モルタルとコンクリートの特長とは?比重はどう関わるのか?

「モルタル」も「コンクリート」も、聞いたことがある方は多いのではないでしょうか。

しかし、その違いについて、きちんと説明できる方は少ないかもしれません。

モルタルとコンクリートはどちらも、見た目が灰色で建築材料として使われているというようにとてもよく似ています。

では、その違いは何なのでしょうか。

それでは、モルタルとコンクリートの特長や、その比重について見ていきましょう。

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モルタルとコンクリートについて

モルタルとは「木造モルタル二階建て」などのように、建物の仕上げに使われることの多い建築材料のことです。

また、モルタルは扱いも簡単で、用途も広いのでDIYにもよく使われます。

一方、コンクリートは「コンクリート打ちっぱなし」と言われるように、建物の基礎部分などに使われることが多い建築材料です。

モルタルとコンクリートについて説明するには、セメントからはじめなくてはなりせん。

セメントとは、「物と物とを結合させる」もので、「接着性と水で固まる水硬性」をもったものを言います。

そのため、多くの場合は建築に使われるものを指しますが、例えば歯医者などで治療に使うものもセメントと呼ばれています。

ともあれ、ここで言うセメントは、建築材料のことで主に石灰石、粘土、けい石、酸化鉄、石こうなどを細かく砕いて混ぜ合わせた、灰色の粉末状のものです。

セメントにも何種類かありますが、一番多く出回っているのが「ポルトランドセメント」で、このセメントに砂をよく混ぜ合わせ、水を加えて練り上げたものがモルタルです。

そして、コンクリートは、モルタルのもとであるセメントと砂に砂利などを加え、モルタルと同じように水を加え練り上げたものを言います。

したがって、モルタルとコンクリートの比重の差には、砂や砂利などの骨材が大きく関わってきます。

モルタルとコンクリートの比重の違いは骨材

ところで、なぜセメントに砂や砂利などを混ぜて、モルタルやコンクリートを作るのでしょうか?

先程、セメントは「接着性と水で固まる水硬性」があると述べましたが、水分が飛んで乾くときに大きな収縮が起こります

水で練り上げるとペースト状になり、乾くと固くなるので扱いやすいのですが、セメントだけで使うと収縮性が高いことでひび割れを起こしてしまうのです。

しかし、砂を適量混ぜることで、ひび割れを防ぐことができます。

そして、砂だけを混ぜるモルタルよりも、砂と砂利などを混ぜるコンクリートの方が圧力に対する強度が高くなります。

そのため、コンクリートは建物の基礎工事に使われることが多いのです。

そして、前述したように、このとき混ぜる骨材が、モルタルとコンクリートの比重を決めます。

一般に、モルタルを作るときは、セメント1に対して砂が3と言われています。

それに対してコンクリートは、セメント1に対して砂が3、砂利などが6になります。

モルタルとコンクリートの比重を計算する

モルタルとコンクリートの比重の差は、骨材だということがおわかりいただけたことでしょう。

それでは、同じ大きさのものを作った場合の比重はどうなるのでしょうか。

1㎥のものを作るとして見てみましょう。

【モルタル】セメント1:砂3

・セメント 550㎏

・砂 1650㎏

・合計 2200㎏

【コンクリート】セメント1:砂3:砂利など6

・セメント 210㎏

・砂 630㎏

・砂利など 1260㎏

・合計 2100㎏

単純に計算するとこのようになります。

このように、砂利などの骨材よりもセメントの方が重いので、コンクリートよりもセメントを多く使うモルタルの方が重くなるのです。

そのため、コンクリートに混ぜる骨材を体積は同じで軽いものにすれば、より軽いコンクリートを作ることができる、ということになります。

モルタルとコンクリートの骨材の比重

前項で計算したように、モルタルとコンクリートの比重の差は骨材が大きく関わってきます。

では、骨材の比重を見てみましょう。

・砂(乾燥) 17

・砂(抱水) 20

・砕石(乾燥) 15

・砕石(抱水) 19

・砂利(乾燥)17

・砂利(抱水) 21

・人工骨材(細骨材) 9~12

・人工骨材(粗骨材) 5~8

こうしてみると、砂や砂利、砕石の比重はほとんど変わりませんが、人工骨材を使うとその比重はかなり軽くなることがわかります。

モルタルも砂に変えて、人口細骨材を使うと軽くすることはできますが、人工粗骨材を多く配合するコンクリートの方がより軽くなります。

ちなみに、特殊な「遮へい用コンクリート」は、放射線などを遮へいするため、骨材には鉄鉱石など重い材料を使います。

そして、その比重は、60になることもあります。

モルタルとコンクリート「比重」の違いが用途の違い

モルタルとコンクリートでは、その用途が大きく異なります。

前述したようにコンクリートは圧力に対する強度が高いので、建物の基礎部分に多く使われています。

しかし、引っ張られる力に対しての強度は低くなります。

そこで、鉄筋などと組み合わせることで、コンクリートの弱点を補い、強度を最大限に活かすようにも使われます。

これを「鉄筋コンクリート」と呼び、建築に使われているのです。

また、コンクリートは遮音性も高いので、建築物には最適な建築素材と言えるでしょう。

一方、モルタルはコンクリートほどの強度はありませんが、質感が滑らかなのでレンガやブロックを積むときの接着剤や、建物などの仕上げ材としてよく使われています。

さらにモルタルは、その扱いやすさから、DIYでも使われることが多くなっています。

コンクリートと違い、モルタルが建物の大きな部分で使われないのは、強度もさることながら、比重が大きく関わってきます。

先程は、1㎥を例に出しましたが、大きな建物になるとその何十倍、何百倍にもなります。

1㎥では、ほんの少しの差であっても、大きな建物になるとその差は大きくなるので、コンクリートと同じ型枠にモルタルを使うと型枠が壊れてしまう、ということもあるのです。

モルタルとコンクリートの比重で強度が変わる?

これまで、モルタルとコンクリートの比重について見てきました。

比重のポイントは、配合する骨材にあるとお話してきましたが、その骨材によって強度が変わってきます。

前述した「遮へいコンクリート」は極端な例になりますが、骨材そのものにもある程度の強度が必要なのです。

例えば、建物によく使われている「軽量コンクリート」は、軽くて断熱性に優れています。

しかし、その分、許容応力度が普通のコンクリートに比べ、0.9倍と低く、強い力が加わると崩壊する恐れがあります。

それは、骨材に密度の小さい天然軽量骨材や人工軽量骨材などを使っているからです。

そのため、軽量コンクリートは屋根の防水や床の防音など、その性質に合った部分的な使われ方をしています。

こうして見てみると、通常使われている、砂や砂利は比重や強度の面でバランスが取れている骨材と言えるでしょう。

また、セメントも日々進化していて、特に強度に関しては目覚ましいものがあります。

コンクリートに流動化剤などを配合することでも強度を増すこともできます。

もしかすると、セメントや骨材の進化によって、モルタルとコンクリートのあり方も変わっていくかもしれませんね。

モルタルとコンクリートの比重は骨材がポイント!

このように、モルタルとコンクリートの違いは骨材の違いにあります。

そして、その骨材によって、強度や用途が変わってきます。

普段、何気なく目にしている、モルタルやコンクリートですが、そこに配合される骨材にまでは目がいかなかったのではないでしょうか。

家を建てるときや駐車場を作るときなどに、今回の記事をぜひ参考にしてください。