かぶり厚さ｜鉄筋を保護するコンクリートの厚み

かぶり厚さ

かぶり厚さとは、鉄筋コンクリート部材において、最も外側にある鉄筋の表面からコンクリート表面までの最短距離をいう。主筋の中心ではなく、帯筋やあばら筋を含めた最外側鉄筋の外面から測る点に注意が要る。鉄筋を錆や火災から守り、コンクリートと鉄筋の付着力を確保するために設けるもので、日本では建築基準法施行令第79条や日本建築学会のJASS 5、土木学会のコンクリート標準示方書などで数値が定められている。

かぶりが不足した構造物に起きること

築30年前後の集合住宅で、バルコニーの先端や庇の下面からコンクリート片が剥がれ落ち、赤茶けた鉄筋がのぞいている光景は珍しくない。こうした劣化の多くはかぶり厚さの不足が原因である。打設直後のコンクリートはpH12〜13の強アルカリ性で、鉄筋の表面には不動態皮膜ができて腐食から守られている。ところが空気中の二酸化炭素が表面から少しずつ入り込むと中性化が進み、中性化の前線が鉄筋まで届いたところで皮膜が壊れる。鉄は錆びると体積が2〜4倍ほどに膨らむため、内側から押されたコンクリートにひび割れが入り、やがて剥落につながる。

中性化深さとかぶりの関係

中性化深さは経過年数の平方根にほぼ比例するとされ、x = A√t（x：中性化深さ[mm]、A：中性化速度係数、t：材齢[年]）と表される。この式に従えば、かぶりを20mmから40mmに倍増させた場合、鉄筋に到達するまでの年数はおよそ4倍に延びる。わずか数十mmの差が寿命を大きく左右する理由はここにある。

法令で定められた最小値

建築物については、建築基準法施行令第79条が部位ごとの最小値を定めている。土に接する部位ほど大きな値が求められているのは、地中の水分や塩類にさらされ、劣化が早く進むためである。

ただしこれは法的な下限であり、設計の目標値ではない。JASS 5では計画供用期間の級（短期・標準・長期・超長期）と屋内・屋外の別に応じて最小値を細かく分けており、たとえば長期の屋外に面する柱・梁には40mmを求めている。

設計かぶり厚さという考え方

現場で鉄筋を組む以上、どうしても位置のずれは生じる。JASS 5では、最小かぶり厚さに施工誤差として10mmを足した値を「設計かぶり厚さ」とし、図面や配筋計画ではこちらを基準にする。最小値30mmの柱なら設計値は40mmとなる。型枠の寸法を決める段階でこの割増しを忘れると、帯筋の外側で最小値を割り込む事態が起こりやすい。設計者が主筋の中心位置だけで断面を検討し、帯筋の径と曲げ加工の膨らみを見落とすケースは実務でもしばしば指摘される。

塩害環境での割増し

海岸から数百m以内の構造物や凍結防止剤が散布される道路橋では、塩化物イオンが鉄筋の不動態皮膜を直接壊す塩害が問題になる。コンクリート標準示方書では、鋼材位置の塩化物イオン濃度が腐食発生限界（一般に1.2kg/m³程度が目安）を超えないよう照査することが求められ、結果として50〜70mm程度のかぶりを設定する例も多い。水セメント比を下げて組織を緻密にする対策と組み合わせるのが一般的である。

現場で厚さを守るための部材と管理

鉄筋と型枠の間隔を保持するのがスペーサーである。材質によって使い分けがあり、現場担当者はコストと用途のバランスを見て選んでいる。

• モルタル製・コンクリート製：耐久性と付着に優れ、基礎や土に接する部位に多用される
• プラスチック製：軽量で安価だが、打継ぎ面で水みちになるおそれがあるため外壁では避ける現場もある
• 鋼製（防錆処理付き）：スラブ筋のバーサポートなど荷重がかかる箇所に向く
• ドーナツ型：柱や壁の側面で、鉄筋に回転させて取り付ける

スラブ上では打設中に作業員が上端筋を踏み下げ、かぶりが設計より大幅に増えたり、逆に下端筋が型枠に接して0mmになったりすることがある。配置間隔は、スラブで1m²あたり1.3個程度、梁で1.5m間隔程度が一つの目安とされる。打設前の配筋検査では、スペーサーの抜けや鉄筋の結束不良を目視とスケールで確認しておきたい。

硬化後のかぶり厚さを測る方法

完成した躯体の内部は目で見られないため、非破壊検査で鉄筋の位置を探る。代表的なのは電磁誘導法と電磁波レーダ法の2つである。電磁誘導法は、コイルが作る磁界の変化から鉄筋までの距離を推定するもので、かぶりの測定精度は比較的高い。電磁波レーダ法は、電磁波の反射時間から鉄筋位置を画像化する方式で、広い範囲を素早く走査できるが、コンクリートの含水率によって比誘電率が変わり、誤差が出やすい。国土交通省の土木工事では、橋梁上部工や橋脚などを対象に、これらの方法でかぶりと配筋状態を測定する要領が整備されている。疑わしい箇所ははつり出してノギスで実測し、非破壊の結果を校正することもある。

厚くすれば良いとは限らない理由

耐久性だけを考えれば厚いほど有利に思える。しかし有効せいが小さくなると曲げ耐力は下がり、同じ耐力を得るには断面を大きくするか鉄筋を増やすしかない。自重も増える。ひび割れ幅の面でも不利になり、かぶりが厚すぎると表面のひび割れ幅が大きくなる傾向がある。耐火構造の観点では厚いかぶりが鉄筋の温度上昇を抑える。鋼材は約500〜600℃で降伏強度が常温時のおよそ半分まで落ちるため、柱や梁で30〜40mmを確保することは火災時の安全性にも直結する。ただ、厚くしすぎると火災時に表層が爆裂して一気に剥がれ落ちる例もあり、高強度コンクリートでは有機繊維を混入するなどの対策が採られる。粗骨材の最大寸法との兼ね合いも含め、部材ごとに耐久性・構造性能・施工性の釣り合いを見て値を決めていくことが、設計者と施工者の双方に求められる。