모니에는 콘크리트가 약한 곳, 즉 인장력이 작용하는 곳에 강철을 넣었다

조제프 모니에는 프랑스의 정원사로, 화분에 쓸 수 있는 재료에 만족하지 못했다. 점토는 쉽게 깨졌고 나무는 풍화되었으며 식물의 뿌리에 의해 부서질 수 있었다. 그는 값싸고 모양을 만들기 쉬운 콘크리트로 화분과 통을 만들기 시작했지만, 콘크리트만으로는 충분히 안정적이지 않았다. 콘크리트는 눌릴 때는 강하지만 당겨질 때는 약하기 때문에 갈라졌다.

용기를 더 튼튼하게 만들기 위해 모니에는 콘크리트에 철망을 묻어 넣는 실험을 했다. 그는 콘크리트를 보강하려 한 최초의 인물은 아니었지만, 그 가능성을 알아보고 이를 적극적으로 알렸으며, 1867년 파리 만국박람회에서 이 아이디어를 전시했고 1867년 7월 16일 원예용 철근 보강 홈통에 대한 첫 특허를 출원했다.

핵심은 두 재료가 서로의 약점을 보완한다는 점이었다. 콘크리트는 구하기 쉽고 모양을 만들기 쉬우며 압축 강도, 즉 부서짐에 대한 강도가 강하지만 인장 강도, 즉 당김에 대한 강도는 분명히 약하다. 강철은 그 당기는 방향으로는 극히 강하지만 맞춤형 모양으로 가공하기는 어렵고 비싸다. 그래서 모니에는 강철을 인장력이 작용하는 곳, 즉 슬래브의 아래쪽에 작은 막대의 그물망으로 배치하고 콘크리트가 압축을 담당하게 했다.

그는 더 많은 특허로 이 아이디어를 계속 확장했다. 1868년에는 철근 보강 파이프와 수조, 1869년에는 건물 외벽 패널, 1873년에는 교량, 1878년에는 보에 대한 특허를 냈다. 1875년에는 역사상 최초로 철근 보강 콘크리트 교량이 샤즐레 성에서 건설되었으며, 모니에가 설계자였다.

인장력을 위해 망을 묻어 넣음

콘크리트는 압축에는 강하지만 인장에는 약하므로, 보강되지 않은 콘크리트 용기는 당겨져 갈라진다.

강철은 인장에 극히 강하지만 맞춤형 모양으로 성형하기는 어렵고 비싸다.

모니에는 인장 응력이 작용하는 곳에 철망을 배치하여, 콘크리트가 감당할 수 없는 당김을 강철이 흡수하게 했다.

그 결과는 어느 한 재료보다 더 강하면서도 콘크리트처럼 값싸고 주조 가능한 복합 재료였다.

한 재료가 한 종류의 응력에서 실패할 때는 그 응력을 감당하는 다른 재료와 짝지어, 약한 재료 하나만 강화하려 하기보다 각 재료를 하중이 요구하는 곳에 배치하라.

1885년 독일 엔지니어 구스타프 아돌프 바이스는 모니에의 특허를 사들여 철근 콘크리트를 본격적인 건축 재료로 만들었고, 바이스 운트 프라이탁을 비롯한 회사들을 설립하여 독일 전역에 모니에 공법을 보급했다. 모니에는 1888년 파산했고 1906년 가난한 채로 사망했지만, 그의 이름은 모니에 파이프 회사와 수많은 철근 콘크리트 구조물에 남았다. 철근 콘크리트는 현대 건축의 중추가 되었고, 그가 해외에 일괄 금액으로 판 특허들은 다른 이들에게 큰 재산을 안겨 주었다. 그가 프랑스 클라마르에서 설계한 저수지는 지금도 서 있다.