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寒冷地ならではの被害「凍害」とは?

こちらのページでは仙台でよく起こる、外壁の凍害について解説します。

凍害の種類

凍害にはいくつかの種類がありますが、その代表的なものが、スケーリング、ひび割れ、ポップアウト現象の3つです。

スケーリング

スケーリングとは、コンクリートの中にある水分が原因で、セメントペーストが剥がれることを指します。

コンクリートの中に含まれる水分が凍結し、その凍結した部分が融解する、という手順が繰り返されることによって、コンクリートがうろこ状に細かくひび割れしてくる現象です。

水分の凍結が原因となるため、寒冷地で頻繁に起こるタイプの凍害で、気温がマイナス2度以下となる環境で起こりやすくなります。

スケーリングが起きやすい部分は、コンクリートのペースト部分であり、予防のために水セメント比を小さくする、コンクリートが固まるまでに水分の含有量と温度を一定に保たせる「養生」などの作業が行われます。

ひび割れ

ひび割れもスケーリングと同様に、コンクリート内部の水分が凍結することが原因で起こります。

コンクリート内部の水分は、凍結すると約9%程度膨張するため、膨張した際の圧力によってコンクリートに負担がかかり、ひび割れが発生します。

さらに、水分の凍結と融解が繰り返されるごとにコンクリートには緩みが発生してくるため、コンクリートの強度なども低下し、スケーリングへと悪化することもあります。

ひび割れも寒冷地で頻繁に起こり、気温がマイナス2度以下の環境で引き起こされる現象です。予防策として、高強度のコンクリートを使用する、水セメント比を小さくする、3~6%程度の空気を含むコンクリートを使用するなどが挙げられます。

ポップアウト現象

ポップアウト現象は、コンクリート表面が薄く剥がれてくることが特徴で、コンクリートが劣化してきたときに引き起こされます。ポップアウト現象が引き起こされる原因として考えられるのは、次の4つの現象です。

このように、水分の凍結以外でも引き起こされるため、アルカリ性水溶液に反応しない砂利や砂を使う、膨張に強いコンクリートを使用するなどの方法で予防されます。

凍害が起こる原因

経年による劣化

コンクリートが経年変化によって劣化すると、セメントが湿気などの水分を吸収しやすい状態になるため、古いコンクリートでは凍害が発生しやすくなります。

まだ新しいコンクリートは表面に塗膜が形成されており、水分が吸収されることを防いでいますが、雨風や紫外線などの影響を受けた部分は塗膜が劣化していきます。

セメントに吸収された水分がコンクリート内部で凍結すると、水分は約9%膨張し、その影響で素材を膨張させます。そして、水分が融解する際には、水分とともに素材も縮小するため、凍害という現象に繋がるのです。

凍害は、湿気が多い日本海側や寒冷地で頻繁に起こりますが、冬には太平洋側の平地エリアでも起こる可能性があります。

窯業サイディングには注意

凍害が発生しやすいとされている素材は、コンクリートだけではありません。「窯業系サイディング」と呼ばれる素材でも、凍害が引き起こされる可能性が高いとされています。

その理由は、窯業系サイディングの原料として、セメントが使用されているからです。セメントには、湿気などの水分を吸収しやすいという特性があるため、凍害の直接的な原因となります。

窯業系サイディングには、一般的に塗料が塗られていて水分の吸収を防いでいるため、新築のときには凍害被害を受けません。

ただし、先にご紹介したように、経年劣化によって塗膜が剥がれてくると、湿気を吸収する、雨が滲みこむなど水分が吸収されやすくなり、凍害が起きやすい状態となるため注意が必要です。

窯業サイディングの耐久年数とメンテナンス周期

窯業サイディングは経年劣化によって凍害が発生しやすくなるため、定期的なメンテナンスが欠かせません。窯業サイディングのメンテナンスは、7~8年に1度が適切だとされています。

7~8年に1回の頻度でメンテナンスを行った場合、窯業サイディングの耐久年数は約40年と言われているため、かなり長く使用することができるでしょう。

凍害は寒冷地や日本海側で起こりやすい現象ですが、太平洋側の平地で起こらないという訳ではありません。そのため、太平洋側の温暖で湿気が少ない地域でも、約10年に1回のメンテナンスは必要です。

メンテナンスをすることは、凍害を防ぐだけでなく、窯業サイディングの耐久年数を伸ばすことにも繋がるので、忘れずに行いましょう。

凍害が起こるメカニズム

凍害の種類は様々ですが、引き起こされるメカニズムはほぼ同じです。凍害が引き起こされるのは、「コンクリートの劣化」と「膨張」が大きな要因となります。

このように、劣化した外壁材は水分を吸収し、水分の凍結によってさらに強度を失います。

強度を失った外壁材は凍結時の膨張圧に耐えられなくなり剥離。剥離した部分は建築材がむき出しになるため、建築材自体のダメージに繋がるのです。

凍害が起こる原因

ここでは凍害が起こりやすい場所を挙げて、なぜ凍害が起こるのかその原因について見ていきましょう。

キッチンやバスルームなどの水回り

住宅の中でも、最も凍害が発生しやすい部分は水回りだと言われています。凍害は水分が原因なので、水分と湿気が多い水回り付近の外壁材は水分を溜め込みやすくなるからです。

水回りの例としては、キッチンやバスルームの他に、洗面所、トイレ、洗濯機置き場などの場所が挙げられるでしょう。

これらの場所は水分が多いため、壁の内部に結露が発生しやすい環境となっています。コンクリートや窯業サイディングなどの外壁材の裏側部分から水分を吸収するのがこれらの水回り付近です。

水分を溜め込んだ外壁材は、冬になると水分が凍結して膨張し、表面に剥離などを引き起こしやすくなります。

室内と室外で温度が違う場所

リビングは水分が少ない場所ですが、室内と室外の温度差が激しいため、凍害が起こりやすいとされています。リビング以外でも、冬場に長時間暖房を使用する部屋は要注意です。

暖房によって室内と室外の温度差が大きくなると結露が起こるため、水回り付近同様、水分が多い環境となるからです。そのため、結露が多いアルミサッシ周辺に凍害が起こりやすくなります。

そもそも、コンクリートや窯業サイディングの歪みによって引き起こされる凍害は、アルミサッシ周辺などの形が不安定な部分に発生しやすいという特徴も持っています。

このように、水回り以外の結露が起こりやすい部分は、1年に1~2回程度、定期的に凍害のチェックをする必要があるでしょう。

その他の発生場所

水回りや結露が起こりやすい場所以外で凍害が起こりやすいのは、次の3つの部分です。

先にご紹介したように、凍害は「形が不安定な部分」に発生しやすいという特徴を持つため、サイディングとサイディングの境界線に当たる部分や、建物の角の境目部分も凍害が起こりやすいとされます。

また、これらの外壁材の境界線部分には、製品の不良が起こりやすいというのも原因のひとつです。

そして、常に日陰になっている部分は、外壁材の中に水分が入り込んでも乾燥しにくいため、吸収された水分が溜まりやすくなっています。そのため、建物の北側や他の建物の陰になっている部分は、メンテナンスや点検が欠かせません。

凍害って何?

凍害とは読んで字のごとく、寒さで外壁が凍結することで損傷する現象のことです。具体的には外壁の塗装剥がれ、ひび割れ、腐食、錆などが挙げられます。

特に冬の平均気温が0℃を下回る地域で起こる現象で、日本では東北地方や北海道などで凍害に悩まされている方が多いです。

メカニズムとしては、コンクリート内の水分が凍結・溶解を繰り返すことでセメントペーストが剥がれてしまい、外壁が剥がれたりひび割れたりします。

また、よく使われる窯業系サイディングでは凍害に要注意。特に経年劣化すると湿気や水分を吸収しやすくなり、それが内部で凍結することで塗装の剥がれやひび割れを引き起こします。

理科の授業で習ったかと思いますが、水は液体と固体では体積が違います。膨張と縮小を繰り返すことで、外壁にダメージを与えるのです。

凍害はやがて家に大ダメージを与える

凍害を放置しておくと、塗装が剥がれたりひび割れたりして見た目が悪くなるだけではありません。塗装が剥がれた部分やひび割れた部分から水分が侵入し、外壁材の内部でも凍害を引き起こします。

また、これは凍害が起こらない地域にも同じことがいえますが、水分が建物内部に侵入すると雨漏りを引き起こしたり、カビの発生や腐食の原因となってしまうのです。

この段階まで来ると、外壁塗装だけでは太刀打ち不可能。大規模な修繕工事が必要となってしまいます。

ダメージを受ける前に専門家に相談を

凍害によるダメージを受けないためには、外壁塗装の段階で凍害に強い塗料を選ぶことが重要です。とはいえ、塗料の種類は非常に多く、特性もそれぞれ違うので、素人の知識では凍害に強い外壁塗装の塗料を選ぶのは困難。そこで専門家に相談してみましょう。

仙台の外壁塗装業者であれば、凍害に関する知識もあり、見た目と機能性を重視した塗料を提案してくれることでしょう。

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