アルミニウムの性質は？1分でわかる意味、用途、特徴
この記事の要点
アルミニウムは軽量・高強度・耐食性に優れた建築材料です。
ヤング係数は鋼の1/3程度、比重は2.70（鋼の約1/3）で、線膨張係数は鋼の2倍程度です。
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アルミニウムは建築材料として使える金属の１つです。
構造部材として使うことも可能です。
アルミニウムの性質は、軽量、高強度、耐食性に優れることです。
今回は、アルミニウムの性質、意味、用途、特徴について説明します。
アルミニウム建築については、下記が参考になります。
その他の建築材料は、下記が参考になります。
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アルミニウムの性質は？
アルミニウムの性質を下記に整理しました。
軽量かつ高強度
ヤング係数は鋼の1/3程度
耐食性が高い
線膨張係数が鋼材の2倍程度
熱伝導率が鋼の3～5倍程度、溶接変形が起きやすい
まず鋼に比べて軽量です。強度も高く、比強度は鋼より高いです。※比強度の意味は、下記が参考になります。
比強度とは？1分でわかる意味、単位、読み方、求め方、鉄、コンクリート、木材、アルミ
一方、ヤング係数は鋼の1/3程度です。梁部材として使う場合、鋼をアルミニウムに置き換えるメリットが少ないです（変形による影響が大きいからです）。
トラス部材など、変形量が少ない構造形式ではアルミニウムのメリットが大きいです。
アルミニウムと鋼の比重を下記に整理しました。
アルミニウム ⇒ 2.70
鋼 ⇒ 7.85
アルミニウムは、鋼の1/3程度の比重ですね。また、耐食性の高いので、腐りにくい材料です。下記も参考になります。
アルミの比重は2.70（単位なし）｜鉄7.85の1/3・ステンレス7.93との比較
アルミニウムのデメリットとして、線膨張係数、熱伝導率が高いことが挙げられます。線膨張係数が大きいので、熱変形が鋼よりも大きいです。また、熱伝導率が高いので、溶接による変形がおきます。
アルミニウムは機械接合を行うことが多いので、溶接をする際は注意が必要です。※機械接合の意味は、下記が参考になります。
アルミニウムの性質と用途
アルミニウムは、軽量かつ高強度という特性を活かして、飛行機の機体として利用されます。建築では、開口部のサッシとしての用途が主流です。ただ、現在は建築物の構造部材として使えます。
まだまだアルミニウム建築の実例は少ないですが、今後の利用が期待されます。アルミニウム建築は下記の記事が参考になります。
アルミニウムの性質と特徴
アルミニウムの性質を前述しましたが、下記の特徴を覚えてください。
- ・軽量かつ高強度、耐食性に優れる材料
ただし、鋼よりもヤング係数が劣るので、変形が大きい部材をアルミニウムに置き換えるのはメリットが少ないです。
アルミニウムの性質を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 比重 | 2.70（鋼の約1/3） | 軽量化に有利 |
| ヤング係数 | 70,000N/mm2（鋼の約1/3） | 変形しやすいため梁には注意 |
| 耐食性 | 酸化皮膜による自己防食 | 建築・自動車など多用途 |
まとめ
今回はアルミニウムの性質について説明しました。
意味が理解頂けたと思います。
アルミニウムは、鋼よりも軽量です。
また高強度かつ耐食性に優れています。
その他、アルミニウムは鋼とは異なる性質を持ちます。
理解してくださいね。
下記の記事も併せて参考にしてください。
アルミの比重は2.70（単位なし）｜鉄7.85の1/3・ステンレス7.93との比較
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理解度チェック
アルミニウムの主な性質を説明してください。
答えを見る
アルミニウムは軽量かつ高強度で、耐食性に優れた金属です。比重は2.70で鋼（7.85）の約1/3と軽く、比強度は鋼より高い材料です。
アルミニウムのヤング係数は鋼と比べてどうか、梁部材への適否とともに説明してください。
答えを見る
アルミニウムのヤング係数は鋼の1/3程度（約70,000N/mm2）です。そのため変形が大きくなり、梁部材として鋼をアルミに置き換えるメリットは少ないです。一方、変形量の少ないトラス部材などではメリットが大きくなります。
アルミニウムのデメリットと、溶接時の注意点を説明してください。
答えを見る
線膨張係数が鋼の2倍程度と大きく熱変形が大きいこと、熱伝導率が鋼の3〜5倍程度と高いことがデメリットです。熱伝導率が高いため溶接による変形が起きやすく、アルミは機械接合を行うことが多いので溶接時は注意が必要です。
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- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
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