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コンクリートは、幅広いニーズに対応するため、さまざまな組成、仕上げ、性能特性で製造されている。
現代のコンクリート配合設計は複雑になりがちです。コンクリート配合の選択は、強度と外観の両面におけるプロジェクトのニーズ、そして地域の法令や建築基準との関連性によって決まります。
設計は、コンクリートの要求事項を決定することから始まります。これらの要求事項には、コンクリートが使用中にさらされる気象条件と、必要な設計強度が考慮されます。コンクリートの圧縮強度は、標準成形・標準養生された円柱状試験片を採取することによって測定されます。
様々な添加剤や骨材のコストから、混合や施工の容易さのための「スランプ」と最終的な性能とのトレードオフまで、多くの要素を考慮に入れる必要がある。
次に、セメント（ポルトランドセメントまたはその他のセメント系材料）、粗骨材、細骨材、水、および化学混和剤を用いて配合を設計します。混合方法と使用条件も規定されます。
これにより、コンクリートの使用者は、構造物が適切に機能することを確信できる。
特殊な用途向けに様々な種類のコンクリートが開発され、それぞれがこれらの名称で知られるようになった。
コンクリート配合は、ソフトウェアプログラムを使用して設計することもできます。このようなソフトウェアを使用すると、ユーザーは好みの配合設計方法を選択し、材料データを入力することで、適切な配合設計を得ることができます。
コンクリートは古代から使われてきました。例えば、通常のローマのコンクリートは火山灰（ポゾラン）と消石灰から作られていました。ローマのコンクリートは、他の文化で使われていた他のコンクリートの配合（例えば、砂と石灰だけからなるもの）[ 1 ]よりも優れていました。通常のローマのコンクリートを作るには火山灰の他に、レンガの粉も使用できます。通常のローマのコンクリートの他に、ローマ人は火山灰と粘土から作られた水硬性コンクリートも発明しました。[ 2 ]
庭園彫刻や植木鉢の製作に用いられるコンクリートの中には、合成石または複合石と呼ばれるものがある。合成石と他の石灰セメント系コンクリートを明確に区別する単一の公式は存在しないが、これは当然のことである。なぜなら、この用語は現代化学よりも古く、遅くとも1790年代には存在していたことが確認されているからである。19世紀以降、「人工石」という用語は、数多くのセメント系コンクリートを含む、様々な人工石を包括するようになった。
通常のコンクリートとは、セメントの袋に記載されている配合指示に従って製造されるコンクリートの俗称で、通常は砂などの一般的な材料を骨材として使用し、多くの場合、即席の容器で混合されます。特定の配合の材料は、用途の性質によって異なります。通常のコンクリートは通常、約10 MPa (1450 psi ) から 40 MPa (5800 psi) の圧力に耐えることができますが、下地コンクリートなどの軽荷重用途では、構造用コンクリートよりもはるかに低い MPa 定格となっています。粉末セメントと骨材が混合され、水のみで製造できるプレミックスコンクリートも数多く販売されています。
一般的に、コンクリート1バッチは、ポルトランドセメント1部、乾燥砂2部、乾燥石3部、水1/2部で作ることができます。これらの部数は重量で表され、体積ではありません。例えば、1立方フィート（0.028 m³ ）のコンクリートを作るには、セメント22ポンド（10.0 kg）、水10ポンド（4.5 kg） 、乾燥砂41ポンド（19 kg） 、乾燥石70ポンド（32 kg） （1/2インチから3/4インチの石）を使用します。これにより、 1立方フィート（0.028 m³ ）のコンクリートができ、重量は約143ポンド（65 kg）になります。砂はモルタル砂またはレンガ砂（可能であれば洗浄および濾過したもの）を使用し、石は可能であれば洗浄する必要があります。最高の強度を確保するため、砂と石から有機物（葉、小枝など）を取り除く必要があります。
高強度コンクリートは、40 MPa (6000 psi) を超える圧縮強度を有します。英国では、BS EN 206-1 [ 3 ]において、高強度コンクリートは、圧縮強度クラスが C50/60 を超えるコンクリートと定義されています。高強度コンクリートは、水セメント比 (W/C) を 0.35 以下まで下げることによって製造されます。セメントマトリックス中に遊離水酸化カルシウム結晶が形成されると、セメントと骨材の結合強度が低下する可能性があるため、シリカフュームが添加されることがよくあります。
水セメント比が低い場合やシリカフュームを使用すると、コンクリート混合物の作業性が著しく低下します。これは、高密度の鉄筋かごが使用される高強度コンクリート用途において特に問題となる可能性があります。作業性の低下を補うために、高強度混合物には一般的に高性能減水剤が添加されます。高強度混合物では骨材を慎重に選択する必要があります。強度の低い骨材はコンクリートにかかる荷重に耐えられず、通常のコンクリートのようにマトリックスや空隙ではなく、骨材自体から破壊が始まる可能性があるためです。
高強度コンクリートの用途によっては、設計基準として極限圧縮強度ではなく弾性係数が用いられる場合がある。
スタンプコンクリートは、優れた表面仕上げが特徴の建築用コンクリートです。コンクリート床を敷設した後、床硬化剤（着色剤入りのものも可）を表面に含浸させ、石、レンガ、あるいは木材の質感を再現した型をスタンプすることで、魅力的な質感のある表面仕上げを実現します。十分に硬化したら、表面を清掃し、保護のためにシーリング処理を施します。スタンプコンクリートは耐摩耗性に優れているため、駐車場、歩道、通路など、様々な用途で使用されています。
高性能コンクリート（HPC）は、強度に限らず、一般的な用途のコンクリートよりも高い基準を満たすコンクリートを指す比較的新しい用語です。高強度コンクリートはすべて高性能コンクリートですが、高性能コンクリートがすべて高強度コンクリートであるとは限りません。現在、HPCに関連して使用されている基準の例をいくつか挙げます。
HPCとは、28日、56日、または90日後に50メガパスカル（7,300 psi）を超える強度を発現するコンクリートのことです。これらの強度を得るには、一般的に粒度分布の良い硬質岩石骨材、比較的高い割合のセメントとフライアッシュ、減水剤、シリカフューム、そして比較的低い水分量が必要です。シリカフュームは一般的に粒状で供給されるため、これを十分に分散させるには長時間の混合が必要になる場合があります。高濃度の混合物は、厚く打設した場合に高い水和熱を引き起こす可能性がありますが、セメント含有量の最大30%までフライアッシュの割合を増やすことでこれを緩和できます。流動性を高めるために石灰石粉末を使用することもできます。[ 4 ]： Ch 4.3.2.1
超高強度コンクリートは、インフラ保護に関心のある機関によって開発されている新しいタイプのコンクリートです。UHPCは、圧縮強度が150 MPaを超え、場合によっては250 MPaを超える鋼繊維強化セメント複合材料であることが特徴です。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] UHPCはまた、その構成材料の構成によっても特徴付けられます。通常、細粒砂、ヒュームドシリカ、小さな鋼繊維、および高強度ポルトランドセメントの特殊ブレンドです。大きな骨材がないことに注意してください。現在生産されているタイプ（Ductal、Taktlなど）は、圧縮時にひずみ硬化を起こし、その後突然脆性破壊を起こすことで通常のコンクリートと異なります。引張破壊とせん断破壊によるUHPCの破壊に関する継続的な研究が、世界中の複数の政府機関と大学によって行われています。
マイクロ強化超高強度コンクリートは、UHPC の次世代製品です。マイクロ強化 UHPC は、UHPC の高い圧縮強度、耐久性、耐摩耗性に加えて、極めて高い延性、エネルギー吸収性、耐薬品性、耐水性、耐熱性を備えています。[ 9 ]連続した多層構造の三次元マイクロ鋼メッシュは、耐久性、延性、強度において UHPC を凌駕します。UHPC の不連続で散在する繊維の性能は、比較的予測不可能です。マイクロ強化 UHPC は、爆発、弾道、地震に強い構造物、構造および建築用オーバーレイ、複雑なファサードに使用されます。
Duconは、マイクロ強化UHPCの初期開発者であり[ 10 ]、ニューヨークの新しいワールドトレードセンターの建設に使用されています[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 。
低密度構造コンクリートには、水の密度よりも低い密度のセラミック骨材が使用されます。これらの骨材には、膨張粘土や頁岩などがあり、好ましくは吸水率が10%未満です。構造コンクリートには、粗骨材として低密度骨材のみが使用され、細骨材として天然砂が使用されます。ただし、中密度コンクリートでは、より低い割合で使用されます。[ 4 ]： Ch 4、3、2、2
このコンクリートは高い圧縮強度と引張強度を発揮し、収縮とクリープは許容範囲内に収まりますが、一般的に従来の配合よりも剛性は低くなります。最も明白な利点は低密度ですが、これらのコンクリートは透水性が低く、断熱性も優れています。氷による摩耗に対する耐性は通常のコンクリートと同程度です。欠点としては、骨材の吸水率が比較的高い場合があり、振動圧密によって低密度の骨材が浮くことがある点が挙げられます。これは、振動を最小限に抑え、流動性のある配合を使用することで回避できます。低密度は浮体構造物にとって有利です。[ 4 ]： Ch 4、3、2、2
日本のコンクリートの欠陥は、主に作業性を高めるための高い水セメント比に起因することが判明した。1960年代から1970年代にかけては、迅速な建設が求められたため、締固めが不十分になることが多かった。岡村肇は、作業性が高く、締固めに機械的な力を必要としないコンクリートの必要性を予見した。1980年代、岡村は東京大学の博士課程学生であった小澤風正とともに、凝集性がありながら流動性があり、機械的な締固めを一切必要とせずに型枠の形状に成形できる自己充填コンクリート（SCC）を開発した。SCCは米国では自己充填コンクリートとして知られている。
SCCは以下の特徴を持つ。
SCCは、打設速度が80%向上し、型枠の摩耗が軽減されるため、人件費を最大50%削減できます。
2005年、一部のヨーロッパ諸国では、自己充填コンクリートがコンクリート販売量の10～15%を占めた。米国のプレキャストコンクリート業界では、自己充填コンクリートがコンクリート生産量の75%以上を占めている。米国の38の運輸省が、道路および橋梁プロジェクトにおける自己充填コンクリートの使用を認めている。
この新技術は、従来のナフタレン系ポリマーの代わりにポリカルボン酸系可塑剤を使用し、凝集体の分離を防ぐための粘度調整剤を用いることで実現した。
コンクリートミキサー車内で蒸気を用いて真空状態を作り出し、コンクリート内部の気泡を除去する真空コンクリートが研究されている。この技術の原理は、蒸気がコンクリート表面の空気を押し出すというものだ。蒸気が水に凝縮すると、コンクリート表面の気圧が低下し、コンクリートから空気が引き抜かれる。これにより、混合物中の空気が少なくなり、コンクリートの強度が増す。ただし、気密容器内で混合する必要があるという欠点がある。
真空コンクリートは、コンクリートの最終強度を約25%向上させます。真空コンクリートは非常に速やかに硬化するため、 高さ20フィートの柱でも、打設後30分以内に型枠を取り外すことができます。これは、特にプレキャスト工場において、型枠を頻繁に再利用できるため、経済的に大きなメリットとなります。真空コンクリートの接着強度は約20%向上します。真空コンクリートの表面にはピットが全くなく、最上層の1/16インチは耐摩耗性に優れています。これらの特性は、高速で流れる水と接触するコンクリート構造物の建設において特に重要です。古いコンクリートとの接着性も良好であるため、道路スラブの再舗装やその他の補修工事にも使用できます。
ショットクリート（商品名ではガンナイトとも呼ばれる）は、圧縮空気を使用してコンクリートをフレームや構造物に吹き付ける工法です。この工法の最大の利点は、型枠なしで頭上や垂直面にショットクリートを施工できることです。橋梁、ダム、プールなどのコンクリート補修や設置、その他型枠工事が高額になる場合や材料の取り扱いや施工が困難な場合によく使用されます。ショットクリートは型枠が不要なため、垂直な土壌や岩盤面によく使用されます。特にトンネル工事では、岩盤支持にも使用されることがあります。ショットクリートは、地下水位が高い場合やその他の地下水源による建設現場への水の流入量を制限するために、浸透が問題となる用途にも使用されます。このタイプのコンクリートは、建設現場の緩い土壌の風化に対する応急処置としてよく使用されます。
吹付けコンクリートには2つの施工方法があります。
どちらの方法でも、促進剤や繊維強化材などの添加剤を使用することができます。[ 14 ]
石灰コンクリート、石灰コンクリート、またはローマコンクリートでは、セメントの代わりに石灰が使用されます。[ 15 ] 1800 年代半ばに、ジョン E. パーク博士によって成功した配合が開発されました。[ 16 ] 石灰はローマ時代から、大規模な基礎コンクリートとして、またはさまざまな骨材と幅広いポゾラン(焼成材料) を組み合わせた軽量コンクリートとして使用されてきました。ポゾラン (焼成材料) は強度と硬化速度の向上に役立ちます。石灰コンクリートは、ローマのコンクリート革命中および革命後に記念碑的な建築物を建設するために使用されたほか、床、ヴォールト、ドームなどのさまざまな用途にも使用されました。過去 10 年間、これらの用途に再び石灰を使用することへの関心が高まっています。
環境面でのメリット
健康上の利点
透水性コンクリートは、透水性舗装に使用され、空気や水がコンクリート内を移動できるように、穴や空隙のネットワークを含んでいます。
これにより、水が自然に排水されるようになり、通常の地表排水インフラを不要にするとともに、従来のコンクリートでは不可能な地下水の補充も可能になる。
これは、細骨材（微粒子）の一部または全部を除外することによって形成されます。残った大きな骨材は、比較的少量のポルトランドセメントによって結合されます。硬化すると、通常、コンクリート体積の 15% ～ 35% が空隙となり、コンクリートを通して 2 ～ 18 gal/ft²/min (81 ～ 730 L/m²/min) の速度で水が排出されます。[ 17 ]
透水性コンクリートは、型枠に流し込み、表面を平らにするために均し（滑らかにする必要はありません）、その後、突き固めて所定の位置に固定します。含水率と通気性が低いため、突き固めてから5～15分以内に、コンクリートを厚さ6ミル（約0.15mm）のポリエチレンシートで覆う必要があります。そうしないと、コンクリートが早期に乾燥してしまい、適切に水和・硬化しません。
透水性コンクリートは、車両のタイヤと路面の間に挟まれた空気を逃がすことで、騒音を大幅に低減できます。ただし、ほとんどの州で求められる高い耐圧強度（psi）のため、現在、米国の主要州道では使用できません。これまでのところ、透水性コンクリートは最大4500psiまでの耐圧試験に合格しています。
コンクリートに空気連行剤（または膨張粘土骨材やコルク顆粒、バーミキュライトなどの軽量骨材）を添加することによって製造される気泡コンクリートは、セルラーコンクリート、軽量気泡コンクリート、可変密度コンクリート、発泡コンクリート、軽量または超軽量コンクリートと呼ばれることもあります[ 18 ] [ 19 ]。これは、全く異なる方法を使用して現場外で製造される気泡オートクレーブコンクリートと混同しないでください。
1977年の著書『パターン・ランゲージ：都市、建築、建設』の中で、建築家クリストファー・アレクサンダーはパターン209「良質な素材」について次のように述べている。
通常のコンクリートは密度が高すぎます。重くて扱いにくいです。固まった後は、切断したり釘を打ったりすることはできません。また、構造に不可欠なものではない高価な仕上げ材で覆わない限り、表面は醜く、冷たく、硬い感触です。しかし、コンクリート は、ある意味では魅力的な素材です。流動性があり、強度があり、比較的安価です。世界のほぼあらゆる場所で入手できます。カリフォルニア大学の工学科学教授であるP. クマール メータ氏は、つい最近、廃棄された米殻をポルトランドセメントに変換する方法を発見しました。[...] コンクリートのこれらの優れた特性をすべて兼ね備え、軽量で扱いやすく、心地よい仕上がりの素材は何かあるのでしょうか？あります。密度と圧縮強度が木材と非常によく似ている超軽量コンクリートを幅広く使用することが可能です。扱いやすく、普通の釘で打ち付けたり、のこぎりで切ったり、木工工具で穴を開けたり、簡単に補修したりできます。[...] 超軽量コンクリートは、未来の最も基本的なバルク材料の1つであると私たちは考えています。
可変密度は通常、kg/m³ で表され、 通常のコンクリートは 2400 kg/m³です。可変密度は 300 kg/m³まで低くなることもありますが[ 18 ]、この密度では構造的な完全性は全くなく、充填材または断熱材としてのみ機能します。可変密度は強度を低下させ[ 18 ]、高密度の重いコンクリートを空気や粘土、コルク顆粒、バーミキュライトなどの軽量材料に置き換えることで、断熱性[ 18 ]と遮音性を向上させます。シェービングクリームに似た発泡剤を使用してコンクリートに気泡を混ぜ込む競合製品が多数あります。すべて同じ結果、つまりコンクリートを空気に置き換えるという結果を達成します。
発泡コンクリートの用途には以下のようなものがあります。
廃棄コルク顆粒は、コルク樫の処理された樹皮からボトルストッパーを製造する際に得られます。[ 21 ]これらの顆粒の密度は約300 kg/m 3で、軽量コンクリートの製造に使用されるほとんどの軽量骨材よりも低くなっています。コルク顆粒はセメントの水和に大きな影響を与えませんが、コルク粉は影響を与える可能性があります。[ 22 ] コルクセメント複合材は、熱伝導率が低く、密度が低く、エネルギー吸収特性が優れているなど、標準コンクリートに比べていくつかの利点があります。これらの複合材は、密度が400～1500 kg/m 3、圧縮強度が1～26 MPa、曲げ強度が0.5～4.0 MPaで製造できます。
ローラー転圧コンクリート（ロールクリートとも呼ばれる）は、セメント含有量が少なく、土木工事や舗装工事から借用した技術を用いて打設される硬質のコンクリートです。コンクリートは被覆する表面に打設され、土木工事で一般的に使用される大型の重いローラーを使用してその場で転圧されます。コンクリート混合物は高密度になり、時間の経過とともに強固な一体のブロックに硬化します。[ 23 ]ローラー転圧コンクリートは一般的にコンクリート舗装に使用されますが、セメント含有量が少ないため、従来の方法で打設される大規模なコンクリート打設に比べて硬化中に発生する熱が少ないため、コンクリートダムの建設にも使用されています。
コンクリートの骨材として再生ガラスを使用することは、近年人気が高まっており、ニューヨークのコロンビア大学では大規模な研究が行われています。これにより、コンクリートの美観が大幅に向上します。最近の研究結果によると、再生ガラス骨材を使用したコンクリートは、ガラス骨材の優れた熱特性により、長期強度と断熱性が向上していることが示されています。 [ 24 ]
厳密に言えば、アスファルトもコンクリートの一種であり、結合材としてセメントの代わりに瀝青質材料が用いられている。
このタイプのコンクリートは、製造後数時間以内に高い強度を発揮します。この特性により、型枠を早期に取り外して建設工程を迅速に進めることができ、補修した道路表面はわずか数時間で完全に使用可能になるなど、多くの利点があります。最終的な強度と耐久性は、組成の詳細によって標準的なコンクリートとは異なる場合があります。
「ゴム入りアスファルトコンクリート」は一般的ですが、ゴム入りポルトランドセメントコンクリート（「ゴム入りPCC」）は2009年現在も実験段階にあります。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
ナノコンクリートは、100μm以下のポルトランドセメント粒子を含んでいます。[ 29 ]これは、セメント、砂、水を高エネルギー混合（HEM）して作られる製品です。
最近の研究では、ナノ粒子で改質された軽量コンクリートの構造変化を検出するためにコンピュータビジョン技術の使用が検討されている。これらのアプローチにより、高度なセメント系材料の微細構造の不均一性や劣化プロセスを非破壊的に評価することが可能になる。[ 30 ]
ポリマーコンクリートとは、骨材を結合するためにポリマーを用いたコンクリートのことです。ポリマーコンクリートは短時間で高い強度を発揮します。例えば、ポリマー配合のコンクリートはわずか4時間で5000psiの強度に達することがあります。ポリマーコンクリートは一般的に、従来のコンクリートよりも高価です。
ジオポリマーセメントは、通常のポルトランドセメントの代替品であり、通常の骨材をジオポリマーセメントスラリーに添加することでジオポリマーコンクリートを製造します。これは、無機アルミノケイ酸塩（Al-Si）ポリマー化合物から作られ、製造原料としてリサイクルされた産業廃棄物（フライアッシュ、高炉スラグなど）を利用できるため、二酸化炭素排出量を最大80%削減できます。ジオポリマーコンクリートは、大気中および極限環境下において、優れた耐薬品性、耐熱性、そして機械的特性を発揮すると言われています。
同様のコンクリートは古代ローマ（ローマのコンクリートを参照）だけでなく、 1950年代から1960年代にかけての旧ソ連でも使用されていた。ウクライナの建物は45年経った今でも残っている。
石窯などの高温用途では、一般的に耐火セメントの使用が求められます。ポルトランドセメントをベースとしたコンクリートは高温によって損傷または破壊される可能性がありますが、耐火コンクリートはそのような条件に耐えることができます。材料としては、アルミン酸カルシウムセメント、耐火粘土、ガニスター、アルミニウムを多く含む鉱物などが挙げられます。
代替混合物や構成要素に関する継続的な研究により、根本的に異なる特性や性質を示す可能性のある混合物が特定されている。
ミシガン大学の研究者らは、繊維強化曲げコンクリートであるエンジニアードセメント複合材（ECC）を開発した。この複合材には、通常のコンクリートに使用される多くの成分が含まれているが、粗骨材の代わりに微細な繊維が含まれている。 [ 31 ] この混合物は、通常の引張応力レベルが高い場合に発生するひび割れやその後の強度低下を起こさない、はるかに小さなひび割れ伝播を示す。研究者らは、破壊が発生する一般的な0.1%のひずみ点を超えて、3%を超えるひずみまで混合物を拡張することに成功した。さらに、この材料の組成は自己修復をサポートする。ひび割れが発生すると、コンクリート中の余分な乾燥セメントが露出する。これは水と二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムを形成し、ひび割れを修復する。[ 32 ] [ 33 ]
研究者たちは、先進的な材料を開発することで、コンクリートにCO 2を固定化しようと試みてきました。一つのアプローチは、カルシウムの代替としてケイ酸マグネシウム（タルク）を使用することです。これにより、製造プロセスに必要な温度が下がり、焼成中の二酸化炭素の放出が減少します。硬化段階では、さらに炭素が固定化されます。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]
関連するアプローチとして、鉱物炭酸化 (MC) があります。これは、カルシウムまたはマグネシウムを含む材料と CO 2から安定した炭酸塩骨材を生成します。安定した骨材は、コンクリートに使用したり、レンガやプレキャストコンクリートなどのカーボンニュートラルな建築ブロックの製造に使用したりできます。[ 34 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 38 ] CarbonCure Technologies は、石油精製所からの廃 CO 2を使用してレンガと湿式セメント混合物を製造し、カーボン フットプリントの最大 5% を相殺しています。[ 34 ] [ 38 ] Solidia Technologies は、レンガとプレキャストコンクリートを低温で焼成し、CO 2ガスで硬化させることで、炭素排出量を 30% 削減していると主張しています。[ 34 ] [ 38 ]
カルシウムをベースとした鉱物炭酸化の別の方法は、自然界に存在するカルシウム構造のバイオミミクリーにヒントを得ています。bioMASONのジンジャー・クリーク・ドージャーは、窯を焼いたり、大量の炭素を放出したりすることなくレンガを製造する方法を開発しました。レンガは、微生物によって誘発される方解石沈殿のプロセスを経て、4日間かけて型の中で成長します。Sporosarcina pasteurii細菌は、水、カルシウム、尿素から方解石を形成し、尿素からCO2を取り込み、肥料としてアンモニアを放出します。[ 34 ] [ 41 ]
ある研究チームは、ココリス藻と呼ばれる微細藻類の一種を用いて、サンゴよりも速い速度で光合成により炭酸カルシウムを大量生産する方法を発見した。ココリス藻は温水、冷水、塩水、淡水など、あらゆる水域で生存できる。この技術は、排出する二酸化炭素よりも多くの二酸化炭素を吸収する可能性がある。100万～200万エーカーの開放池があれば、米国のセメント消費量を満たすのに十分な微細藻類を供給できる可能性がある。研究チームは、この材料は既存の生産プロセスにすぐに組み込むことができると主張している。[ 42 ]
別のアプローチとしては、乾燥に強い生きた壁を作るために使用できる、生物受容性軽量コンクリートの開発があります。バートレット建築学校の研究者たちは、藻類、コケ、地衣類（乾燥を防ぐメカニズムを持たない生物）などの変水性植物の成長をサポートすることを目的とした材料を開発しています。いったん定着すれば、新しい材料と植物の組み合わせは、雨水管理を改善し、汚染物質を吸収する可能性があります。[ 43 ]
二酸化チタンは、スモッグを軽減するためにコンクリート混合物に添加されています。このコンクリート中のチタンとスモッグとの間の日光光触媒作用により、表面に細菌や汚れが蓄積するのを抑制します。また、工業プロセスで発生する二酸化窒素を分解するためにも使用できます。[ 44 ]
石膏コンクリートは、耐火性[ 45 ]、遮音性[ 45 ]、輻射暖房[ 46 ] 、床の水平調整のために木造およびコンクリート構造で使用される床下地材[ 45 ]として使用される建築材料です。石膏、ポルトランドセメント、砂の混合物です[ 45 ]。その利点の1つは軽量であることです。通常のコンクリートよりも軽量でありながら、同等の圧縮強度とコストを維持します。また、扱いやすく水平に仕上げやすいため、設置が迅速になり、生産性が向上します。輻射暖房床材として石膏コンクリートを使用することは、コンクリートによる腐食を受けないプラスチック製のPEXチューブが導入された1980年代に普及しました。
発泡コンクリートは、軽量気泡コンクリートまたは発泡セメントとも呼ばれ、安定した気泡を組み込むことで軽量かつ高断熱性を実現したセメント系材料です。混合時に混和剤によって微細な気泡を導入する気泡混入コンクリートとは異なり、発泡コンクリートは粗骨材をこれらの気泡に置き換えるため、密度に大きな差が生じます。発泡コンクリートの密度は通常400kg/m³から1600kg/m³の範囲ですが、気泡混入コンクリートは密度を維持します。発泡コンクリートは、セメントまたはフライアッシュ、砂、水、および気泡を安定させる合成気泡フォームを混合して製造されます。一方、気泡混入コンクリートは、特殊な混和剤をコンクリート混合物に直接組み込んで製造されます。発泡コンクリートは優れた断熱性と遮音性を備えているため、断熱、空隙充填、溝の修復などの用途に適しています。また、軽量であるため、従来のコンクリートに比べて取り扱いや輸送が容易です。発泡コンクリートは様々な形状やサイズに容易に成形できるため、多様な用途に対応できます。その特性から、軽量化と断熱性が求められる断熱材、空隙充填材、その他の建築用途に適しています。
気泡コンクリートは、混合工程で気泡混入剤を添加することにより、直径10～500マイクロメートルの微細な気泡を意図的に混入させたコンクリートの一種です。これらの気泡は、打設時のコンクリートの作業性を向上させ、特に凍結融解サイクルが発生しやすい地域では、硬化後の耐久性を高めます。発泡剤を用いて安定した気泡を導入することで軽量化を図る発泡コンクリートとは異なり、気泡コンクリートは密度（空気含有量6～12体積%）を維持しながら、耐久性、作業性、凍結融解サイクルに対する耐性を向上させます。気泡コンクリートの主な利点としては、打設時の作業性の向上、ひび割れや表面損傷に対する耐性の向上、火災による損傷に対する耐久性の向上、そして全体的な強度の向上が挙げられます。さらに、気泡コンクリート中の空隙は内部クッションとして機能し、衝撃時のエネルギーを吸収して物理的な力に対する耐性を高めるため、全体的な耐久性が向上します。
海洋生物生息環境コンクリートとは、人工礁に使用されるコンクリートのことです。このコンクリートは、海洋生物にとっての隠れ家や住処となります。生物活性化コンクリート、あるいは生態系コンクリートとも呼ばれます。
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