6.2.9 Concrete
コンクリートは、砂や砕石などの骨材とセメントなどの結合剤やペーストを組み合わせて作る複合建築材料です。 最も一般的なコンクリートは、石、砂利、砂などの鉱物性骨材、セメント、水から構成されています。 セメントは混合後に水和し、石のように固まっていく。
コンクリートは丈夫で耐久性があり、安価な材料で、米国では最も広く使われている構造用建築材料です。 コンクリートの需要は膨大であるため、その製造、使用、解体の影響は広範囲に及びます。 材料の採取により生息地が荒らされ、セメントの採取、製造、出荷に多大なエネルギーが使われ、セメント製造により大気と水に有害な物質が放出される。
推定では、セメント 1 トンが生産されるごとに約 1 トンの二酸化炭素が放出され、人工の二酸化炭素排出の 7%-8% を占めています。 また、コンクリートは一般的に 9 ～ 13% しかセメントを使用していませんが、コンクリートの体積エネルギーの 92% をセメントが占めています。 セメントの粉塵には、二酸化ケイ素の結晶や微量元素のクロム、石灰などが含まれており、作業者の健康に悪影響を及ぼす可能性がある。 コンクリートの混合には大量の水を必要とし、アルカリ性の廃水と流出水が発生し、水路や植生を汚染する可能性があります。
環境への影響の最小化：地元および/またはリサイクル骨材 (解体現場からの地盤コンクリートなど) を組み込むことは、固形廃棄物、輸送時の排出、および生息地の乱れの影響を軽減する優れた方法です。 また、ポルトランドセメントの代わりに代替ポゾランアッシュ（フライアッシュ、シリカフューム、もみ殻灰、炉スラグ、火山灰などの工業副産物）を使用することで、環境への影響を大幅に軽減することができます。 石炭燃焼残渣であるフライアッシュは、一般的に空隙率を低下させ、耐久性を向上させ、硬化時間は長くなるが作業性や圧縮強度を改善するセメント代替物としてかなりポピュラーである。
非構造用途では、完成品に空気を閉じ込めるか、低密度の骨材を使用することで、コンクリートの使用を減らすことができます。
非構造用途では、完成品に空気を閉じ込めるか、または低密度の骨材を使用することにより、コンクリートの使用量を減らすことができます。 軽石、バーミキュライト、パーライト、頁岩、ポリスチレンビーズ、ミネラルファイバーなどの低密度骨材も、同様の断熱効果と軽量化をもたらします。
現場打ちコンクリートまたはプレキャストコンクリート、およびコンクリート メーソンリー ユニット (CMU) に関する考慮事項:
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満足できる状態にあるスラブや壁など、既存の構造物の一部を再利用するように設計します。
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新しいプロジェクトの骨材または充填材として使用するために現場で解体したコンクリートをリサイクルしたり、地元の埋立地でリサイクルする。
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プロジェクトに適したフライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム、および/またはライスハスクスラグを最大量取り入れ、それによってセメントの使用を15～100%減らす。
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プレキャストシステムの使用は成形材料の無駄を最小限に抑え、土壌への洗浄水の影響を減らす。
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ICFなどのコンクリートの代替または可能な材料代用について検討し、無駄を減らし、熱性能を高め、建設日程を短縮するかもしれない。 同様に、セルラーコンクリート、発泡コンクリート、オートクレーブドエアレート、およびその他の軽量コンクリートは、必要な重量とコンクリートを減らしながら、断熱価値を高めます。
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非毒性の離型剤を使用します。
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コンクリート材料の量を慎重に計画することにより、廃棄物を最小限に抑えることができます。
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フーチングについては、迅速な設置および木材節約のため、布ベースのフォームシステムを検討します。
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木製の型枠よりも何度も再利用できるスチールまたはアルミ製のコンクリート型枠を使用することにより、木材の廃棄物と材料費を削減します。
浸透性/多孔性コンクリート: 都市の表面積の 75% までが不透水性舗装で覆われており、地下水の再涵養を阻害して浸食や洪水を助長するとともに、汚染を地域の水に流し、雨水処理の複雑性と費用を増加させています。 透水性舗装の主な特徴の1つは、空隙があり、水が下の基材に浸透することである。 また、雨水のピーク時の流量と水質汚染を低減し、地下水の涵養を促進する。 透水性舗装には、再生骨材やフライアッシュが使用されている場合があり、廃棄物や体積エネルギーの削減に役立っています。 舗装は、4000psiまでの圧縮強度を持つ駐車場やアクセスエリアでの使用に適しています。 また、木の根の問題も軽減され、浸透領域は根がより深く成長することを促します。
コンクリート型枠。
コンクリート型枠：現場打ちの用途では、硬化する際に壁やスラブ、その他のプロジェクト要素に形を与えるために現場での型枠が必要です（図6.9）。 合板と製材が最も一般的な型枠材料で、建設廃棄物や、木材の伐採と加工による影響に寄与しています。 木製の型枠は回収した木材から作ることができ、通常、何度か分解して再利用することができる。
図6.9. 高レベル廃棄物施設ピット壁のためのコンクリート型枠をセットする大工の写真
Source: Bechtel Corporation.
フォームリリーサーまたは分離剤は、硬化コンクリートからフォームを分離することを容易にする材料です。 このような材料は、コンクリートが型枠に接着するのを防ぎ、型枠を分解するときに表面を傷つける可能性があります。 ディーゼル燃料、自動車オイル、家庭用暖房油などの従来の離型剤は発がん性があり、建設作業員がVOCにさらされるため、木製の型枠を再利用できる可能性は限られています（居住者も同様にさらされる可能性がある）。 現在では、大気浄化法を含むさまざまな州および連邦政府の規制により、これらの物質の使用が禁止されています。 大豆やその他の生物由来のオイルを配合した低・ゼロVOCの水性離型剤は、建設スタッフや居住者の健康リスクを劇的に低減し、必要に応じて仕上げ材やシーリング材の塗布が容易になることもしばしばです。
コンクリート型枠を設計する際には、コンクリート型枠の圧力に悪影響を与え、影響を与える要因も考慮する必要があります。 これらの要因には、打設率、コンクリート混合物、および温度が含まれます。 配置の速度は、一般に、夏よりも冬の方が低くする必要があります。 基本的に、1時間に何立方ヤードを実際に打設するか、あるいはプロジェクトがどれほど大規模であるかは重要ではありません。 重要なのは、高さと時間あたりの打設率（1時間あたりに打設する壁の高さ）です
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