購入した土地で建物の工事が始まりました。
台風や秋雨前線の影響で雨が多い今日この頃、雨の中でベース生コンの打設をする業者さんの姿に「建物の基礎となるのに強度は大丈夫なのか？」とコンクリートを濡らす雨に不安になりました。
小雨がぱらつく程度ならば不安にならなかったのですが、連日しとしと雨、時にザーザーと降ることも。
不安だったので建築会社の営業さんに聞いたら「雨が降っていても強度等に問題はない」とのこと。
今回はコンクリートの固まる原理について。
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コンクリートはよく使われる建材ですが、実はどうやって固まるのか、そのメカニズムは未だ解明されていないそうです。
そのため原理には諸説ありますが、共通しているのは「コンクリートは加水されたことで化学反応が起こって硬くなる」です。
コンクリートって乾いて硬くなるのでは？
[/word_balloon]そう勘違いしている人は多いです。
コンクリートに含まれるセメントが水と混ざって化学反応（水和または重合）を起こし、中に混ざっている石や砂利をくっつけて硬くなります。
コンクリートの主な成分は、砂、砂利、セメントです。
そこに水が入ります。
ミキサー車で運ばれてくるコンクリートやモルタルは既に水が入っているため、石や砂利がくっついて固まらないようにぐるぐる回されています。
水と反応して固くなる成分は「セメント」で、化学っぽく言うとセメントは「重合により効果する粉体」です。
このセメントは歴史の長い建材で、古代ピラミッドの建築にも利用されました（現代の水硬性セメントとは性質がやや異なる）。
現在の「水が入って硬くなるセメント」（水硬性セメント）は、
・雨の中でも作業したい
・港の建造に使いたい
・より強度のあるコンクリートが欲しい
こんな産業革命の要望に伴って改良・開発されたそうです（イギリスのレンガ積み職人が発明した「ポルトランドセメント」が代表的）。
「雨の中でも作業したい」「港の建造でも使用したい」「より強度のあるコンクリートが欲しい」など水硬性セメントは産業革命に伴う需要の拡大に応じるために開発されました。
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セメントが硬くなるメカニズムとして、水が加わるとセメントを構成する粒子が核となり、周辺の砂や砂利などを巻き込んで針状結晶のようになると言われています（諸説の1つ）。
針状結晶とは金平糖、栗のイガ、ウニの殻のようにツンツンして尖った結晶です。
この結晶が成長すると隣にあった結晶と複雑に絡み合う、これが硬化の原理と推測されています。
氷の結晶ができる過程みたいに顕微鏡で見られないの？
[/word_balloon]顕微鏡で見るには水のように透明であること（透過性）が必要です。
セメントには透過性がないので内部を見ることができません。
ふうん…じゃあ水を加え続ければ結晶化がどんどん進んで硬くなるの？
[/word_balloon]水を加えすぎると密度の低い、脆いコンクリートになってしまいます。
これは推測ですが、過剰な水で結晶が伸び過ぎ、結晶自体がもろく、結晶と結晶の間も距離ができてしまうからと言われています。
脆いコンクリートになるのを防ぐために、コンクリートを流し込むところはきちんと金型を作って固定し、過剰な水を排出するために重石をします。
砂や砂利をギュッと固めておくことで、針状結晶が巻き込む砂や砂利の量が増えます。
目に見えないのでこのあたりは経験則だとか。
ちなみに、コンクリートの場合は例え水の量が理想的でも、砂・砂利・セメントの粒の大きさや混ぜ方によって理想通りに固くならないことがあるそうです。
だからなのか、コンクリートの安全性（強度や脆性）にはある程度の幅があるそうです。
[su_label]ー この記事はここで終わりです －[/su_label]
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