らしを支える 道路・鉄道（橋，トンネル）， 多様性， 土木 施設（ｲﾝﾌﾗ： ダム，上下水道，堤防，港湾， ネットワーク Infra-structure） エネルギー関連施設等 暮らしを営む 建築 施設(建築物) 家，学校，オフィス，商業施設 点および 等 その集合体 • 語源：土を築き，木を構えて（築土構木）に由来 • 英語：「Civil Engineering」（市民のための工学） ⇔「Military Engineering」 • 市民の暮らしと，我が国の産業・経済を支えるもの． 3 これまでの土木，これからの土木 首都高速道路㈱HPより • 戦後 （1945年－1950年代） 焼け野原からの復興 • 高度経済成長期 （1960年代－1970年代） インフラの建設ラッシュ • バブル期 （1980年－1990年代） 世界一の土木事業（青函トンネル，明石海峡大橋） • 現在（2000年代）：都市部では一定の水準→土木は不要？ • 将来（2010年以降）→発想の転換 - 必要なものはつくる．あるものは使いこなす． - 災害に強く，長持ちするインフラの実現（インフラの保全と防災） - 環境との共生（水質保全，河川・海岸防災） →社会（基盤）と環境の保全と防災力向上を目指して！！ 4 社会と環境の保全と防災力向上を目指して!! これまで 社会基盤の 集中的な建設 これから 社会基盤整備 （保全重視） 防災力 向上 環境 保全 首都高速道路㈱HPより 土木の新たな挑戦！ 5 土木の多彩な教育・研究分野 社会基盤の保全 教員とのふれあい教育 環境保全 実践的な技術者の輩出 環境 社会基盤 保全 防災 水理学 水域環境 橋工学 景観工学 ｺﾝｸﾘｰﾄ工学 土木史 社会基盤保全工学 衛生工学 交通工学 リスクマネジメント ｺﾐｭﾆｹｰｼｮﾝ技術 環境システム 河川・砂防工学 地盤工学 地震工学 防災工学 海岸・港湾工学 河川防災 地震防災 世界最先端の研究 地域社会への貢献 6 コンクリートって何？ • 我が国の社会基盤（インフラ）を構成する材料のうち，最 も多く用いられているもの． 国内年間需要量約2億㎥（国民一人当り1.5㎥/年） • 車，パソコン，携帯等とは異なり，便利さが実感できない， 目立たない，でもないと困る：空気のような存在，縁の下 の力持ち • 長所：安い（1リットル10円），材料を入手しやすい（輸入 に依存しない），丈夫で長持ちする． • 短所：耐震性（阪神淡路大震災），早期劣化問題（落橋 事故），環境問題（解体・処分） • 最初軟らかく，後から硬くなる． • 圧縮に強く，引張に弱い． • 劣化する（寿命がある）． 7 コンクリートで作られているもの 8 身の回りのコンクリート 9 コンクリートはなぜ劣化するか？ • 物理的作用，化学的作用，生物学的作用： 中性化，塩害，凍害，アルカリ骨材反応， 化学的侵食，疲労 ① • 設計ミス，施工ミス （管理ミス） ② • 手抜き・偽装！！ ⑤ ③ ⑥ ④ 写真：①東京大学出版会 社会基盤メインテナンス工学，②安治川鉄工パンフレット， ③土木学会 耐久性データベースフォーマット，④，⑥日経BP コンクリート名人養成講座より 10 コンクリート構造物を長持ちさせるには？ コンクリート工学の先人たちの教えから • コンクリート技術者の使命「いいコンクリート構 造物をつくるためには，親切に，丁寧に」 by 吉田徳次郎先生 • 土木技術者の使命「世のため，人のため，良い ものを安く造る」 by 岡村甫先生 技術者としての誇り・責任感 11 小樽北防波堤 • • • • 広井勇博士の指揮の下，1897年より施工開始 火山灰使用，W/C≒40%，W=120-140kg/m3 締固めと水量を厳しく管理 完成から100年以上にわたる強度試験の実施 • 現在もほとんど劣化することなく供用 12 コンクリート構造物の寿命は？ • コンクリート構造物の寿命は半永久的 （メンテナンスフリー）と考えられていた． • 高度成長期（1970年前後）の建設ラッシュ • 1980年代：コンクリート構造物の早期劣化問題 • コンクリート構造物は一体，何年もつのか？？？ 平均すると50年くらいしかもたないのでは？？？ • どうしたら長持ちさせることができるのか？ 13 人の寿命とコンクリートの寿命 • 日本人の平均寿命：男子79.19歳，女子85.99歳 （平成19年度調）→世界有数の長寿国 • 理由：親切に丁寧に育てたから？食生活？ 保険制度，医療の高度化（病理の解明，医療 機 器の発達，新薬の開発，ドクターの知識・経験・技 能の向上等） コンクリート構造物を長持ちさせるためには？ • 劣化（病気・怪我）の原因と程度を探り（診断）， 適切な処置を施す（治療） ，「医療行為」が必要 →コンクリート・ドクターの仕事 14 コンクリート・ドクター 東京大学出版会：社会基盤 15 メインテナンス工学 橋の疲労メカニズムの解明と対策 首都高速道路の 断面交通量 １日約１０万台 １年約３０００万台 ３０年で約１０億台 実物大の模型の作製 車両の大型化・交通量の増加 調査点検 補強方法の開発と適用 実際の橋の疲労状態を再現可能 な輪荷重走行試験 16 損傷状況の診断 コンクリートの検査技術の開発 OPC-蒸気養生 サーモグラフィによるコンクリートの劣化 箇所の検出 BB-蒸気養生 鉄筋コンクリート のX線画像 EPMAによるコンクリート 内部の塩分濃度分布 17 塩害橋の病理解剖 18 まとめ • 土木の役割：人々の暮らし，我が国の産業・ 経済を支えるためインフラを整備する． • 土木の将来：社会と環境の保全と防災力向上を 目指した仕事と，それに役立つ教育・研究 • コンクリート：インフラを構成する主要材料，劣化 する（寿命がある）． • インフラの保全：コンクリート構造物の劣化の原 因を探り（診断），適切な対策を施す（治療） ， 「医療行為」が必要 • インフラの医療，コンクリートドクターの養成： 我が国の看板技術→国際貢献→新たなビジネ スチャンス 19