コンクリートとセメントの違いは?

コンクリートとセメントの主な違いは、コンクリートは水、骨材、セメントでできた複合材料であることです。セメントは、石灰岩やその他の鉱物でできた非常に細かい粉末で、水を吸収し、コンクリートを結合する結合剤として機能します。セメントはそれ自体が建築材料ですが、コンクリートはセメントなしでは作れません。この 2 つの用語はしばしば誤って同じ意味で使用されますが、コンクリートとセメントは明確に別の製品です。

セメント

セメントは、石灰岩、カルシウム、シリコン、鉄、アルミニウムなどから作られています。この混合物は大きなキルンで約 2,700°F (1,482°C) に加熱され、ビー玉にほぼ似たクリンカーとして知られる製品を形成します。これらを粉末に粉砕し、石膏を加えて、セメントとして知られる灰色の小麦粉のような物質を作ります。セメントに水が加えられると、硬化を可能にする化学プロセスが開始されます。

ポルトランドセメント

セメントにはさまざまな種類がありますが、建設で最も一般的に使用されているのはポルトランドセメントです。英国のジョセフ アスプディンは、1700 年代に建築材料を開発しました。彼は、粘土を石灰岩に加えて混合物を過熱すると、得られた混合物がどこにでも硬化することを発見しました。ポルトランドセメントは水硬性セメントの一種で、水を加えると、水の量に関係なく化学反応が始まります。これにより、セメントは水中で硬化し、湿った状態でも強度を維持できます。異なるタイプの水硬性セメントは、主にコンクリートとモルタルで使用されます.

コンクリート

対照的に、コンクリートは、セメントを使用して、骨材とも呼ばれる砕石、岩石、および砂を結合する組積造材料です。セメントは、コンクリートの総質量の 10% から 15% を占めています。正確な比率は、作られるコンクリートの種類によって異なります。骨材とセメントを水で完全に混合すると、化学反応が始まり、セメントが硬化して固まります。これが起こる前に、コンクリート混合物を型に流し込んで、ブロックやスラブなどの特定の形状に硬化させることができます.

コンクリートが固まるまでの時間は、混合物に加える石膏の量によって異なります。この時間は、塩化カルシウムを追加することで加速するか、砂糖を追加することで遅くすることができます.これらの化合物は、コンクリート セットとして形成される硬化結晶の発達に影響を与えることによって機能します。凍結および解凍条件にさらされるコンクリートには、ひび割れを防ぐために追加の化学物質が追加される場合があります。

コンクリートとセメントの比率

コンクリートの特性は、混合物中の骨材とセメントと水の比率に大きく依存します。水とセメントの比率が最も重要です。水が少なすぎるとコンクリート混合物が扱いにくくなり、多すぎると最終製品が弱くなります。この比率は次の式で計算されます:

この計算では、r は比率、q_H2O です。 は米ガロン単位の水の量で、W_c ポンド単位のセメントの重量です。コンクリートが硬化するには少なくとも 0.25 の比率が必要ですが、ほとんどの用途では 0.35 から 0.4 の値が一般的です。

骨材も重要です。骨材はコンクリート ミックスの 60% 以上、場合によっては最大 80% を占めるからです。岩が大きいほど必要なコンクリートが少なくて済みます。つまり、必要な水が少なくなり、より強力な最終製品を作ることができます。骨材はセメントよりも安価であるため、割合が高いほどコストを下げることができます。一般的に言えば、優れた骨材には、特定の平均サイズと最大サイズを持つ、さまざまなサイズの岩石の組み合わせがあります。これらの石は清潔で耐久性があり、水を吸収する粘土やその他の鉱物を含んではいけません.

コンクリートの高い岩石含有量は非常に耐久性が高く、スイミング プールのデッキ、高層ビル、地下鉄、街灯柱、歩道、私道、道路でよく使用されます。コンクリートとセメントの成分はどちらも地球上で最も豊富にあり、どちらもリサイクルできます。ただし、セメントの生産には大量のエネルギーが必要です。これは、高温が必要なためであり、業界は二酸化炭素排出量への貢献について批判されてきました.