ポーテックのよもやま話～第４回～

皆さんこんにちは！

株式会社ポーテック、更新担当の富山です。

 

 

 

シリーズ④：緊張工事とは？コンクリートの強度を高める技術

 

 

建設業界において、**「コンクリートは圧縮には強いが引張には弱い」という特性はよく知られています。この弱点を補い、コンクリート構造物の強度を大幅に向上させる技術が「緊張工事」**です。

緊張工事は、高層ビルや橋梁、ダム、トンネル、さらには駐車場のスラブなど、さまざまな構造物に活用される重要な技術です。本記事では、緊張工事の基本概念や施工方法、メリット、現場でのポイントについて詳しく解説していきます。

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1. 緊張工事とは？

 

緊張工事とは、高強度の鋼材（PC鋼材）をコンクリート内部に配置し、張力を与えることで構造物の耐久性や荷重への抵抗力を高める工法のことを指します。

一般的に、コンクリートは圧縮に強いものの、引張に弱いという性質があります。そのため、通常の鉄筋コンクリート（RC）では、引張応力がかかる部分に鉄筋を配置し補強しますが、それでもひび割れが発生するリスクが残ります。

しかし、緊張工法を採用することで、コンクリートにあらかじめ圧縮力を与え、引張応力が作用する部分のひび割れを防ぐことが可能になります。

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2. 緊張工事の種類

 

緊張工事には、大きく分けて以下の2種類の工法があります。

① プレテンション方式（Pretensioning）

プレテンション方式は、PC鋼材をあらかじめ緊張した状態で型枠に固定し、その後コンクリートを打設する方法です。コンクリートが硬化した後、PC鋼材の端部を解放することで、コンクリートに圧縮力が伝わります。

✅ 特徴

• 工場での大量生産が可能（プレキャスト製品に適用）
• 施工後の緊張作業が不要で、品質が安定
• 大規模な現場施工には向かない

✅ 主な用途

• PC（プレストレストコンクリート）橋梁の梁
• PC床版（プレキャストコンクリート製品）
• 鉄道スラブ、建築用パネル

② ポストテンション方式（Post-tensioning）

ポストテンション方式は、コンクリートを打設した後にPC鋼材を緊張し、アンカーで固定する方法です。建設現場で直接施工できるため、大規模な橋梁や建築物に適用されます。

✅ 特徴

• 現場で自由に張力を調整できる
• 大規模構造物に適用可能
• アンカー固定後にグラウト（モルタル）を注入し、耐久性を向上

✅ 主な用途

• 大スパンの橋梁
• 高層ビルや駐車場のスラブ
• 地下構造物、タンク

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3. 緊張工事の施工手順

 

緊張工事は、設計・準備・施工・仕上げの各工程を慎重に進めることが求められます。以下、一般的なポストテンション方式の施工手順を紹介します。

① 設計・準備

• 緊張材の配置計画を策定：PC鋼材の配置、張力の設定、緊張力の伝達方法を決定
• PC鋼材・アンカーの選定：構造物の規模や荷重条件に応じた適切な材料を選定

② コンクリート打設前の準備

• PC鋼材の配置：設計通りの位置にPC鋼材を配置し、緊張用のダクト（シース）を設置
• 固定アンカーの設置：端部にアンカーを取り付け、緊張力を伝達する準備を行う

③ コンクリート打設・養生

• 型枠を組み、PC鋼材を保護した状態でコンクリートを打設
• 硬化後、PC鋼材に張力を加えられるまで十分な養生期間を設ける

④ 緊張作業（張力の付与）

• ジャッキを使用し、PC鋼材に設計された張力を加える
• 張力が伝わった後、アンカーで固定し、PC鋼材の端部を処理

⑤ グラウト充填・仕上げ

• 緊張作業後、PC鋼材の周囲にグラウト（セメント系モルタル）を注入し、耐久性と防錆性を向上
• 施工完了後、仕上げ作業を行い、最終検査を実施

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4. 緊張工事のメリット

 

✅ ① 構造物の耐久性向上
緊張工事を施すことで、コンクリート内部に圧縮力を持たせ、ひび割れを最小限に抑えることができます。特に、橋梁やビルなど長期間使用する構造物には非常に有効です。

✅ ② スパンを長く取れる
通常の鉄筋コンクリートでは、大スパン（長い距離の梁）を作ると強度不足に陥る可能性がありますが、緊張工事を施すことで軽量化しながらも高い強度を維持できます。

✅ ③ コスト削減につながる
緊張工事を活用することで、コンクリートや鉄筋の使用量を削減できるため、トータルの施工コストを抑えることが可能です。特に大規模なプロジェクトでは、コストメリットが大きくなります。

✅ ④ 耐震性の向上
地震時に発生する引張応力に対して、緊張コンクリートは優れた耐久性を発揮します。特に高層建築物や橋梁では、耐震性向上のために緊張工法が採用されることが多いです。

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5. まとめ

 

緊張工事は、コンクリート構造物の強度・耐久性を向上させるために不可欠な技術です。特に、プレテンション方式とポストテンション方式を適切に使い分けることで、さまざまな建設プロジェクトに対応することができます。

高層ビルや橋梁、大型施設などのインフラ整備には欠かせない技術であり、近年ではさらなる技術革新も進んでいます。今後も緊張工事の活用が広がり、安全で耐久性の高い構造物の実現に貢献していくことでしょう。

 

 

 

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