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zoom RSS 古代ローマの遺跡をヒントに超寿命コンクリートを開発

<<   作成日時 : 2014/06/08 18:52   >>

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「賢者は歴史に学ぶ」とはよく使われる言い回しであるが、この言い回しは科学技術の世界にも通用するようだ。

今回は100年前の北海道での歴史「小樽港北防波堤」(小樽市)を学び直したといったところか。

身近にある(日本にたくさんある)火山灰を使いこなして寿命の長いコンクリートが作れるならば、一石二鳥である。比重については触れられていないが、同じ体積、同じ強度で軽いコンクリートが作れれば、建築の幅がさらに広げられる。一石三鳥は可能なのだろうか。


SankeiBiz 6月4日

火山灰で「長寿命コンクリ」製造 北海道の独法、ローマ遺跡ヒントに

 古代ローマの技術をヒントに、火山灰をセメントに混ぜて長寿命のコンクリートを製造する研究が北海道で進んでいる。砂の節約になるだけでなく、強度はそのまま、中の鉄筋の劣化が遅くなる特長があり、実用化に向けて配合の「ベストミックス」が探られている。

 コンクリートは強アルカリ性を帯び、鉄筋をさびから守る。ところが空気中の二酸化炭素(CO2)と反応して中和が進み、中性に近づくと、波や風による塩害と相まって鉄筋の腐食が始まる。また、セメントと混ぜる砂は全国的に枯渇気味だ。

 地方独立行政法人「北方建築総合研究所」(北海道旭川市)の谷口円主査(42)らのチームは、コンクリートに火山灰が使われていたローマ帝国時代の遺跡や、約100年前に整備された「小樽港北防波堤」(小樽市)を参考に、砂の半量を大雪山系などの火山灰に代えてみた。

 すると、強度は変わらず、中性化にかかる時間が従来品の約1.7倍に延びることが分かった。火山灰の含有物がセメントと反応して生まれた成分がコンクリートにある微細な穴を塞ぎ、外気や塩の侵入を防いでいるとみている。



火山灰(Wikipedia)

火山灰の資源としての利用

古代ローマ時代、建材として使われていたコンクリートには、火山灰が使用されていたと言われるが、その方法は現代に伝わっていない。しかしながら、現在、コンクリートの骨材として火山灰を利用する方式が考案され、実用化に向けて研究が進められている。最近では、住宅用建材としてシラス壁といわれる壁材が火山灰を主原料としてつくられている。


コンクリート(Wikipedia)

歴史

ローマ帝国でのローマン・コンクリート (Opus caementicium) は、生石灰、ポゾラン(「ポッツオーリの土」と呼ばれる火山灰)、骨材としての軽石から作られていた。ローマ建築に広く使われて建築史上の画期をなし、石やレンガに制限されない自由で斬新な設計の建築が可能となった。

古代ローマ人にとってコンクリートは新たな革命的な材料だった。アーチやヴォールトやドームの形状にすると素早く固まって剛体になり、石やレンガで同様な構造を作ったときに問題となる内部の圧縮や引っ張りを気にする必要がなかった。

最近の評価によると、ローマン・コンクリートは現代のポルトランドセメントを使ったコンクリートと比較しても、圧縮に対する強さは引けを取らない(約200 kg/cm2)。しかし、鉄筋が入っていないため、引っ張りに対する強さは遥かに低く、したがって使い方も異なる。

ローマ建築ではコンクリートが多用されたため、今日も多くの建築物が残っている。ローマのカラカラ浴場などは、コンクリートの耐用寿命の長さを示している。古代ローマ人はローマ帝国中に同様のコンクリート建築を建設した。ローマ水道やローマ橋の多くは、コンクリートの構造を石で覆っており、同様の技法はコンクリート製ドームのあるパンテオンでも使われている。

コンクリートの製法は約13世紀の間失われていたが、1756年、イギリスの技術者ジョン・スミートンがコンクリートに水硬性石灰(骨材は小石やレンガの破片)を使うことを考案した。

現代の研究者も、コンクリートになんらかの素材を添加することで、強度や電気伝導性を高くするなど、コンクリートの性質を改善する実験をおこなっている。



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