進化するコンクリート

　進化するコンクリート

　コンクリートの原材料は、主にセメントと砂利、砂と水から造られます。
混ぜ合わせると化学反応が起きて、セメントに含まれるケイ素やカルシウム
が水を取り囲むような構造になり強度が出ます。コンクリートを柱や梁など
構造材に使うと、鉄骨造に比べて振動や揺れが小さくなり、消音にも優れて
います。このため居住性を重視するマンションには多く利用されています。

　日ごろ目にするコンクリートは現在も進化を続けています。1985年に30ニュ
ートンくらいだった強度は12年後の1997年には60ニュートン、さらに９年後の
2006年には130ニュートン、2011年には160ニュートンと約10年毎に２倍に
なっています。コンクリートの強度は１平方ﾐﾘﾒｰﾄﾙ当たり100ニュートンならば
1平方ｾﾝﾁﾒｰﾄﾙで１ﾄﾝの重さに耐えることができます。

　超高強度コンクリートの登場で1985年当時14階建だった鉄筋コンクリート
の住宅が52階建てに耐えられるようになりました。階数だけでなく、建物を
支える柱の本数を減らしたり、細くすることが可能になり、室内も広い空間
や大きな開口部が増えてきました。

　コンクリートの強度を高める研究は大成建設や竹中工務店、大林組など各
社が取り組んでいて、材料自体の見直しや養生方法の工夫などで１平方ﾐﾘ
あたり300ニュートン（1平方ｾﾝﾁあたり3ﾄﾝ）を達成しています。

　ただ、超高強度コンクリートにも弱点があり、コンクリートは熱せられる
と内部に溜まった水蒸気が膨張して爆裂という現象を起こします。大成建設
では樹脂の繊維を加えることで、熱せられても樹脂が先に溶けて内部に隙間
を作り、水蒸気になった水を逃がします。実験では摂氏1100度以上で３時間
加熱しても爆裂しましせんでした。竹中工務店では髪の毛よりやや太く、長
さが３ｾﾝﾁﾒｰﾄﾙの鋼繊維を入れて震度７の地震でも表面がほとんど崩れない
工夫をしています。

　また、大林組では海の防波堤などに多く使うコンクリートの強度は海水を
使って増加することに成功しています。海水に含まれる硫酸イオンがセメン
トに含まれるカルシウムやアルミニウム化合物と反応して、針状の構造物を
創り、隙間無く詰まることで強度が増加します。コスト面でも海水は現地調
達できること、砂も貝殻片などが混じる海砂を使うと約10％下がります。真
水に比べて強度が55％向上して防波堤用としては高い58ニュートンを出し
ています。

　コンクリートの強度が高まっていくメカニズムはまだ解明されていない事
も多く、研究開発はさらに進みそうです。