建設工事のあれこれ

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WEBを見ていると、「コンクリートは砂利が入っているから強い」とか、「モルタルはコンクリートより弱い」とか目にします。

大きな間違いです。

いや、まったく間違いとは言いませんが。。。

セメントに水を混ぜたものを「セメントペースト」と言います。
通常のコンクリートやモルタルの強度はこの「セメントペースト」によると思ってください。
では、セメントペーストの強度は何が左右するか。
これは、　セメントに対する水の量　（水セメント比）　です。
簡単に言えば、セメントに対し、水が少ないほど、強度が増します。
もちろん「強度が発生するために必要な水量以上の中で」の話です。

水が少なければスランプの小さい（練りの固い）生コンになります。
極端な例でいえばダム建設。
ダム建設で使用する生コンは、ブルドーザで上を走行して敷き均しできるほど固いです。

ではなぜ砂、砂利といった骨材を入れるのでしょうね？
さて問題です。
砂利≦砂<セメント
これは何でしょう？
ヒントはホームセンターに行けば判ります。
・
・・
・・・・・・・
そう、価格です。
セメントは骨材より高〜い！

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骨材を入れる理由の一つとして、生コンクリートの価格を安くする為です。
セメントペーストで1m3練るにはセメントを大量に使用します。
さらにセメントを水で練ると、空隙に水が入り、ギュッと締まるので体積は減少します。
砂や砂利を入れる事により体積を嵩増しする事で安価にすることができるのです。
一般的に利用するコンクリートは、骨材の方が数倍以上強度で上回っていますので嵩増ししても強度が落ちる事はありませんが、強度が上がる事もありません。
理屈では、モルタルもコンクリートも、セメントペーストの強度が同じなら同じ強度という事になります。
ちなみにダム建設では骨材を現地の岩盤を砕いて利用し、粗骨材の大きさは拳大もあります。

コンクリート圧縮試験をするにはテストピースを作成します。
このテストピース、力が均等に加わる様、表面を平らにする作業があります。
どうすると思います？
平らに削る？
いやいやいやいや、
じつはセメントペーストで平らな表面を作るのです。
これをキャッピングと言います。
単なるセメントと水を混ぜたものです。
もし、砂や砂利といった骨材を入れなければ強度が小さいのであれば、すべてこの場所で破壊が起こってしまい、意味の無いものとなってしまいます。

セメントペーストやモルタルが弱いと思われる原因は配合の違いだと思います。
水が多すぎたり、骨材に対しセメントが少なすぎたり、極端に水が少ない（バサモル）など。

骨材を入れる理由はこれだけではありません。
セメントペーストには構造物と使用するには致命的な欠点があります。
それは、クラックが入り易い事です。
セメントは水と水和反応熱を生じるため、硬化する際は高温になります。
熱い物が冷めると？
そう、収縮する。
はい、クラック〜！！
水が減少すると？
うん、縮小する。
はい、クラック〜！！

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そう、強度があっても構造物としてはダメダメなんです。
これらを抑えるためには極力セメント―ペーストを減らすこと。
骨材を入れて嵩増しする事でセメントペーストを減らす事ができ、発熱や縮小を抑える事でクラックの発生を防いでいる訳です。
それでも橋台の様に分厚いコンクリート（厚いコンクリートを「マスコンクリート」と言います。）では水和熱により高温になりがちです。
そのため、少しでもクラックの発生を抑える工夫をします。

ですが、コンクリートが硬化する仕組みとして、発熱、縮小を生じる為、クラックは入るものだと思った方が良いです。