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RC煙突・鋼板製煙突の損傷例

鉄筋コンクリート造煙突の被害例
 鉄筋コンクリート造煙突は、重量が大きく、加えて縦に細長い構造物であるため、最も地震の被害を受けやすいのは周知のとおりです。また、煙突が折損・倒壊すれば二次災害を引き起こす可能性も非常に高く、その安全性は十分に考慮されなければなりません。内部にレンガ積み等の施工がなされている大半の鉄筋コンクリート造煙突では、経年とともに以下のような損傷が発生する場合がほとんどです。このような煙突をメンテナンス等を行わずに放置すれば、その損傷は加速度的に進行し、強度の低下した煙突が地震・台風に遭遇すると折損、倒壊等の損害が発生しかねません。

 鉄筋コンクリート造煙突の内面はレンガ積みされている場合が多く、レンガの劣化・損傷に伴い躯体コンクリート面が直接排ガスにさらされた結果、下記のような状態に陥っている場合が多く見られます。

※煙突外面にクラックが発生する。

※本来、アルカリ性であるコンクリートが長時間排ガスにさらされたため、中性→酸性へと材質的に変化し、鉄筋を腐蝕させ、さらにはコンクリートの圧縮強度が低下している。

※煙突の躯体コンクリート外面にクラックが発生し、コンクリート自体も化学的材質変化を起こしているため、内部の鉄筋が腐蝕・断裂している場合がある。

※内部鉄筋が腐蝕する時の膨張力により、鉄筋外側のコンクリートが持ち上げられて煙突外部からは目視できない縦の割裂が進行し、空洞化している場合が煙突の上部で見られる。この状態が進行すると、煙突上部よりコンクリート片が欠落する恐れがある。
   
 
損傷2 損傷3
 
(写真:RC40mH煙突(双子煙突)の
1本が上部で折損した例)
(写真:長年の使用により鉄筋位置で
コンクリートが肌別れして、表層が
浮き上がり、剥落寸前の状況。)
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鋼板製(自立型・多脚型・鉄塔支持型)煙突の被害例
 鋼製煙突の場合、排ガスの温度条件が低温の場合、筒内にFRPの有機材が使用されている場合がありますが、通常の場合、無機材のキャスターが60mm〜120mm厚で吹付施工がなされ、鋼鈑の防蝕効果が期待されています。また、設計板厚について、以前は安全性を考慮して腐蝕代として2mm以上板厚が加算された設計がされていましたが、近年では経済性を重視し、必要板厚の限界値で設計されている場合があります。
※内部ライニング材の劣化速度は、排ガス組成と運転条件により異なり、また使用ライニング材の物性と排ガス組成の対応性等の影響もあります。

 その他、筒身とライニング材の接点で、結露水の発生等による影響で鋼鈑の腐蝕により必要板厚が失われ、自然倒壊に至る場合があります。
※兵庫県南部地震の損傷事例では、構造的に応力の集中しやすい位置での倒壊や、腐蝕で板厚が薄くなっている部分や 溶接部等の発錆部で座屈や変形が多く見られました。

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点検の必要性
 昭和40年代の高度経済成長に伴い、、急激に増加した煙突も老朽化が進んでおり、これらの煙突はコンクリート片の落下、鋼製部の孔食等、安全性の問題が懸念されております。昭和53年の宮城県沖地震による煙突折損事故、さらに昭和58年の日本海中部地震における剥離落下による人身事故と重なり社会問題にもなりました。

 平成7年に発生した兵庫県南部地震(阪神淡路大震災)では6,400人を越える方々が犠牲となり、25万棟近くの家屋が全半壊しました。この地震で亡くなられた方の多くは建築物の倒壊による圧迫死であり、その9割は古い木造住宅であったと報告されています。特に、昭和56年以前に建築された建築物の被害が大きく、それ以降に建築された建築物の被害程度が軽度であったことから、現行の新耐震基準法は妥当であると考えられています。
 これらの教訓をもとに、平成7年12月に施行された『建築物の耐震改修の促進に関する法律(耐震改修促進法)』では、現在の耐震基準を満たさない建築物について積極的に耐震診断や改修を進めることとされました。また、特定の建築物の保有者には耐震診断、耐震改修を行う努力義務が生じ、有効な処置を行うように指導されています。

 地震大国である日本では、兵庫県南部地震以降も毎年のようにマグニチュード6クラス以上の地震が発生しています。特に、今後30年以内に発生すると予測されている南海地震・東海地震等の大規模地震を想定し、地震時の工場設備に対するリスクへの関心が高まり、既存煙突の耐震診断や耐震補強、また使用されていない煙突の解体等を検討される企業様も近年増加傾向にあります。
 当社は、これまでの経験を生かし、今後も煙突の点検、耐震診断を通して、改修、改造、解体等の有効な対策案をご提案させていただき、煙突設備を有する企業様の生産活動に貢献して行きたく願っております。

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