Question 1

コンクリートはどのような仕組みで固まるのか？

Accepted Answer

コンクリートはセメント、砂、砂利に水を混ぜて作られる 水分が蒸発・乾燥して固まるのではなく、セメントと水が化学反応を起こして結晶化することで固まる ケイ素やカルシウムと水が反応してナノレベルの針状結晶が絡み合うため、水中でも固まり高い強度を持つ 「コンクリート」の語源は、微細な結晶が成長して絡み合っていく様子を表す「共に成長する」という意味に由来する

Question 2

古代ローマのコンクリートが2000年以上も崩れないのはなぜか？

Accepted Answer

2023年の研究により、古代ローマのコンクリートには自らひびを塞ぐ「自己修復機能」があったことが判明した 製造時に混入した未反応のカルシウムの白い塊が内部に存在している ひび割れから水が入るとカルシウムが溶け出して再結晶化し、自動的にひびを埋める仕組みになっていた 現代のように内部を劣化させる鉄筋が入っていないことも、長期にわたり崩れない要因である

Question 3

鉄筋コンクリートはどのように誕生し、なぜ現代のものは寿命が短いのか？

Accepted Answer

1867年にフランスの庭師が、頑丈な植木鉢を作るために鉄網とコンクリートを組み合わせたのが始まりである 引っ張る力に弱いコンクリートを鉄で補強したことで、近代の高層ビルや橋などの巨大建築が可能になった 一方で、経年劣化により内部の鉄筋が錆びて膨張し、内側からコンクリートを割ってしまう弱点がある 巨大な構造を造るために鉄筋が必要不可欠である一方、寿命が約50年程度に縮まるトレードオフを抱えている

Question 4

コンクリートの大量消費が引き起こしている環境・資源問題とは何か？

Accepted Answer

セメントの原料である石灰石を高温で焼く工程などにより、セメント産業だけで世界のCO2排出量の約8%を占めている 砂漠の砂は細かすぎて使えないため、コンクリートに適した砂の乱獲による世界的な「砂不足」や違法採掘が起きている 世界の資源採掘の約30%がコンクリート用途に消費されており、環境への負荷が非常に大きい 中国がわずか3年間でアメリカの20世紀全体の消費量を超えるセメントを使うなど、急速なインフラ建設で消費が激増している

Question 5

課題解決に向けてどのような未来のコンクリートが研究されているか？

Accepted Answer

水が浸入すると目覚めた細菌が代謝によって炭酸カルシウムを生成し、ひびを塞ぐ「バクテリアコンクリート」の開発 古代ローマのコンクリートを参考にした、自己修復機能を持つコンクリートの商業化に向けた研究 大気中のCO2を吸収しながら固まる「カルシウムカーボネートコンクリート」など、脱炭素に貢献する新素材の開発 コンクリートの高耐久化や新素材の導入により、製造・補修に伴う環境負荷の低減が期待されている

Podcast振り返り

269. 世界を覆うコンクリートの科学！セメントの仕組みと未来の風景を考える。

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