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  株式会社第一技研 コンクリートについて「コンクリート」について  
   
      株式会社第一技研 コンクリートの定義「コンクリート」の定義
 言葉としての意味は「結合体」(粒子状の材料を結合材で、一体化したもの)を意味します。
 一般的にはセメントを結合材としたものをコンクリートと呼びますが、結合材としてはアスファルト、
 樹脂(レジン)などが他にあります。
 (アスファルトコンクリートと言う言葉に聞き覚えがありませんか?)
 ここではセメントを使ったセメントコンクリートのみに絞ります。(以降コンクリートと表記)

    株式会社第一技研 鉄筋コンクリートとプレストレストコンクリートについて鉄筋コンクリートとプレストレストコンクリートについて
 鉄筋コンクリートとは、6〜51mmの表面に凹凸をつけた鉄の棒
(鉄筋)によってコンクリートを補強したものです。
 では、なぜ補強が必要なのでしょう?
 それは、一見固そうに見えるコンクリートですが、引張力に弱
いという欠点を持っているからです。
 コンクリートが図のように曲げの力を受けるとき、
  ・上縁に「圧縮力」   ・下縁に「引張力」
の力が発生します。
  
 コンクリートは引っ張りに弱いので補強しなければ簡単に折れ
てしまいます。
 そこで、引張力に抵抗する引張鉄筋が必要になります。
  
 鉄筋を入れることで引張力に対してもねばり強い部材となりま
すが、ただし、引張鉄筋もただ入れれば良いわけではなく、鉄筋
が多すぎると今度はせん断破壊が発生します。
 このため、図のように引張鉄筋とあばら状のせん断補強鉄筋を
併せて配置するのが普通になっています。


株式会社第一技研 破壊   

株式会社第一技研 せん断ひび割れ
   
   
       鉄筋とコンクリートは非常に相性が良く、
  ・鉄筋は引張に強く(コンクリートの約100倍)、コンクリートは圧縮に強い
  ・コンクリートと鉄筋の熱膨張係数はほとんど同じ(同様に膨張収縮するので熱による害が少ない)
  ・コンクリート自体はアルカリ性で鉄筋が錆びるのを防ぐ
  ・コンクリートは耐火性能が高いので、熱に弱い(強度が低下する)鉄を保護できる
 など、鉄筋+コンクリートは理想的な組み合わせと言えます。
 
 一方、プレストレストコンクリートとは、鉄筋コンクリートの鋼材にあらかじめ応力を与えることに
よって、より大きな外力に抵抗できるようにした鉄筋コンクリートです。
 具体的にはPC鋼材を使用して、引張力が発生する部分にあらかじめ圧縮力を導入します。
 鉄筋コンクリートよりも強度を確保できるので、長大で軽量・スレンダーな構造が可能です。
 また、分割施工後にプレストレスを導入することで一体化させることができるなど、施工性の面におい
ても非常に幅広い活用が可能です。
  
 (使用例)
   ・橋梁  (道路橋・歩道橋・鉄道橋・水路橋・モノレール)
   ・舗装関連 (空港舗装など)
   ・防災構造物 (ロックシェッド・スノーシェッド・シェルター)
   ・容器構造物 (貯水槽・処理漕・各所貯蔵タンクやサイロ・原子炉格納外壁)
   ・海洋構造物 (防波堤・バージ)
   ・その他 (パイル・カルバート・矢板・大型建築物の梁)

      株式会社第一技研 年表鉄筋コンクリートとプレストレストコンクリートの始まり
   
1850 フランスのランボー(Lambot)により、セメ ントモルタル内に鉄を入れた小船(鉄筋コンクリートの船)が考案・作成される。
(世間に公開されたのは1855年パリ博覧会出典時)  
1867 フランスの造園師・ジョセフ・モニエ(Monier)が鉄筋コンクリートの特許を取得
(セメントモルタルの植木鉢を鉄綱で補強することを発明、その後改良を加えて特許を取得に至る) 
1868,9
1873
モニエがRC製の管と貯水槽を作成
翌年「RC床版」の特許を取得
1873年、「RC橋」の特許を取得 
1875 シャルレ(Charellet)の城前公園に、「ドイー橋」を架設
(史上初のRC橋/スパン:16.5m 幅員:4.0m 形式:アーチ橋) 
1886 ドイツのケーネン(M.Koenen)らにより鉄筋コンクリート構造の強さの計算方式が発表  
1800年代末 フランスのオネビイツタ(Honnebique)によってRCの基本部分が考案・完成される
(T型断面桁、スターラップ、折曲鉄筋)  
1903 田部朔郎によって日本初のRC橋が架設
(琵琶湖疎水にメラン式弧型の桁橋【スパン約7.2m】 )       

1886 アメリカの技術者・ジャクソン(P.H.Jackson)が、コンクリート部材にプレストレスを導入する方法を発明。 ただし、材料強度の不足で失敗 
1886 ドイツのドーリング(W.Dohring)が、プレキャスト・コンクリート板を鋼板で締め上げることによる一体構造化を試み、特許を取得。 
1906 ドイツのケーネン(M.Koenen)がコンクリート梁に普通硬鋼を用いて緊張力を加える実験を行う。時間経過と共に圧縮応力の効果が消失することを確認 
1906 フランスのフレシネー(E.Freyssinet)がRCに圧縮力を人工的に作用させる試みを始める。 
1926 フレシネー(E.Freyssinet)が高強度の鋼材を用いて4000kgf/cm2を越える引張強度をコンクリート打設前に与える方法を考案、特許出願。
PC技術を総合的に研究し、必要条件をまとめた。
これを契機に今日のプレストレストコンクリートの実用化が始まったと言える。 
1928 フレシネーがPCに関する原理特許を日本政府に出願。
しかし、当時の日本ではPCに関心を示すことはほとんど無かったようである。 
1939 フレシネーが鋼材の定着体と、鋼材の緊張を容易にする特殊ジャッキを考案。
これがPCが広範囲に利用される元となる。
また、日本でも紹介され、PC技術の研究が開始される。 
1940年代 第2次世界大戦中の鋼材不足と相まって、様々な構造物にPCが導入、建設される。
同時に各国で研究が進み、様々な方式が考案される。
1940 ベルギー:Magnel方式(鉄道PC枕木)
1948 アメリカ:Preload方式
1949 スイス:BBRV方式
1949 西ドイツ:ィビダーク(Dywidag)方式(鋼材に鋼棒を使用) 
1950 パリにおいて第1回のFIP国際会議が開催。
この時期に世界初の張出し施工によるPC橋が建設される。 
1952 日本国内初のPC橋が完成 (七尾市・長生橋・プレテンション桁) 
1955 土木学会「PC設計施工指針(案)」が制定
日本におけるPC設計・施工のバイブルとなる 
  
    株式会社第一技研 コンクリートに関わる用語コンクリートに関わる用語
  コンクリート(セメントコンクリート)
 一般的なコンクリートはセメントペーストに粗骨材と細骨材を練り混ぜて固めたものを指します。
 また、上記に「混和剤」という薬品を混ぜることで様々な特性を持たせることができる。
 
  
 #(セメント)コンクリート = ( セメント+水+混和剤 ) +粗骨材+細骨材
 


セメント
 一般的には水硬性(水と反応し固まる性質)セメントを指す。
 石灰石・粘土・珪石などを高温焼成して得られる焼結物塊を粉砕したもの。


セメントペースト
 セメント+水+混和剤 を練り合わせたもので、粗骨材・細骨材といった骨材を含まないものを指す


骨材
 基本的に粒径5mmを境に粗骨材と細骨材に分けられる。
 砂、砂利、砕砂、砕石、スラグ、ガラス、etcetc…用途により様々な材料が使われている。


モルタル
 セメント+水+細骨材(砂) を練り合わせたもの。きめ細かいコンクリート


混和剤
 凝固する際またはその後、コンクリートに様々な効果をもたらす薬品
 用途によって様々な混和剤が存在する。
 
 #例1:極端な気温下での製造のため
  寒中コンクリート:凍結への抵抗性を増す微細な空気を混入するAE剤を使用する場合がある
  暑中コンクリート:急激な凝固を防ぐため、固まるのが遅くなる混和剤を使用する場合がある
 
 #例2:施工性向上のため
  流動コンクリート:流動化剤を混合することによって、単位水量等を増やさずに施工をし易くする


鉄筋コンクリート(reinforced concrete)
 鉄筋で補強されたコンクリート。考案当時から基本部分に大きな変化は内が、鋼板を用いるなど
 現在でも発展を続けている。詳細は上記および前ページ参照。


プレストレストコンクリート(Prestressed Concrete
 コンクリートは引張りに対する強度が小さいため、引張力が生じる部分にひび割れが発生し易い。
 そのため、PC鋼線などを使用してその部分にあらかじめ圧縮力を導入したコンクリート。
 
  
   
   

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