概要
コンクリートは押されるのに強く、引かれると割れる。鉄は逆である。両者を組み合わせれば、どちらの弱点も消える。しかも熱膨張率がほぼ同じで、アルカリ性のコンクリートが鉄を錆から守る。パリの造園業者ジョゼフ・モニエは、割れない植木鉢を作ろうとして、金網を入れたモルタルを試し、1867年に特許を得た。原理は後にドイツとフランスの技師が構造力学として整理する。二十世紀の建物のほとんどが、この組み合わせで建っている。
場所
48.86°N 2.35°E · フランス
関わった人(1)
ジョゼフ・モニエAD1823年11月8日–AD1906年3月13日 · 特許を得た本文
**性質**。
(——**コンクリート**。
〈**——**圧縮に、**極めて、強い**。
**——**引張に、**極めて、弱い**。
**〈——圧縮強度の、**十分の一程度**しかない。〉**
**——**だから、**梁として、水平に架けると、**下側が引かれて、割れる**。〉
**——**鉄**。
〈**——**引張に、**強い**。
**——**そして、**細い棒は、**圧縮すると、座屈する**(曲がる)。〉
**——**組み合わせる**。
〈**——**引かれる側に、**鉄の棒を、入れる**。
**——**押される側は、**コンクリートが、受け持つ**。〉)
**そして、三つの偶然**。
(——**この組み合わせが、**うまくいくのは、**三つの性質が、たまたま、揃っているから**である**。
〈**(1)**熱膨張率が、**ほぼ、同じ**。
**〈——コンクリート、**約10×10⁻⁶/℃**。**
**鉄、**約12×10⁻⁶/℃**。**
**——温度が変わっても、**剥がれない**。**
**——もし、大きく違えば、**季節ごとに、内部が壊れる**。〉**
**(2)**付着する**。
**〈——セメントが、**鉄の表面に、化学的にも、機械的にも、食いつく**。**
**——そして、**異形鉄筋**(表面に節がある)**で、さらに強くする。〉**
**(3)そして——**コンクリートが、**鉄を、錆から守る**。
**〈——固まったコンクリートの中は、**pH 12から13**の、強アルカリである。**
**——その環境では、**鉄の表面に、**極めて薄い、緻密な酸化物の膜**(不動態皮膜)**ができる。**
**——そして、それ以上、錆びない。〉**〉
**——**もし、この三つのどれかが、欠けていれば、**この材料は、成立しなかった**。〉)
**モニエ**。
(**ジョゼフ・モニエ**(1823〜1906年)。**造園業者**である**。
〈**——**技師ではない**。**理論を、持っていない**。〉
**問題**。
〈**——**橙の木を植える、**大きな鉢**。
**——**当時、**木の桶か、**素焼きの鉢**である**。
**——**木は、腐る**。**素焼きは、**根の力と、冬の凍結で、割れる**。〉
**——**彼は、**モルタルで作ってみた**。
**——**割れた**。
**そして、**金網を、中に入れてみた**。
**——**割れなくなった**。
〈**——**なぜかは、**分からなかった**。
**——**「網が、押さえているのだろう」**、という程度の理解である**。〉
**1867年7月16日、**特許**(「移動可能な、鉄と、セメントを組み合わせた、園芸用の桶」)。
**そして、**その後、**次々に、特許を広げた**。
〈**1868年——**管と、貯水槽**。
**1869年——**板**。
**1873年——**橋**。
**1878年——**梁**。〉
**——**そして、**1875年、**シャズレの城の庭に、**世界初の鉄筋コンクリートの橋**を、架けた**。
**〈長さ、約16メートル。**
**——いまも、残っている。〉**〉)
**理論**。
(——**モニエは、**理論を、持っていなかった**。
**そして、**それを、作ったのは、**ドイツの技師たち**である**。
〈**——**1879年、**グスタフ・アドルフ・ヴァイス**(ドイツの建設業者)が、**モニエの特許を、買った**。
**そして、**試験をした**。
**——**そして、**モニエの理解が、間違っていること**に、気づいた**。
**〈——モニエは、鉄網を、**部材の中央**に置いていた。**
**——それでは、**引張に、効かない**。**
**——**引かれる側の、縁の近く**に、置かなければならない。〉**
**——**ヴァイスが、**それを、正した**。
**そして、**マティアス・ケーネン**が、**1886年、**計算の方法を、発表した**。
**——**「モニエ=ヴァイス方式」**として、ドイツで広まった**。〉
**フランス**。
〈**——**フランソワ・エンヌビック**(1892年の特許)。
**——**柱、梁、床を、**一体として打つ**方式**。
**そして、**梁の中で、**鉄筋を、途中で、上へ曲げる**。
**〈——せん断力に、対応するためである。**
**——「エンヌビック式」。〉**
**——**そして、彼は、**極めて、商売がうまかった**。
**〈——ヨーロッパ中に、**フランチャイズの網**を作った。**
**——1900年代初頭で、**数千件の建物**を、手がけた。〉**〉)
**そして、二十世紀**。
(——**鉄筋コンクリートが、**建築の、標準になった**。
〈**——**安い**。**——材料が、どこにでもある**。
**——**火に、強い**。**〈鉄骨は、火災で、軟化する。**
**——コンクリートで、覆えば、守れる。〉**
**——**そして、**自由な形が、作れる**。〉
**建築家たち**。
〈**オーギュスト・ペレ**——**フランクリン街のアパート**(1903年)。
**ル・コルビュジエ**——**「ドミノ・システム」**(1914年)。
**〈——柱と、床板と、階段だけ。**
**——壁が、構造から、解放される。〉**
**フランク・ロイド・ライト**——**落水荘**(1937年)。
**そして、**丹下健三、安藤忠雄**。〉)
**そして、寿命**。
(——**問題**。
〈**——**「不動態皮膜」は、**壊れる**。
**(1)**中性化**(炭酸化)。
**——**空気中の二酸化炭素が、**コンクリートに、染み込む**。
**——**水酸化カルシウムと反応して、**炭酸カルシウムになる**。
**——**pHが、下がる**。
**——**そして、**鉄が、錆び始める**。
**〈——数十年で、**表面から、数センチ**、進む。〉**
**(2)**塩化物**。
**——**海の近く**。**そして、**凍結防止剤(塩)を撒く道路**。
**——**塩化物イオンが、**不動態皮膜を、局所的に、破る**。
**(3)そして、**錆びると、**体積が、二倍以上に、膨れる**。
**——**コンクリートを、**内側から、割る**。
**〈「爆裂」。〉**
**——**そして、**割れ目から、さらに、水と塩が、入る**。〉
**——**つまり、**鉄筋コンクリートには、**寿命がある**。
〈**——**設計上、**50年から100年**とされる**。
**——**そして、**20世紀後半に、大量に建てられたものが、**いま、その時期に来ている**。
**〈——アメリカの橋。**
**——日本の高度成長期の高速道路と、上下水道。**
**——「インフラの老朽化」。〉**
**——**そして、**ローマのコンクリートは、**二千年、立っている**。
**〈——鉄が、入っていないからである。**
**——鉄筋が、**強さと引き換えに、寿命を、持ち込んだ**。〉**〉)