コンクリートとセメントの違いは何ですか？
コンクリートとセメントの主な違いは、コンクリートが水、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、石灰石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バインダーとして機能します。 セメントはそれ自体で建築材料ですが、セメントなしではコンクリートを作ることはできません。 多くの場合、2つの用語は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分離された製品です。
セメント
セメントは、石灰石、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kiで約2,700°F（1,482°C）に加熱され、クリンカーとして知られる製品を形成します。これは、おおよそ大理石に似ています。 これらは粉末に粉砕され、石膏が追加され、セメントとして知られている灰色の小麦粉のような物質を作成します。 セメントに水が加えられると、水を固める化学プロセスを引き起こします。
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る種類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。石灰石に粘土を加えて混合物を過熱すると、得られたブレンドがどこでも固まることがわかりました。 ポルトランドセメントは水硬性セメントの一種です。つまり、水を加えると、水の量に依存しない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、湿潤状態でも強度を維持できます。 さまざまなタイプの水硬セメントは、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、コンクリートは石材であり、セメントを使用して砕石、岩、砂を結合し、骨材とも呼ばれます。 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、製造されるコンクリートの種類によって異なります。 骨材とセメントは水と完全に混合され、化学反応が始まり、セメントが硬化して固まります。 これが発生する前に、コンクリートミックスを型に流し込み、ブロックまたはスラブ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にかかる時間は、混合物にどれだけの量の石膏を加えるかによってある程度決まります。 この時間は、塩化カルシウムを追加することで加速したり、砂糖を追加することで遅くしたりできます。 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り機能します。 凍結および解凍条件にさらされるコンクリートには、ひび割れ防止に役立つ追加の化学物質が含まれている場合があります。
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。 水が少なすぎるとコンクリート混合物の取り扱いが難しくなり、多すぎると最終製品が弱くなるため、水とセメントの比率が最も重要です。 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は米国ガロンの水の量、W cはポンド単位のセメントの重量です。 コンクリートの硬化には少なくとも0.25の比率が必要ですが、ほとんどのアプリケーションでは0.35〜0.4の値が一般的です。
骨材もコンクリートミックスの60％以上、場合によっては80％を占めるため、重要です。 より大きな岩はより少ないコンクリートを必要とし、それはより少ない水しか必要とせず、より強い最終製品が作れることを意味します。 骨材はセメントよりも安価であるため、パーセンテージを高くするとコストを削減できます。 一般的に、優れた骨材には、特定の平均サイズと最大サイズのさまざまなサイズの岩の組み合わせがあります。 これらの石は清潔で耐久性がなければならず、粘土や水を吸収できる他の鉱物を含んではいけません。
コンクリートの岩石含有量が高いため耐久性が非常に高く、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両方の成分は地球上で最も豊富であり、両方ともリサイクルすることができます。 しかし、セメントの製造には大量のエネルギーが必要です。これは、高温が必要であり、二酸化炭素排出量への貢献について業界が批判されているためです。