1. HOME > 構造力学の基礎 > 建築材料の種類

建築材料の種類

構造材料は4つしかありませんが、建築に使われる材料(建築材料)はとても沢山あります。今回は、建築材料の種類とその特徴を纏めました。

 

こちらの本が説明が分かりやすくておすすめです。建築学テキスト 建築構造力学〈1〉静定構造力学を学ぶ

 

古くから使われる建築材料

日本には古くから使われる建築材料があります。例えばレンガは、昔では構造材料として一般的に利用されていました。まずは、古くから使われる建築材料について勉強しましょう。


木材

(以下Wikipedia引用・再構成)

主に、住宅などで多く用いられる構造部材の一つしてあげられる。また、紙を生成するために必要な原材料でもある。


紙とは、植物などの繊維を絡ませながら薄く平(たいら)に成形したもの。日本工業規格 (JIS) では、「植物繊維その他の繊維を膠着させて製造したもの」と定義されている。


石は、岩石が水流などによって小さくなったもの。

スポンサーリンク
 

レンガ

煉瓦(れんが)は、粘土や頁岩、泥を型に入れ、窯で焼き固めて、あるいは圧縮して作られる建築材料。通常は赤茶色で直方体をしている。焼成レンガは、土の中に入っている鉄分の影響により赤褐色となる。


耐火レンガは炉材にも使われる。煉瓦建築の技術は、日本では近代化とともに導入されたが、構造材として用いる場合は地震に弱いという難点があり、関東大震災では多くの被害を出したことから、煉瓦建築は小規模な建物を除いて激減した。ただし、建材には煉瓦風のタイルも様々な種類が存在し仕上げ材としては現在でも多く用いられる。これは洋風の雰囲気を出すため、木造や鉄筋コンクリート造の表面に張り付けるものである。


人類にとって、最も身近な金属の1つ。様々な、構造材として利用されるが、建築分野では鉄の利用よりも、鉄を主成分にする鋼の方がよく用いられる。また、誤解されがちだが、Steelは鋼のことを指し、鉄の英語はironである。建築では「鋼構造」という学問の分野があるが、昔は「鉄骨構造」とも呼ばれていた(現在でも、鉄骨構造と呼ぶことが多いが、正しくは鋼構造である)。


鋳鉄

圧縮に強く引張に弱い材料。不純物が多く、当時はアーチ橋などの圧縮でもたせる橋などに利用されていた。


錬鉄

鋳鉄の不純物を取り除き、引張力にも強くした材料。「クリスタルパレス」で利用された軽量構造物のさきがけ。

スポンサーリンク
 

新しい建築材料

鋼やRCは、現代建築では一般的な建築材料ですが、この50年で急速に発展した材料です。ここでは比較的新しい建築材料を紹介します。


セメント

セメントとは、一般的には、水や液剤などにより水和や重合し硬化する粉体を指す。


コンクリート

コンクリートは、広義の意味では砂や砂利、水などをセメントなどの糊状のもので結合させたものを指す。凝固する以前の状態はフレッシュコンクリートと言われる(生コンクリートまたは省略して生コンとも)。強度と価格の面や施工の安易さから、一般に最も広範に使用されている建築資材の一つであり、建築物、道路、ダム、高架橋、トンネル、港湾設備と用途は幅広い。 しかし、圧縮強度に比べて引張強度は1/10程度であり、一般的にコンクリートのみを構造体として利用することは少なく、コンクリートと鉄筋を組み合わせたRC(鉄筋コンクリート)が良く用いられる。


RC

鉄筋コンクリートは、引張りに弱いコンクリートを補強するために鉄筋を配したコンクリートである。鉄筋は引張りが作用しても引き抜けないように、両端をアルファベットのJの形状に曲げたフックにすることや、節(リブ)のある異形鉄筋が用いられる。


鋼とは鉄を主成分にする合金を指し、鉄の持つ性能(強度、靭性、磁性、耐熱性など)を人工的に高めたものである。成分的には、鉄の性能が高められていない軟鉄や鋳鉄を除外するために、炭素の含有が0.3%−2%以下のものの総称である。ただし、0.3%以下でも高合金である、ステンレス、耐熱鋼なども鋼の範疇となる。軟鉄や鋳鉄とあわせて鉄鋼(てっこう)とも呼ばれ、鋼でできた材料を鋼材(こうざい)、板状の鋼材を鋼板(こうはん)と呼ぶ。

スポンサーリンク
 

アルミ

アルミニウムは原子番号13の元素である。元素記号はAl。軽銀やアルミニウムをアルミと略すことも多く、「アルミ箔」、「アルミサッシ」、一円硬貨など非常に生活に身近な金属である。天然には化合物のかたちで広く分布し、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素の一つである。自然アルミニウムというかたちで単体での産出も知られているが、稀である。単体は銀白色の金属で、常温常圧で良い熱伝導性・電気伝導性を持ち、加工性が良く、実用金属としては軽量であるため、広く用いられている。熱力学的に酸化されやすい金属ではあるが、空気中では表面にできた酸化膜により内部が保護される。


建築分野でアルミニウムが使用されたのは、比較的最近である。建築業界で、このような新材料を主要構造部材に適用する場合、国土交通大臣の認可が下りなければ用いることができない。


FRP

繊維強化プラスチック(せんいきょうかプラスチック、Fiber Reinforced Plastics、 FRP)は、ガラス繊維などの繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料のことである。FRPは鉄よりも強度に優れ、比重も鉄の1/4程度であることから、軽くて強い代表的な材料でもある。また、耐食性が高く、今後、建築業界での利用も期待されている。さらに、繊維を変化させることで、様々な場面で使用することのできる材料である。例えば、電磁波を遮断しようと思えば、それに合った繊維と樹脂を配合し、FRPをつくればよい。また、ガラス繊維と樹脂を組み合わせれば、光を通す構造材が出来上がる。さらに、炭素繊維と樹脂を組み合わせれば、電気を通すFRPとなる。まさに、新材料である。


現在、利用されている市場としては、航空業界や車業界が多く、日本における建築業界では主要構造部材として使用されている事例は少ない。しかし、ユニットバス、グレーチングや飛行場のフェンスで利用されている。

▼この記事を今すぐSNSでシェアする▼


▼こちらも人気の記事です▼

▼人気の記事ベスト3▼

▼いつでも構造力学の問題が解ける!▼

構造ウェブ問題集

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

スポンサーリンク

検索

カスタム検索

プロフィール

おすすめ特集

note始めました 構造ウェブ問題集

人気の記事ベスト3

建築の本、紹介します。▼

すぐにわかる構造力学の本

同じカテゴリの記事一覧

  1. HOME > 構造力学の基礎 > 建築材料の種類