ドイ産業のよもやま話～part１１～

皆さんこんにちは！

 

さて今回は

～成分と調合～

ということで、コンクリートの基本的な成分とその調合方法、JIS規格に基づく配合設計のポイントまで詳しく解説します。

 

コンクリートは建築や土木工事において欠かせない材料であり、私たちの生活基盤を支えています。しかし、コンクリートは単なる「セメントと砂利の混合物」ではなく、適切な成分と緻密な調合によってその性能が決まります。

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コンクリートの主な成分

1. セメント（結合材）

   • 主にポルトランドセメントが使用され、骨材を結合し硬化させる役割。

   • 水と化学反応（硬化反応）を起こして強度を発揮。

2. 水（化学反応材）

   • セメントと反応して水和物を生成し、強度を生む。

   • 適切な水セメント比（W/C比）が強度と耐久性を左右する。

3. 粗骨材（砂利・砕石）

   • コンクリートの骨組みを形成。

   • 粒径は通常5～20mmで、JIS A 5005に適合したものを使用。

4. 細骨材（砂）

   • セメントと粗骨材の間隙を埋め、密度とワーカビリティを高める。

   • 粒径5mm未満のものが使用される。

5. 混和材・混和剤（補助材料）

   • 流動性・耐久性・硬化時間などを調整するために使用。

   • フライアッシュ、スラグ微粉末、AE剤（空気連行剤）など。

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コンクリートの調合設計（配合設計）

調合設計は、目的に応じた強度・耐久性・施工性を得るために、各成分の最適な割合を決定するプロセスです。

1. 設計基準強度（f’c）の設定

• 必要な圧縮強度（例：24N/mm²、30N/mm²など）を基に設定。

• 一般的に建築用では24～36N/mm²程度が多い。

2. 水セメント比（W/C）

• 通常、耐久性を考慮してW/C比は50%以下が目安。

• W/Cが低いほど高強度になるが、施工性が低下する。

3. 単位水量・単位セメント量の決定

• ワーカビリティ（スランプ値）に応じて水量を調整。

• 水量からW/C比に応じてセメント量を逆算。

4. 骨材の比率と調整

• 実際の使用骨材の吸水率や表面乾燥飽和状態を考慮して調整。

• 細骨材率（Fine Aggregate Ratio）も施工性に影響。

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実用例：配合設計の一例

このような配合は、一般的な住宅の基礎や中低層の構造に適しています。

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コンクリートは、材料の配合と施工の精度によって性能が大きく変わります。適切な設計と管理を行うことで、長寿命で安全な構造物を築くことができます。

 

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