鉄セメント

フェロセメントまたはフェロセメント^[1]は、強化モルタル^[2]または石膏（石灰またはセメント、砂、水）を、金属メッシュ、織物、エキスパンドメタル、金属繊維、および鉄筋などの狭い間隔で配置された細い鋼棒の「骨組み」の上に塗布する建設システムです。一般的に使用される金属は鉄または何らかの種類の鋼であり、メッシュは直径0.5 mmから1 mmのワイヤで作られています。セメントは通常、砂とセメントを3:1の比率で非常に豊富に混合したものです。ボードの製造に使用する場合は砂利を使用しないため、材料はコンクリートではありません。

フェロセメントは、船の船体、シェルルーフ、貯水槽など、さまざまな形状の比較的薄く、硬く、強い表面や構造物の構築に使用されます。フェロセメントは 1840 年代にフランスとオランダで生まれ、鉄筋コンクリートの前身です。彫刻やプレハブ建築部品など、さまざまな用途があります。「フェロセメント」という用語は、セメントや鉄材料を含まないものも含め、他の複合材料にも適用されています。 ^{[引用が必要]}

D-デイ上陸作戦で使用された「マルベリー港」は鉄セメントで作られており、その遺跡は今でもアロマンシュなどのリゾート地に残っています。

セメントとコンクリートは互換的に使用されますが、技術的な違いがあり、セメントの意味はフェロセメントが誕生した19世紀半ば以降変化しています。フェロは鉄を意味しますが、フェロセメントに一般的に使用される金属は鉄合金鋼です。19世紀およびそれ以前のセメントは、モルタル^[3]、または石灰と水と混ぜて強力なモルタルを作る砕いた石やタイルを意味していました^[4] 。今日、セメントは通常ポートランドセメントを指します^[5]。モルタルは結合剤（通常はポートランドセメント）、砂、水のペーストです。コンクリートはポートランドセメント、砂、水、砕いた石の骨材を混ぜた流動性のある混合物で、型枠（シャッター）に流し込みます。フェロコンクリートは、少なくとも1890年代から知られている鉄筋コンクリート（装甲コンクリート）の元の名前ですが、1903年にはロンドンの技術者協会誌^[6]で詳しく説明されていますが、現在ではフェロセメントと広く混同されています。

フェロセメントの発明者は、フランス人のジョセフ・モニエとジョセフ＝ルイ・ランボで、モニエはこれを「ciment armé」（装甲セメント）と名付け、1848年にこのシステムで船を建造した。^{[7]ランボは1855年の}万国博覧会でこの船を展示し、この材料を「ferciment」と名付けた。ランボは1855年にこの船の特許を取得したが、この特許はベルギーで認められ、その国にしか適用されなかった。モニエが最初の特許を取得した1867年7月当時、彼はこの材料を使って壷、プランター、貯水槽を作ることを計画していた。これらの道具は伝統的に陶器で作られていたが、大規模な窯焼きプロジェクトは費用がかかり、失敗しがちだった。1875年、モニエは特許の範囲を橋にまで広げ、最初の鋼鉄とコンクリートの橋を設計した。外側の層は素朴な丸太や材木を模倣するように彫刻されており、これによってフェイクウッドコンクリートの先駆けともなりました。20 世紀前半、イタリアのPier Luigi Nervi は、イタリア語でferro-cementoと呼ばれる鉄セメントの使用で有名になりました。

鉄筋コンクリートは比較的強度と耐衝撃性に優れている。発展途上国で住宅建設に使用した場合、木材、日干しレンガ、石積みなどの伝統的な材料よりも耐火性、耐震性、耐腐食性に優れている。先進国ではヨットの建造によく使われているが、これは技術の習得が比較的早く、自ら労働力を供給することでコストを削減できるためである。1930年代から1950年代にかけて、米国では斬新な建築物の構築および彫刻方法として人気が高まり、その例としてカバゾン・ダイナソーやアルバート・ヴラナの作品がある。

望ましい形状は、鉄筋で構築されワイヤーで結ばれたアーマチュアまたはグリッドで支えられたメッシュの多層構造から構築できます。 最適なパフォーマンスを得るには、スチールは防錆処理 (亜鉛メッキ) またはステンレス鋼である必要があります。 この完成したフレームワークの上に、ポートランドセメント、砂、水、および/または混和剤の適切な混合物 (グラウトまたはモルタル)をメッシュに浸透させるために塗布します。 硬化中は、コンクリートがゆっくりと固まって硬化できるようにし、システムを弱める可能性のある亀裂の発生を防ぐために、アセンブリを湿らせておく場合があります。 建設の湿潤段階では、内部構造に空気が閉じ込められないようにするための手順を踏む必要があります。空気が閉じ込められると、乾燥するときに亀裂が形成される可能性があるためです。 閉じ込められた空気は空隙を残し、そこに水が集まり、スチールを劣化 ( 錆び ) させます。 現代の慣行では、圧力をかけて混合物を吹き付ける (ショットクリートと呼ばれる技術) か、閉じ込められた空気を追い出す他の方法がよく使用されます。

崩壊した古い構造物は、より良い方法のヒントを与えてくれます。現代のコンクリート添加剤には、鋼鉄と接触する空気を除去するだけでなく、アクリル液体「混和剤」が含まれている場合があります。これにより、水分の吸収が遅くなり、硬化した製品の耐衝撃性が向上したり、硬化速度が変化したりします。商業タイル設置業界から借用されたこれらの技術は、これらの構造物の修復に大いに役立っています。^[8]細断されたガラス繊維またはポリ繊維を追加して、外皮のひび割れの発生を減らすことができます。(細断された繊維は、スチールメッシュ構造へのグラウトの浸透を妨げる可能性があります。これを考慮して軽減するか、外側の次の層での使用に限定する必要があります。細断された繊維は、一部のウェット彫刻技法を変更または制限する可能性もあります。)

鉄筋コンクリート構造の経済的な利点は、従来の建築方法よりも強度と耐久性に優れていることです。^[要出典]鉄筋コンクリート構造は迅速に建設できるため、経済的利点があります。^[9]

インドでは、鉄筋コンクリートは地震に対してより耐性があるという理由でよく使われています。^[要出典]耐震性は優れた建築技術に依存します。

1970 年代、設計者たちは、当時非常に人気があった裏庭で鉄セメントを使ってボートを造るという設計図にヨットの設計を適応させました。その大きな魅力は、最小限の出費と費用で、適度な技術を駆使すれば、素人でも滑らかで強固で頑丈なヨットの船体を造れることでした。鉄セメントの船体は、繊維強化プラスチック(グラスファイバー)、アルミニウム、または鋼鉄の船体と同等かそれより軽いことが証明されています。^[要出典]

フェロセメントには基本的に3つの方法があります。

1. アーマチュア システム: この方法では、骨組み鋼を希望の形状に溶接し、その両側に数層の引き伸ばされたメッシュを結び付けます。これは十分に強度があるため、片側を押してもう片側から一時的に支えるだけでモルタルを充填できます。モルタルの充填は、両側からモルタルを押し込むことでも行うことができます。この方法では、骨組み鋼 (バー) がセクションの中央にあるため、強度にはまったく寄与せず、自重だけが増えます。
2. 密閉型システム: モルタルを充填している間、メッシュの複数の層が型の表面に対して結び付けられ、メッシュが所定の位置に保持されます。型は硬化後に取り外すことも、完成した構造物の恒久的な一部として所定の位置に残しておくこともできます。型を再利用のために取り外す場合は、離型剤を使用する必要があります。
3. 一体型モールドシステム: 最小限の補強で、一体型モールドはまずフレームワークとして機能するものと見なされます。このモールドの両側にメッシュの層が固定され、両側からその上に漆喰が塗られます。名前が示すように、モールドは完成した構造の一体部分として永久に残ります。(例: 床、屋根などの二重 T 型セクション) モールドと後で埋められる層がしっかりと接続されるように注意する必要があります。そうすることで、完成した製品が全体として一体構造ユニットになります。

しっかりとした鉄筋コンクリート構造の利点は、純粋な鉄骨構造に比べて軽量で、メンテナンスコストが低く、耐用年数が長いことです。^[10]しかし、特にセメントの組成とフレームワークの内側と外側への適用方法、フレームワークが腐食に耐えるように処理されているかどうか、あるいはどのように処理されているかに関して、細心の注意を払って構築する精度が重要であると考えられています。

鉄筋コンクリートシートに機械的に過負荷がかかると、石や陶器のように壊れたり崩れたりするのではなく、折れ曲がる傾向があります。容器として破損したり漏れたりする可能性はありますが、そのままの状態を保つことは可能です。建設に使用される技術に大きく依存します。

マルベリー港の例を使用すると、従来の土木工事が難しい港（セントヘレナ島のジェームズタウンなど）向けにプレハブユニットを製作することができます。

鉄筋コンクリート構造の欠点は、労働集約型の性質であり、西洋諸国では工業用途には高価です。さらに、施工するコンクリートの混合物が乾燥しすぎたり、振動、加圧吹付技術、またはその他の手段によって構造物が湿潤段階にある間に空気を強制的に排出しなかったりして、元の構造物に気泡が残っていると、鉄鋼部品の劣化（錆び）の恐れがあります。硬化した材料が水分を吸収すると、これらの気泡が水たまりに変わる可能性があります。未処理の鉄鋼がある場所に気泡が発生すると、鉄鋼が錆びて膨張し、システムが機能しなくなります。

現代の実務では、液体アクリル添加剤の出現やグラウト混合物のその他の進歩により、従来の配合よりも水分の吸収が遅くなり、接着強度も向上してこれらの不具合を軽減しています。修復手順には、自動車のボディ修理で一般的に使用される古い鋼鉄の処理方法を使用して、錆を止めるための鋼鉄の処理を含める必要があります。

1960 年代、オーストラリア、ニュージーランド、イギリスでは、自国の造船業者が、一定の予算でフェロセメントを使うと、他の方法では不可能なほど船体を大型化できることに気付きました。しかし、一部の造船業者は、船体が総コストのほんの一部に過ぎないことに気付きませんでした。なぜなら、船体が大きいほど艤装コストがずっと高くなるからです。その結果、自国で造られたフェロセメントの船が未完成のままになったり、完成しても出来が悪く、重量オーバーでゴツゴツした「恐ろしい」船になったりしました。造船業者の中には、自分の船が期待外れなだけでなく売れないと気付いた業者が、保険をかけ、補償金を得るために詐欺的に船を廃船にした者もいました。保険会社はこうした詐欺を長年記憶しており、今日では、よく造られたフェロセメントの船であっても、第三者のリスクに対する保険の適用を受けることが難しくなり、包括的な補償は事実上不可能になっています。^[要出典]

• コンクリートの種類
• フランソワ・エネビック
• フランソワ・コワニエ
• フォボワ
• コンクリート船
• ビッグダック

Wikiquote にFerrocementに関する引用があります。

ウィキメディア・コモンズには、フェロセメントに関連するメディアがあります。

• フェロセメント教育ネットワーク
• バルコス デ フェロセメント (スペイン語)