コンクリート
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コンクリート（混凝土、英語: Concrete）は、砂、砂利、水などをセメントで凝固させた人造石である。
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[編集] 概要
コンクリートは、広義の意味では砂や砂利（骨材という）、水などをセメントなどの糊状のもので結合させたものを指す。そのためセメントで結合させたものをセメントコンクリートと呼び、アスファルトで結合させたものをアスファルトコンクリートと呼ぶ。建築資材として一般にコンクリートと呼ばれるものはセメントコンクリートの方である。（省略してコンクリ、COとも読み書きされる）。別名ベトン（Béton - フランス語）。凝固する以前の状態はフレッシュコンクリートと言われる（生コンクリートまたは省略して生コンとも）。強度と価格の面から、また施工の安易さから、現在最も優れている建築資材の一つであり、建築物、道路、ダム、高架橋、トンネル、港湾設備と用途は幅広い。
コンクリートは圧縮力（押さえつけられる力）には強いが、引張力には弱い。このためコンクリート単体で使うのではなく、コンクリートの中に鉄筋を入れた鉄筋コンクリートとして使われることが多い。鉄筋を入れることで引張力を鉄筋が受け持ち、どちらの力にも十分な強度を持たせることができる。また、鉄筋コンクリートに鉄骨を埋め込んだ鉄骨鉄筋コンクリートや、鉄骨鉄筋コンクリートの鉄骨を鋼管に置き換えた鋼管コンクリート、あらかじめ圧縮力をかけておくことによって大きな引張力が作用しても軽減できるプレストレスト・コンクリート、生コンクリートに合成樹脂や鉄の繊維を混ぜ込んで強度・延性を増した繊維補強コンクリートも用いられる。
コンクリート構造物の供用年数は壁の厚さに比例しており、ヨーロッパ中世及び近世時代の城壁や太平洋戦争時の配筋も無い壁の厚さ2メートルを越える建築物は未だ現役である。しかし日本の旧建築基準で建築された壁厚0.31メートル程度の建造物は普通50～60年程度といわれており、高度経済成長期に大量に建設された構造物の維持・管理が21世紀の日本の大きな課題となる。
建設省が1998年にまとめた「建設省総合技術開発プロジェクト」の報告書によると、セメントに混入する水を50%以下まで減らし、鉄筋のかぶり厚を十分に取り、収縮や凍結を抑制する添加剤を加えることで、半永久的（500年以上）な耐久性を確保することが可能である。ただ、こうした施工を行うと竣工まで長い時間がかかりコストが膨大なものとなるため、そこまでの耐久性を想定して鉄筋コンクリート構造物を建設することは少ない。
[編集] コンクリートの製造
コンクリートの材料は、セメント、骨材、水、混和材および（化学）混和剤である。それらをうまく配合して、目標とする強度や耐久性、施工性を得る。コンクリートの強度は水セメント比で決まる。水とセメントの比率を変えることで、さまざまな強度のコンクリートを作ることができる。近年、化学混和剤を用いて水を減らすことで高い強度を得る高強度コンクリートも多用されている。
コンクリートを生産方法で分類すると、工場（バッチャープラント）で生産されるレディーミクストコンクリート（生コン）と、建設現場で生産される現場練りコンクリートに大別されるが、ほとんどはレディーミクストコンクリートである。レディーミクストコンクリートはトラックミキサ（アジテータートラック、レディーミクストコンクリート運搬車）によって現場に運ばれる。現場練りコンクリートは、ごく少量のコンクリートを必要とする場合や、逆に非常に大量のコンクリートを必要とする場合に用いられる。ごく少量のコンクリートを必要とする場合は主に手作業で、非常に大量のコンクリートを必要とする場合は建設現場内にバッチャープラントと同様の設備（サイトプラント）を建設して行う。
現場練りコンクリートの調製にあたっては、たとえば医師が薬剤師に対して処方箋で薬剤の配合比率を指示するのと同じように、施設設計者から建設現場に対してコンクリート材料の混合比を指示されることがある。設計者などによって仕様書などで行われるこれら混合比の指示を示方（しほう）といい、指示された配合割合を示方配合（しほうはいごう）という。
[編集] コンクリートの施工
未だ固まらないコンクリートはそれ自体形を保つ事が出来ないので型枠に打ち込み硬化までの所定時間を型枠内部で養生する必要がある。 コンクリートの型枠への打設（打込み）の際には、コンクリートの均一性の確保と初期欠陥の防止が重要である。主な防止策として打設時のバイブレーターの使用、木づちによる空気の除去が挙げられる（これらの動作などを締固めという）。初期欠陥として、未充填箇所、豆板、コールドジョイント、ひび割れなどが挙げられる。
締固めが不足すると、未充填箇所を生じてしまう。一方、過剰な加振によって材料分離を生じることもある。また、十分なかぶり（建築用語ではかぶり厚さ）の確保が必要である。かぶりとは、鉄筋からコンクリート表面までの最短距離を指す。
適切な仕上げ、養生（ようじょう）を行う。 打継ぎ箇所には適切な処理を施す。 全体に防水処理を施す（見栄えが悪くなる可能性が高いため注意が必要）。
施工業者の経験の豊富さや技術次第で、強度や外見に大きな影響を与えると言っても過言ではない。近年打放しの建造物が多いが、常に外気・水・日光、そして視線に晒されるので、業者の慎重な選定が必要である。
[編集] コンクリートの変状種類
- 初期欠陥
- 経年劣化
- 構造的変状
- たわみ
- 変形
- 振動
[編集] 複合的要因によるコンクリートの劣化事象
[編集] コンクリートの劣化機構
コンクリートはメインテナンスフリーの材料と称される時代があったが、実際には様々な原因によって劣化を生じる。以下に主な劣化機構を挙げる。
- 荷重の増大と設計
- 建築環境の影響
- 材料の品質と選択
- 人員（現場作業員）の質
- 実際に施工する人員の工法にたいする無知、怠慢によるもの。
- アジテータトラックから現場への搬出時に、作業を容易にする目的で現場作業員が勝手に生コンに水を加え（一部の現場では、水を加えることをのませると呼んでいる。要は不法加水）、結果として想定していた強度や耐久性が不足し、表面の剥離を起こす。（中国自動車道や山陽新幹線のトンネルで起こった天井剥離等、「しゃぶコン」とも言う）
- 現場作業員により廃棄物を混入させられる事がある。これは、廃棄物を混入する事により廃棄する手間とコストを省く行為である。よく混入させられる廃棄物に、「空き缶」「タバコ」「ガラ」等があり、悪質なものでは木製建築廃材などが混入させられる。（例：阪神高速の鉄筋コンクリート製陸橋柱）
[編集] コンクリートの検査
[編集] 施工時に行う検査
工事規模により必要性があれば受入検査として、要求品質の適合性確認として一般的にスランプ試験、空気量試験、塩化物量試験、後日試験の強度試験用の供試体の採取を行う。 小規模工事の場合、これら受入検査を割愛し、JIS適合性の確認のみの場合もある。
[編集] 単位水量試験
耐久性能等の確認のために使用される試験方法で、打設されるコンクリートの水量を具体的数値にする検査。水セメント比により強度が決定される性質上、使用される水量が打設前に分かれば強度低下の危険性を従来より、より安全に回避することを目的として策定された。 現時点では一本化された試験方法が無く、様々な試験方法が立案されている(電子レンジ法、RI法、エアメーター法等)どれも一長一短があり、なおかつ同一試料で別々の試験を行った場合、違う数値となることもある、標準化を模索中の試験法である。
[編集] 非破壊検査
非破壊検査には外観検査と内部検査とがある。
[編集] コンクリートの維持管理計画
初期点検、劣化予測、要求性能の評価・判定、対策、点検、記録をする必要がある。
[編集] 特殊なコンクリート
一般的なコンクリート（普通コンクリート）以外に、以下のように特殊な目的に用いられるコンクリートがある。
- 高強度コンクリート
- 高層建築や大スパン建築の実現のために開発された、普通コンクリートよりも強度の高いコンクリート。高強度コンクリートは設計基準強度は36N/mm²～、超高強度コンクリートでは60N/mm²超のものもある。
- 硬化時に内部の気泡を減少させて密度を高めているが、近年地震時などの火災熱により内部の水分が気化膨張して破裂する「爆裂」の危険が指摘され（通常のコンクリートは気泡が水分の逃げ道となる）、2000年頃よりポリオレフィン系の繊維などを混入して高温時に水分の逃げ道を生じさせる対策が行われている。
- 遮蔽コンクリート
- 鉛などの比重の大きな金属や高密度の骨材を用いるなどの方法で、放射線遮蔽機能を持たせたコンクリート。放射性廃棄物の容器、原子力施設の一部、核シェルターなどに用いられる。なお、コンクリート自体もガンマ線・中性子線等の遮蔽能力を有するが、遮蔽コンクリートはそれを更に強化したものである。重量コンクリートとも呼ばれる。
- 軽量コンクリート
- 軽量骨材などを用いて普通コンクリートよりも密度を軽くしたコンクリート。普通コンクリートよりは強度が劣るとされる。強度をさほど必要とせず、重量を節減したいシンダーコンクリートなどの箇所に用いる。超軽量コンクリートの中には比重1.0以下で水に浮くようなものも開発されている。
- 緑化コンクリート
- 直接植栽のできるコンクリートであり、屋上緑化や壁面緑化、河川の護岸工事等に用いられる。粗骨材の間に空隙を持たせ、根・空気・水が通るようになっている。
- 水密コンクリート
- 高い水密性を求められるプール・水槽等に使用されるコンクリートである。
[編集] 参考文献
- 『コンクリートが危ない』小林一輔、岩波新書、1999年 ISBN 9784004306160
- 『コンクリート診断技術'09』（社）日本コンクリート工学協会、2009年
- 『コンクリート工学―微視構造と材料特性』技報堂出版、1998年 ISBN 9784765515955
- 『コンクリートのはなし〈1〉』藤原忠司・宮川豊章・長谷川寿夫・河井 徹、技報堂出版、1993年 ISBN 9784765543873
- 『コンクリートのはなし〈2〉』藤原忠司・宮川豊章・長谷川寿夫・河井 徹、技報堂出版、1993年 ISBN 9784765543880
- 『良いコンクリートの原点―単位水量の管理』吉兼 亨、セメントジャーナル社、ISBN 9784915849244
- 『良いコンクリートを打つための要点 改訂第5版』土木施工管理技術研究会、ISBN 9784886150653
- 『わかりやすいセメントとコンクリートの知識』山田順治・有泉 昌、鹿島出版会、ISBN 9784306020924
- 『仕事がひろがるコンクリートの話』安藤哲也著・種田匡延編集、セメントジャーナル社、ISBN 9784915849480
- 『コンクリートものがたり―コンクリートの文化史』山田順治、文一総合出版、ISBN 9784829911228
- 『新世代コンクリートー 高流動、高強度コンクリートなど』安藤哲也、セメントジャーナル社、ISBN 9784915849046
- 『コンクリートハンドブツク』吉田徳次郎、養賢堂、1949年 ASIN: B000JBJXA8
[編集] 関連項目
- 石材
- セメント
- 鉄筋コンクリート（RC） - プレストレスト・コンクリート（PC）
- プレキャストコンクリート（PC,PCa） - プレパックト
- モルタル
- レイタンス
- コールドジョイント
- 白華
- 古代コンクリート
- 打放しコンクリート
- 蛇カゴ
- 混和材料
- コンクリート工 - コンクリートの製造・施工過程を詳しく記述
- プレクーリング工法
- 関連学問： 土木工学 - 建築学 - 材料工学 - 材料力学 - コンクリート工学
- コンクリートで始まる記事の一覧
[編集] 外部リンク
最終更新 2009年10月26日 (月) 07:16 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
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