コンクリート材料の不思議

コンクリート材料の不思議
野口貴文
いつから使われている?
• B.C. 7000年頃
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イフタフ(イスラエル)の遺跡
建物の床、面積 180m2、厚さ 30~80mm
石灰質の材料(石灰コンクリート)
密度 2.01~2.46g/cm3
圧縮強度 15~60MPa
• B.C. 3000年頃
– 大地湾遺跡(中国の中央部)
– 建物の床
– りょうきょう石(主成分:炭酸カルシウム、粘土含有)を焼
成後、水と固めて製造
– 圧縮強度 10MPa
いつから使われている?
• B.C. 2500年頃
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エジプト
ピラミッドの目地材(石材ブロックの設置)
石材ブロックの運搬時の摩擦低減
せっこう 70~90%、石灰石 8~17%、砂 2~8%
• B.C. 27年、A.D. 118~128年
– ローマ
– パンテオン
– 石灰モルタル(石灰、ポッツォラーナ(火山地帯の砂、多
量のシリカ))
– ドームの頂点の質量=基礎部分の2/3
いつから使われている?
いつから使われている?
いつから使われている?
• 1756年
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ジョン・スミートン(英)による水硬性石灰の発見
石灰石中に含まれる粘土分の効果
エディストーン灯台
英仏海峡の激しい波浪(水中で硬化、耐海水性)
• 1796年
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ジェームス・パーカー(英)によるローマンセメントの発明
粘土を含む石灰石を1100℃で焼成後、粉砕
イタリア産の赤褐色のポゾランに類似
硬化が早く、耐水性
いつから使われている?
いつから使われている?
• 1824年
– ジョセフ・アスプディン(英)によるポルトランドセメ
ントの発明
– ポルトランド島から算出される黄灰色石灰石(堅
牢、耐久性)に類似
• 1844年
– アイザック・チャールズ・ジョンソンによるポルトラ
ンドセメントの改良
– 1250℃以上の半溶融状態で焼成
いつから使われている?
• 1861年
– フランソワ・コワニエ(仏)による鉄網と鉄板で補強したコ
ンクリート床の発明
– 3階建ての私邸
• 1867年
– ジョセフ・モニエ(仏)によるモニエ式配筋法の発明
– 鉄網で補強したモルタル製の植木鉢
– 鉄筋コンクリート管、鉄筋コンクリート造円筒水槽、アーチ
橋
いつから使われている?
• 1875年
– 日本初のセメント工場(官営
深川セメント製造所)
– 江東区清澄1丁目
– 「本邦セメント工業発祥之地」
の記念碑
• 1881年
– 民営初の「セメント製造会社」
– 山口県小野田市大字小野田
6276
いつから使われている?
• 1905年
– 佐世保港内第一烹水
場・潜水器具庫
– 主体構造・鉄筋コンク
リート(柱間は煉瓦半枚
積み)
• 1908年
– 神戸和田岬の東京倉庫
(株)・D号倉庫平屋建
– 全鉄筋コンクリート造建
築
年間、どのくらい使用されている?
3,645,000,000 m3 (8,400,000,000 t)
資源として2番目に多い使用量
• セメントの生産量
– 1,600,000,000t
日本の生産量・使用量は?
• 生コンクリート:1億2,000万m3(2億7600万t)
• セメント
:5,600万t
• セメント生産量
– 中国 :5億8,620万t
– インド :1億161万t
– 米国 :8,786万t
日本の生産量・使用量は?
コンクリート1m3の値段は?
約10,000円
• セメント 1t
• 骨材1m3
:7,600円
:4,000円
1m3の重さは?
約2.3 t
• 鉄鋼
約7.8 t
• 木材
約0.35~0.7 t
• 石材
約1.4~2.8 t
原料は?
• セメント
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石灰石
粘土
珪石
鉄原料
その他
石こう
廃棄物
Local
Municipality Nonferrous
Construction
Waste plastics
Printing
Incineration ash,
Waste plastics
Building
Food product material
Waste diatomaceous
Earth,
Waste plastics,
Distillery residue,
Sludge
• 水
• 骨材
– 粗骨材(砂利、砕石)
– 細骨材(砂、砕砂)
Waste board,
Sludge
Molding sand,
Sludge, Slag,
Gypsum
Steel
Slag, EP ash
Chemicals
Sludge,
Waste plastics, Fishery
Gypsum
Cement
Petroleum
Waste clay, Sludge,
Waste oils,
Used catalysts,
DOC, FOC
Electric &
Electronic appliances
Sludge,
Waste plastics,
Used toner
Cartridges,
CFCs
metals
Sewage sludge,
Sludge generated by
Water purification,
Paper&Pulp Municipal waste,
Incineration ash
Sludge,
Incineration
ash
Textile
Sludge,
Waste plastics
Seashells,
Wastes
Automobile
Electric
power
Coal ash,
EP dust(ash),
Gypsum
Molding sand,
Paints residue,
Used tires
Agriculture
Waste plastics
Pachinko
Used
Pachinko
machines
なぜ固まる?
• 水和反応
2(3CaO・SiO2)+6H2O
→3CaO・2SiO2・3H2O+3Ca(OH)2
2(2CaO・SiO2)+4H2O
→3CaO・2SiO2・3H2O+Ca(OH)2
どのくらい強い?
1cm2で支えられる重さ(圧縮)
汎用品 :200~300kg
高級品 :1,000~1,500kg
特殊品 :3,000~5,000kg
• 鉄鋼
2,000~5,000kg
• 木材
200~500kg
リサイクルできる?
再利用
処分
1990
1990年度
1995
1995年度
2000
2000年度
0
1000
2000
3000
コンクリート塊排出量(万t)
4000
リサイクルできる?
リサイクルできる?
何故嫌われる?
• 民主党のマニフェスト
– 「コンクリートからヒト、ヒト、ヒトへ」
• 公立学校改革に着手し、月額1万6000円の「子ども
手当」を支給します。
固まりとしての魅力
Rohner Office Building
White Temple
複雑な形状にも対応
Simmons Hall
National Theater Okinawa
Auditorio de Tenerife
Torre Agbar
複雑な色・テクスチャも表現
Awaji Yumebutai
Eberswalde Technical School Library
構造物以外も作れる
コンクリート船
フェローセメントコンクリート船
未来のコンクリート
超高性能コンクリート
透明コンクリート