鉄筋コンクリートの特徴を解説

鉄筋コンクリートの特徴1:強度

コンクリートは圧縮に強く、引張に弱い(圧縮力:引張力=10:1)。曲げや引っ張りを受けると、簡単にひび割れが起こる。また鉄筋は引張に強く、圧縮に弱い。鉄筋は細い線状の材量であるから、圧縮を受けると簡単に座屈が起こる。反対の性質を持つコンクリートと鉄筋を組み合わせることで、圧縮と引張に強い構造を作ることができる。

鉄筋コンクリートの特徴2:耐久性

コンクリートは耐久性が非常に高い。しかし鉄筋は錆びてしまうと、十分な強度を持たなくなる。鉄筋コンクリートは、強いアルカリ性のコンクリートが、鉄筋の酸化を防ぐことで、鉄筋の腐食を防ぐ。鉄筋を守るコンクリートの厚さを調節することで、十分な耐久性を得られる。

鉄筋コンクリートの特徴3:熱による変形

夏と冬では30度の気温の変化があり、熱による膨張が起こる。もし熱による膨張に差がある材料を組み合わせると、歪が生じる場合がある。鉄筋とコンクリートは、熱による膨張の具合(熱膨張係数)が近く、気温の変化では問題が生じない。具体的には、鉄筋コンクリート1mに対して、膨張の差が0.01mm程度。

鉄筋コンクリートの特徴4:コスト

鉄筋コンクリート構造は、価格の高い鉄の使用量を抑えられる合理的な構造。鉄筋コンクリート柱の断面を見ると、コンクリートの割合が大きく、鉄筋の割合が小さいことがわかる。コンクリートは1㎥あたり2万円程度(≒1万円/トン)であり、鉄筋は1トンあたり10万円程度。鉄筋コンクリート構造は、圧縮をコンクリートで受けることにより、鉄筋の使用量を抑えられる合理的な構造といえる。

まとめ

鉄筋コンクリート構造は、いくつもの都合の良い性質を持つことから、建設材料として多く用いられてきた。その過程で、異形鉄筋やプレキャストコンクリートが登場した。また高強度のコンクリートが開発され、高層の建築物を鉄筋コンクリート構造で作ることが可能になりつつある。