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古代ローマのコンクリートが最良? その2

古代ローマのコンクリートが最良? その2
Practical Engineering 動画翻訳

興味深いことに、私たちは古代ローマ人のプロセスを厳密に模倣した現代的なプロセスを持っています。ローラー圧縮コンクリートですが、水がはるかに少ないため、非常に乾燥した混合物が作成されます。 RCCは、液体のように所定の位置に流れるのではなく、土木機械を使用して処理され、舗装のような振動ローラーを使用して所定の位置に圧縮されます。 RCCミックスには通常、ローマンコンクリートとのもう1つの類似点である灰も含まれます。高強度で低コストであるため、大重力ダムやアーチダムの非常に一般的な建設資材です。繰り返しになりますが、これらは通常、強度を重量と形状に依存する補強されていない構造です。ただし、すべてが非常に大きく、引張応力が発生しないわけではありません。高速道路の高架道路や高層ビルのような近代的な構造は、補強されたコンクリートなしでは不可能です。ですから、一般的に私達はコンクリートがより粘り気のあるまたはスープ状であることを好みます。作業が簡単です。それはポンプを通って複雑な型枠に流れ込み、補強材の周りに非常に簡単に流れ込みます。したがって、現代におけるこの含水量の問題を回避する1つの方法は、化学混和剤、つまりコンクリート混合物に添加してその特性に影響を与えることができる特殊な物質を使用することです。高性能減水剤と呼ばれることもある減水剤は、コンクリート混合物の粘度を低下させます。これにより、コンクリートははるかに少ない含有量で作業可能であり続け、セメントの希釈を回避して、コンクリートをはるかに強く硬化させることができます。

これがどのように機能するかを示すために、コンクリートの3つのバッチを混ぜ合わせました。この最初のものでは、私は標準的なミックスに推奨量の水を使用しています。多くの攪拌や圧縮を必要とせずに、コンクリートが金型にうまく流れ込むことに注目してください。 1週間の硬化後、サンプルを油圧プレスの下に置いて、破損する前にどの程度の圧力に耐えられるかを確認しました。これはコンクリート強度のかなり標準的なテストですが、私はガレージでテストラボを実行していないので、一粒の塩でこれらの数値を取得します。サンプルは約200psiまたは14MPaで破損します。これは、7日経過したコンクリートの比較的平均的な圧縮強度です。次のバッチのために、私ははるかに少ない水を追加しました。このミックスははるかに作業しにくいことがわかります。全く流れません。型に詰めるのに大変な手間がかかります。ただし、1週間の硬化後、サンプルは最初の混合よりもはるかに強力です。 3000psiまたは21MPaでプレスをほぼ最大にするまで、壊れませんでした。この最後のバッチでは、前のミックスとまったく同じ量の水を使用しました。まったく流れていないことがわかります。複雑な型枠や補強材の周りでこれを使用することは不可能です。しかし、高性能減水剤を追加するとどうなるか見てください。この粉末のほんのわずかな量が必要なすべてであり、突然、コンクリートが簡単に流れ込む可能性があります。多くの場合、化学混和剤を使用すると、25%少ない水で実用的なコンクリート混合物を得ることができます。しかし、最も重要なことは、プレスの下で、このサンプルはバッチ1と同じくらい粘性であるにもかかわらず、バッチ2と同じくらいの力を保持しました。現代の化学の奇跡は、コンクリートの特性を改善してローマのエンジニアの最もワイルドな夢を超えた高性能減水剤のような多種多様な混合物を私たちに与えました。

では、なぜ私たちのコンクリートは本来あるべきほど長くは続かないように見えるのでしょうか。複雑な質問ですが、1つの答えは経済学です。 「立っている橋は誰でも設計できます。ほとんど立っていない橋を作るにはエンジニアが必要です」という有名な言葉があります。彫刻家の仕事が主題のように見えない大理石のすべての部分を削り取るのと同じように、構造エンジニアの仕事は、設計要件を満たすために必要ではない構造のすべての無関係な部分を取り除くことです。また、寿命は、コンクリート構造物を設計するときにエンジニアが考慮しなければならない多くの基準の1つにすぎません。ほとんどのインフ基盤は税金で支払われ、ローマの基準に合わせて構築するコストが不可能になることはめったにありませんが、多くの場合、一般の人々が合理的と考える額を超えています。しかし、私たちが議論したように、コンクリートの技術は進歩し続けています。多分今日のコンクリートはローマ人のそれより長持ちするでしょう。確実にわかるまでに2000年待たなければなりません。ご覧いただきありがとうございます。ご意見をお聞かせください。

きれいな日本語にはなりませんが、誤訳がないように心がけております。
口頭原文は、続きをご参照願います。


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Practical Engineering 動画翻訳 <2>

4:05
interestingly enough, we have a modern process that closely mimics that of the ancient romans. roller compacted concrete, but with much less water, creating a very dry mix. rather than flowing into place like a liquid, rcc is handled using earth moving equipment, then compacted into place using vibratory rollers like pavement. rcc mixes also usually include ash, another similarity to roman concrete. it's a very common construction material for large gravity and arch dams because of its high strength and low cost. again, these are usually unreiforced structures that rely on their weight and geometry for strength. but, not everything can be so massive that it doesn't experience any tensile stress. modern structure like highway overpasses and skyscrapers would be impossible without reinfoced concrete. so, generally we like our concrete to be more viscous or soupy. it's easier to work with. it flows through pumps and into the complex formwork and around the reinforcement so much more easily. so, one way we get around this water content problem in the modern age is through chemical admixtures, special substances that can be added to a concrete mix to affect its properties. water reducing admixtures, sometimes called superplasticizers, decrease the viscosity of the concrete mix. this allows concrete to remain workable with much lower content, avoiding dilution of the cement so that the concrete cancure much stronger. i mixed up three batches of concrete to demonstrate how this works. in this first one, i'm using the recommended amount of water for standard mix. notice how the concrete flows nicely into the mold withtout need for much agitation or compaction. after a week of curing, i put the sample under the hydraulic press to see to see how much pressure it can withstand before breaking. this is a fairly standard test for concrete strength, but i'm not running a testing lab in my garage so take thses numbers with a grain of salt. the sample breaks at around 200 psi or 14MPa, a reratively average compressive strength for 7-day-old concrete. for the next batch, i added a lot less water. you can see that this mix is much less workable. it doesn't flow at all. it takes a lot of work to compact it into the mold. however, after a week of curing, the sample is much stronger than the first mix. it didn't break until i had almost maxed out my press at 3000 psi or 21 MPa. for this final batch, i used the exact same amount of water as the previous mix. you can see that it doesn't flow at all. it wouldbe impossible to use this in any compricated formwork or around reinforcement. but watch what happens when i add the superplasticizer. just a tiny amount of this powder is all it takes, and all of a sudden, the concrete flows easily in may hand. in many cases, you can get a workable concrete mix with 25% less water using chemical admixtures. but most importantly, under the press, this sample held just as much force as batch 2 despite being just as viscous as batch 1. the miracle of modern chemistry has given us a wide variety of admixtures like superplasticizers to improve the characteristics of concrete beyond a roman engineer's wildest dreams. so why does it seem that our concrete doesn't last nearly as long as it should. it's a complicated question, but one answer is economics. there's a famous quote that says "anyone can design a bridge that stands. it takes an engineer to build one that barely stands." just like the sculptors job is to chip away all the parts of the marble that don't look like the subject, a structural engineer's job is to take away all the extraneous parts of a structure that aren't necessary to meet the design requirements. and, lifespan is just one of the many criteria engineers must consider when designing concrete structures. most infrastructure is paid for by taxes, and the cost of building to roman standards is rarely impossible, but often beyond what the public would consider reasonable. but as we discussed, the technology of concrete continues to advance. maybe today's concrete will outlast that of the romans. we'll have to wait 2000 years before we know for sure. thank you for watching, and let me know what you think!
9:33

テーマ : 不動産投資 - ジャンル : 株式・投資・マネー

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