コンクリートと鉄筋の関係：互いの弱点を補う仕組みと付着・錆の注意点

この記事の要点

コンクリートと鉄筋を組み合わせる最大の理由は「互いの弱点を補い合う」ためだ。

コンクリートは圧縮強度が高い（Fc=21〜36N/mm²）が引張強度は約1/10程度で脆い。

鉄筋（SD材）は引張強度が高く（降伏点295〜490N/mm²）、コンクリートが引張側に割れないよう補強する。

コンクリートが鉄筋を包んでいる理由は「錆止め」と「付着力」の両方だ。

コンクリートはアルカリ性（pH≒12）を保っており、鉄筋の錆を防ぐ。

また異形棒鋼の節（デコボコ）がコンクリートと力学的に噛み合うことで「付着力」を確保している。

コンクリートのアルカリ性（pH12〜13）が鉄筋の錆を防ぎ、熱膨張係数が近いため温度変化に対しても一体として挙動します。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

コンクリートと鉄筋は、単体では弱い材料ですが、組み合わせることで互いの弱点を補うこができます。コンクリートと鉄筋を組み合わせた材料を、鉄筋コンクリートといいます。

タップできる目次

コンクリートと鉄筋の関係は？

今回は、コンクリートと鉄筋の関係、特徴、錆び、付着について説明します。当サイトでは、鉄筋コンクリート造について色々な記事を紹介しています。

鉄筋コンクリート造の基礎

また、鉄筋コンクリート部材の付着は、下記が参考になります。

鉄筋の定着長さとは？考え方、計算【図解】

コンクリートと鉄筋の関係は？

コンクリートと鉄筋は、単体では弱点の多い材料です。コンクリートは圧縮力に強いですが、引張力に弱いです。

曲げる力を加えると、すぐに折れます。一方、鉄筋は引っ張る力に強いですが、細いので、圧縮力に弱いです。すぐに座屈します。

※圧縮、引張、座屈の意味は下記が参考になります。

引張力と圧縮力の違いとは？符号・強度・記号（σt・σc）を解説

座屈とは？意味・座屈荷重・座屈長さ・種類をわかりやすく解説

しかし、コンクリートと鉄筋を組み合わせることで、両者の弱点を補った材料となります。それが、鉄筋コンクリートです。

また、鉄筋は錆びやすい材料です。空気に触れると酸化しますが、コンクリートに被覆されることで錆びません。コンクリートはアルカリ性だからです。

コンクリートと鉄筋は、線膨張係数が同じです。温度による変形が同じなので、鉄筋とコンクリートが一体として動きます。

線膨張係数が異なる値だと、同じ温度で異なる変形を起こすので、鉄筋とコンクリートの間に応力が生じます。

※線膨張係数の意味は下記が参考になります。

線膨張係数とは？鉄・コンクリートの値と計算式・単位（1/℃）

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

鉄筋コンクリートの特徴

鉄筋コンクリートの特徴を下記に整理しました。

・鉄筋とコンクリートの弱点を補いあった材料

・コンクリートは圧縮力、鉄筋は引張力に抵抗する

・遮音性が高く、振動や変形が小さいため、居住性が良い

居住性が良いことから、マンションや学校など静かな環境に適した建物に使います。

鉄筋の錆と、コンクリートの関係

鉄筋は錆びやすい材料です。鉄筋の材質は、鋼なので酸化します。鉄筋コンクリートは、鉄筋の周囲をコンクリートで覆うので錆びません。

コンクリートはアルカリ性です。コンクリートがある限り、鉄筋は錆びにくいのです。

ただし、コンクリートがひび割れると、そこから空気や水が入ります。空気や水が鉄筋に触れると当然錆びます。

また、コンクリートはアルカリ性ですが、年数が経つと空気中の酸素の影響で、中性に近づきます。これを中性化といいます。中性化したコンクリートは、鉄筋を錆から守ることができません。

鉄筋の付着とコンクリートの関係

鉄筋は、コンクリートから抜け出さないよう付着性が大切です。付着を高めるため、鉄筋の周りには突起が付いています。

この鉄筋を異形鉄筋といいます。※異形鉄筋の意味は下記が参考になります。

異形鉄筋と丸鋼の違い、サイズ、機械的性質、化学成分、規格

鉄筋の付着は、下記も参考になります。

鉄筋の定着長さとは？考え方、計算【図解】

混同しやすい用語

鉄骨造（S造）との違い

鉄骨造は鋼材（H形鋼や角形鋼管）を主要構造部材として用いる構造形式で、鉄筋コンクリート造とは異なります。

鉄骨造はコンクリートを用いず鋼材のみで骨組みを構成するのに対して、鉄筋コンクリート造（RC造）は鉄筋とコンクリートを一体化させることで、鉄筋の引張力とコンクリートの圧縮力が相補的に機能します。

SRC造（鉄骨鉄筋コンクリート造）

鉄骨と鉄筋コンクリートを組み合わせた構造形式で、超高層建築や長大スパンの梁に用いられます。

SRC造は鉄骨の芯材にさらに鉄筋とコンクリートを組み合わせる複合構造であるのに対して、RC造（鉄筋コンクリート造）は鉄骨を使わず鉄筋とコンクリートのみで構成されるものです。

コンクリートと鉄筋の関係を整理した表を示します。

項目	内容	備考
コンクリートの特性	圧縮力に強く、引張力に弱い	アルカリ性で鉄筋を錆から守る
鉄筋の特性	引張力に強く、単体では座屈しやすい	異形鉄筋で付着力を確保
組み合わせの利点	線膨張係数が同じで一体化、互いの弱点を補完	鉄筋コンクリート造（RC造）