管理業務主任者 過去問
令和4年度(2022年)
問19
問題文
竣工後25年の時点で、コア採取によりコンクリートの中性化深さを測定したところ20mmであった場合に、この中性化が、かぶり厚さ40mmの鉄筋に到達するまで、竣工後25年時点から要する年数として、最も適切なものはどれか。
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問題
管理業務主任者試験 令和4年度(2022年) 問19 (訂正依頼・報告はこちら)
竣工後25年の時点で、コア採取によりコンクリートの中性化深さを測定したところ20mmであった場合に、この中性化が、かぶり厚さ40mmの鉄筋に到達するまで、竣工後25年時点から要する年数として、最も適切なものはどれか。
- 中性化深さは経過年数( t )に比例するので、鉄筋に到達するまで約25年かかる。
- 中性化深さは経過年数の二乗( t2 )に比例するので、鉄筋に到達するまで約10年かかる。
- 中性化深さは経過年数の平方根( √t )に比例するので、鉄筋に到達するまで約75年かかる。
- 中性化深さは経過年数の立方根( 3√t )に比例するので、鉄筋に到達するまで約175年かかる。
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この過去問の解説 (2件)
01
まず、過去の問題演習によって中性化の流れを把握しておくことが必要不可欠です。
そこに問題本文の状況を落とし込めるかが解法の鍵を握ります。
【中性化の流れ(と問題本文の状況)】
(①マンションを竣工する)
②大気中の二酸化炭素がコンクリートに侵入する
③コンクリートのアルカリ性が失われていく(≒中性化)
(④中性化深さが25年で20mm進行している)
(⑤中性化深さがt年で40mm進行し、鉄筋に到達する)
⑥鉄筋が酸化していく
⑦さびこぶなどで鉄筋が膨張していく
⑧コンクリートにひび割れが発生する
不適切。「中性化深さが25年で20mm進行しているなら、50年で40mm進行するはず」と考えるのが、「経過年数( t )に比例」という考え方で、式で表すとすればd=atとなります。
試験対策上は本肢と正肢の2択にまで絞れれば十分なのですが、コンクリートの中性化深さの正しい式は以下の通りであるため、本肢は不適切です。
d=中性化深さ
α=中性化速度係数
t=時間
d=α√t
不適切。仮に本肢を適切としてしまうと、竣工後35年で鉄筋の酸化腐食が始まることになってしまいます。
「マンションの耐用年数に比べると少し短いのでは?」と違和感を抱いてほしい選択肢です。
適切。コンクリートの中性化深さの正しい式は以下の通りです。
d=中性化深さ
α=中性化速度係数
t=時間
d=α√t
まずは、問題本文にある「竣工後25年時点で中性化深さの数値は20mmである」という情報をそれぞれ代入し、aを求めます。
d=α√t
20=a√25
a=4・・・①
次に、問題本文からかぶり厚さは40mmであることが分かりますので、①と共に公式に当てはめます。
d=α√t
40=4√t
t=100・・・②
つまり、問題本文の状況では竣工から100年で中性化が鉄筋に到達することが分かります。
最後に、問題本文では「竣工後25年時点から要する年数」が問われているので、②を使って以下のように算出します。
100-25=75(年)
よって、本肢は適切です。
不適切。仮に本肢を適切としてしまうと、竣工後200年まで鉄筋の酸化腐食が始まらないことになってしまいます。
「マンションの耐用年数に比べるとあまりにも長すぎるのでは?」と違和感を抱いてほしい選択肢です。
今まで問われたことのない論点なので、試験当日の現場思考力が試される問題です。
試験対策上は2択にまで絞れれば十分なので、深追い厳禁です。
ただし、問題本文の解説で述べた「中性化の流れ」については完璧に理解しておきましょう。
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02
本問は、コンクリートの中性化予測の公式の知識を問う問題です。
知っているかどうかだけとも考えられますが、推測で解くことも不可能ではありません。
コンクリートの中性化予測の公式は、
X=A√t
X=中性化深さ(㎜)
A=中性化速度係数(コンクリートの性能、仕上げ、環境になどによって変わります)
t=経過時間(年)
で表すことができます。
式を見ればわかる通り、中性化深さは経過年数の平方根に比例します。
この時点で答えは出ますが、一応問題の数字を当てはめて計算すると、
20=5A
A=4
となり、
40=4√t
√t=10
t=100
となります。
したがって竣工時から約100年、竣工後25年時点からは約75年が正解ということになります。
公式を知っていればもちろん言うことはありませんが、平方根に比例するということを知っているだけでも解けます。
なんなら、中性化の原因は大気中の二酸化炭素であり、壁は面だから二酸化炭素を含む空気に面で接するコンクリートが中性化する速度は平方根に比例するだろうという推測で解くことすら可能です(これは半分は賭けですが、知らなければ仕方がありません。知識を総動員して推測で解くのも能力のうちです)。
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