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世界第一簡單混凝土

為了解決公主集運運費計算的問題，作者石田哲也 這樣論述：

透析神奇、珍貴的混凝土， 成為下一位安藤忠雄，勝過科比意！ 材料、特性、種類、製作方式、改良歷程 可愛漫畫帶你近距離接觸 建築界小天后──混凝土！ 　　科比意（Le Corbusier）建造的「廊香教堂」（Ronchamp）運用清水混凝土； 　　安藤忠雄靠清水混凝土，獲得建築界最高榮譽普利茲克獎…… 　　成就建築文明的混凝土，到底是什麼？ 　　土木工程、營建工程、結構工程、大地工程、水利工程、建築工程──必備的混凝土！ 　　建築師的謬思，現代人的堡壘──迷人、多變、美麗、堅強的混凝土！ 　　你知道嗎？混凝土是建材界的「白雪公主」！ 　　混凝土有「公主病」，對濕度、溫度極為敏感，而且

會隨時光老化！ 　　混凝土成分近似地殼，可用廢棄物製作，對環境友善，天然就是美啦！ 　　混凝土不只是一團泥！它包含骨材與漿體？ 　　「水泥」只是混凝土的黏合劑？它不是因乾燥而固化？ 　　如何調配水、水泥、砂礫的比例，掌控混凝土的強度和耐久性？ 　　水泥比例高，可增加強度，但會降低流動性，影響澆置作業？ 　　流動性與「坍度」有何關係？ 　　水泥與水的化學反應，稱為水合反應。測量溫度可以得知水合反應的進度？ 　　如何考慮混凝土的力學特性，設計梁柱？ 　　混凝土內部的鋼筋腐蝕，會造成混凝土劣化？ 　　氯離子滲透、中性化（碳酸化）、鹼與氧化矽的反應……如何測量混凝土的劣化程度？ 　　水中不分離性混凝

土適合建河堤，化學原理是什麼？ 　　「月球混凝土」利用月球的玄武岩或鈣長石製作，但人類如何在月球上，取得水呢？ 　　《世界第一簡單混凝土》可愛漫畫帶你近距離接觸，建築界小天后──混凝土 　　了解混凝土的全部，踏入建築界，在地球表面留下文明的遺蹟吧！ 　　本書用漫畫配合專文介紹混凝土的材料組成、特性、種類、製作方式、改良歷程，解說各種類混凝土的施工方法、適用領域，讓你踏入建築、土木的世界，從理論與實務掌握混凝土。融合實例介紹、原理解說、計算公式、應用原則，最有趣、最詳盡的混凝土大全，轟動登場！ 作者簡介 石田哲也 　　東京大學的工學博士   　　1971年 出生於山梨縣山梨市 　　1

994年 東京大學工學部土木工學科畢業 　　1996年 東京大學大學院工學系研究科社會基盤工學，碩士畢業 　　1999年 東京大學大學院工學系研究科社會基盤工學，博士畢業 　　擔任東京大學工學系研究科社會基盤工學的助教、講師和助理教授。現在為相同科系的教授。專攻混凝土工學、地圈環境工學、多孔體熱力學。 　　主要獲獎： 　　土木學會論文賞、土木學會出版文化賞、土木學會吉田賞、日本混凝土工學會論文賞、前田工學賞、fib Awards、IABSE Prize等。 　　主要著作： 　　Multi-Sacle Modeling of Structural Concrete, K. Maekawa,

T. Ishida and T. Kishi, 2008, Taylor and Francis.都市空間的持續再生、藤野陽三˙野口貴文編著，2007，技報堂出版（執筆第11章） 審訂者簡介 林輝政  教授 　　專長： 　　複合材料、結構力學、風力能源 　　現職： 　　國立台灣大學工程科學及海洋工程系教授 　　學歷： 　　國立台灣大學造船工程博士 　　經歷： 　　國立澎湖科技大學校長、副校長 　　國立澎湖科技大學海洋資源暨工程學院院長 　　台大與工研院合設奈米科技研究中心副主任 　　Visiting Professor, Dept. of Information and Elect

rical Eng., UMBC, U.S.A. 　　Visiting researcher, Lab. of Material Science and Engineering, NIST, U.S.A. 　　國立台灣大學 工程科學及海洋工程系教授、系主任、所長 　　國立台灣大學 造船及海洋工程系教授、系主任、所長 　　Visiting scholar, School of Aeronautics and Astronautics, Purdue University, U.S.A. 譯者簡介 陳彩華 　　兼職譯者，是一枚在日本的基層打拼的小上班族，雖然工作有時加班到爆炸，還是會穿上運動

鞋去練跑的未來超馬選手(有夢最美)。成功大學材料工程系畢業，是預備工程師的逃兵。日本留學就職後人生大轉彎，從理工變成國貿再轉成IT，目前自學苦讀電腦書。踏入翻譯的領域是美麗的意外，截稿期則是地獄的開始，再加上工作加班，只能在最底層找到我。 　　請多指教。 序幕  突然的邂逅 第一章 混凝土是什麼？ 1.混凝土由什麼製成？ 2.關於骨材 3.關於水泥 4.無所不在的混凝土 →深入探討 混凝土是什麼 刻印時間的混凝土 混凝土的優缺點 混凝土的力學特性 為顆粒集合體的混凝土 關於骨材 關於波特蘭水泥 　　 第二章 何時開始使用混凝土？ 1.混凝土的起源 2.古羅馬的混凝土 3

.日本的混凝土使用 4.混凝土的耐久性 →深入探討 古代的混凝土 混凝土的混合材料 日本的混凝土新時代：小樽港建港和百年耐久性試驗 混凝土的耐久性 第三章 新拌混凝土的性質和水合反應 1.新拌混凝土的性質 2.水合反應的運作 →深入探討 新拌混凝土的性質和混凝土的施工 混凝土的坍度 混凝土的施工性 自填混凝土 高性能AE減水劑 水泥的水合反應 水合反應的溫度依存性 第四章 混凝土的成長和初期缺陷 1.混凝土的成長 2.熱裂縫 3.乾燥收縮裂縫 4.減少裂縫的方法 →深入探討 水泥硬化體內部的微細結構 水合的發展和強度成長 水合熱造成的裂縫 收縮造成的裂縫   第五章 混凝土結構物的耐久性

1.混凝土結構物的劣化 2.鋼筋生鏽的原因①：氯離子 3.鋼筋生鏽的原因②：中性化 4.防止鋼筋生鏽的方法 5.混凝土自身的劣化 →深入探討 混凝土結構物的耐久性 鋼筋的腐蝕現象 劣化進行的過程 混凝土內部的氯離子滲透 混凝土的中性化（碳酸化） 鹼-氧化矽反應 凍結溶解 化學腐蝕 第六章 混凝土的不同種類 1.高強度、能變形的混凝土 2.用於水中的混凝土 3.維護水邊生態環境的混凝土 4.用於外壁材的混凝土 5.具有恢復力的混凝土 6.在月球上使用的混凝土 →深入探討 各種混凝土 超高強度混凝土、纖維補強混凝土 多孔混凝土 裂縫自癒混凝土 月球混凝土 溫故知新：吉田德次郎博士的最高強度混凝

土 索引 　　本書的主題是最常見的建築材料──混凝土，亦即俗稱的水泥。對現代社會來說，混凝土是不可或缺的。雖然我們在日常生活中，隨處可見混凝土，但是很意外地，我們對它一無所知。當初次見面的人問我的研究專業是什麼，而我回答：「我在研究混凝土」的時候，很多人會一臉錯愕。混凝土是低技術性建築材料的代表物，但是充滿我們日常生活的混凝土一點也不顯眼，多數人都無法想像混凝土屬於哪個學問領域，研究內容是什麼。 　　混凝土的歷史可追溯到數千年前，而我們至今仍針對材料、設計、施工和維護管理等方面，開發各種技術，使混凝土能夠擁有更多功能、用途，而且堅固耐用。混凝土的研究領域，主要分為「混凝土

材料」和「混凝土結構」，本書集中討論「混凝土材料」，以及相關的工學知識、研究。 　　本書適合以下讀者： 　　就讀一般大學、科技大學、高級職業學校等，專攻土木工程、建築設計，想要了解混凝土的人。 　　喜歡建築、土木工程和公共設施的人。 　　對隨處可見的混凝土一無所知，但是很感興趣的人。 　　本書介紹各發展階段混凝土的特性，從新拌混凝土到早期混凝土（early age concrete）皆不放過。混凝土的性質、硬化過程、初期缺陷、耐久性與劣化等，本書皆有介紹，不只是初學者，連學過混凝土的人，都能透過本書，全面地複習。此外，本書內容有許多是筆者「混凝土工學」課程的上課講義（開設於東京大學工學部社

會基盤學科），學生可作為上課的參考用書。 　　本書共六章，各章架構為： 　　漫畫。 　　補充漫畫的文章。 　　漫畫能使讀者理解混凝土的大概性質，想要深入了解的人，則可閱讀補充文章。 　　在此感謝株式會歐姆社開發部的工作人員，提供我出版本書的機會，尤其是給我許多企劃建議，幫助我編輯本書的負責人。我也要謝謝負責漫畫的株式會社TREND-PRO，撰寫腳本的akino和負責作畫的Haruo。 　　最後，我期望本書能讓許多讀者更加認識混凝土。 石田哲也 混凝土是什麼？ 混凝土混合水、水泥、細骨材（砂）和粗骨材（礫石），是世界上最廣泛使用的建築材料，分為在施工現場製作，在工廠拌好再送到施工現場（

預拌混凝土，ready mixed concrete），以及在工廠鑄好混凝土預製品，再送到施工現場（預鑄混凝土）兩大類。 建在施工現場附近，製造混凝土的工廠，稱為配料廠（batch plant），具有儲存材料的水泥儲槽（cement silo）、計量材料的設備，以及混合材料的攪拌機。建造混凝土重力壩（concrete gravity dam）等需要大量混凝土的結構物，會在施工現場附近設置配料廠，以減少運費，提升經濟效益。 日本剛開始使用混凝土，大多在現場製作混凝土。但1955年後，發明了可運送品質穩定混凝土的混凝土拌合車（agitator），因此，日本開始廣泛使用預拌混凝土。日本預拌混凝土的生

產量，在第二次世界大戰後的經濟高度成長期，隨著大量需求而增加。即便施工現場沒有配料廠，也能訂購「預拌混凝土」，非常方便，所以此方法到現在仍舊是最普遍的。日本2009年的預拌混凝土出貨量，大約為8600萬立方公尺。過去最大的出貨量是1990年的1億9800萬立方公尺，比現在的出貨量多出一半以上。 預製品是預鑄混凝土工廠製造的預鑄混凝土構件。潛盾隧道（shield tunnel）所用的隧道環片（tunnel segment，請參考第3章）、預鑄樓板、箱涵（box culvert）、擋土牆、電線桿，都是混凝土預製品。混凝土預製品在工廠製作，優點是易於管理施工流程，混凝土品質穩定。 刻印時間的混凝土混

合材料的混凝土會變成柔軟的可塑狀態，可填入各種模板，製成不同形狀。尚未硬化的混凝土稱為「新拌混凝土」（fresh concrete）；將第1章 混凝土是什麼？ 31混凝土填入模板的動作稱為「澆置」，澆置後數小時，水泥會和水產生化學反應（水合反應），漸漸硬化。水泥透過化學反應獲得鍵結力，提高混凝土的硬度，變得密實。一般的混凝土，四週便會完成70～80%的水合反應，就像人類青春期的生活方式，會塑造人格一樣。混凝土完成澆置的一個月內，硬化情形會決定混凝土的性質。