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コンクリート配合とは?水セメント比・種類・強度・DIYのやり方も解説

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コンクリートにはいろいろな種類があるのをご存知でしょうか?

普通の人は知っていても、コンクリートとモルタルの違い(セメントへの混ぜ物の砂と砂利の違い)が限界ではないでしょうか。

「コンクリートの配合について知りたい」
「どう計算するの?どうやって表を作るの?」
「計算の手順はどうするの?」


コンクリートには配合によってさまざまな種類があり、それぞれ用途に応じて作られます。建築現場に携わる人はこれを知らなければならず、納品されたコンクリートも季節などによって扱いを変える必要があるのです。どんなものなのか気になりますよね

そこで今回は「コンクリート 配合」と題して解説します。建設業に関わる人、DIYで外構に興味がある人も、生コンの奥深い世界へようこそ!

1.生コンクリートの配合はどうする?【生コンとは?】

1.生コンクリートの配合はどうする?【生コンとは?】

建築物を作るのに必須なのがコンクリートですが、他のマテリアル=金属や木材等と違い、やわらかい状態で現場に搬入し、施工してから固めるのは皆さんご存じのとおりです。この固まる前のものを生のコンクリート=「生コン」といいます。

生コンはセメントに水、砂利、混和剤を混ぜて作られます。このコンクリートは基本的にDIYでも出来、砂利と砂とセメントを買ってきて自分で混ぜれば作ることもできます。

ただし、家を建てる、外構で駐車スペースを全部コンクリ敷にするなどなどする際は、膨大な量のコンクリートが必要になり、それを自分で配合して施工するのは、人件費こそ浮くものの、凄い体力と時間を消費します。

そういった場合は生コン業者から買う事もできるのですが、その時に「配合」の指定が必要になります。生コンの配合は、公的にJIS様式で定められた「配合計画書」というものがあります。

もちろんプロの建設現場でも、施工者から生コン業者に提出が義務付けられているものです。

1-1.配合計画書 何のため?

すべての建築物、橋や鉄道、港湾施設などの社会資本も含め、あらゆる手段でそのクオリティが担保されるように、法律で定められているわけですが、コンクリートの配合計画書もその一環です。

不当なコストダウン(不当な資材の節約・工期短縮・手抜き工事)のためにコンクリートの性能低下をまねき、事故や災害、損害で利用者が不利益を被らないために、正しい施工を促すためのものです。

1-2.配合計画書の内容

配合計画書の記載事項の意味は以下です。

配合計画書の作成者や作成日、
提出先などの事務的な記載事項
書類を提出する相手先や書類の担当者や日付など。打設日以前に提出し、その内容を確認。
その配合の適用期間や使用箇所 配合を使用する期間を書く。具体的には、4月15日〜6月19日など。

構造体強度補正値は、セメントの種類・呼び強度を保証する材齢・予想平均気温をもとに決める。配合修正の期間は、コンクリート温度の予測をもとにコンクリートの製造者が独自に定める。

コンクリートの呼び方 決めた配合に固有の名前を付け、使用箇所で呼び分ける。名前でコンクリートの概略が分かるようになっている。
配合に対する指定事項 コンクリートの品質や使用材料に対して、条件がある場合の記載項目。

購入者が必ず指定する必須事項と、指定してもしなくとも良い任意事項がある。必須事項は以下。

  • セメントの種類
  • 骨材の種類
  • 骨材の最大寸法
  • アルカリシリカ反応抑制の対策方法
使用材料の名称と物性値 骨材のアルカリシリカ反応はコンクリートの内部からひび割れを起こしてしまう現象のこと。水の区分とは、上水道水・上水道水以外の水・回収水の3種類。

混和材料とは、膨張材や防水材といった混和「材」のほか、液体薬剤などの混和「剤」。

配合表 コンクリートを作る時の単位量や水セメント比、細骨材率などを書く。
その他の特記事項 配合計画の根拠などを書く。案件固有の状況からの調整事項など。

配合計画書の様式は以下です。

コンクリート配合計画書とそのチェックポイント(コンクリートメディカルセンター)

1-3.配合計算の手順

配合計画書の記載事項は
上記を埋めてゆく上で、「配合計算」が必要となります。配合計算は以下の手順で進めます。

コンクリート配合 計算の手順1.水セメント比の決定
配合強度・耐久性から定めた指定条件
2.単位水量の決定
スランプ・単位水量の指定条件
3.単位セメント量・結合材量の決定
水セメント比・単位セメント量の指定条件
4.細骨材量・粗骨材量の決定
ワーカビリティー
5.混和剤量の決定
スランプ・空気量・ 単位水量の指定条件

以上のプロセスで、計算によってそれぞれの数値を決めてゆきます。計算する場合、複雑な計算式を使わなくてもネット上に自動計算できるサイトも公開されています(こちらは見積り用に資材のコスト計算も可能です)

コンクリート配合計算(モルタルにも対応しました)

コンクリートの用途別で適性な配合比の基本数値は、公的に「配合条件表」として公開されています。(あくまで標準の数値なので、諸条件で調整します)

コンクリ-トの標準配合条件表(国土交通省)

2.生コンの配合に関する基礎知識【コンクリート配合】

2.生コンの配合に関する基礎知識【コンクリート配合】

生コンは利用目的や構造物の種類によって配合を変える必要があります。そして当然、それぞれの指標となる単語の意味を知っておく必要があります。

たとえば、配合値は「普通 24−18−25」などと表現します。

普通=普通、軽量、舗装、高強度などに分類されている、コンクリートの用途種類です。あとに続く数字は左から順番に呼び強度・スランプ・粗骨材の最大寸法をあらわしています。このほか空気量。水とセメント比、セメントの種類などが指標として用いられます。

出典:コンクリートの基礎講座(一般財団法人 建材試験センター)

2-1.呼び強度(コンクリートの強さ)

コンクリートの強度は圧縮強度を指し、圧縮強度を「呼び強度」といいます。押された圧力で破砕する強度ですね。

この呼び強度は、正確には、28日経過した後のコンクリートに予定される強度で、ダムなどは16、鉄筋コンクリートは18など、3ずつ刻みで表現し、単位はニュートン(N)です。

2-2.スランプ(生コンの柔らかさ)

コーンと呼ばれる型枠に生コンを詰めて、ゆっくり上に引き抜いたときの生コンの沈み幅を測ります。生コンが硬ければ数値は少なく、柔らかければ大きくなります。

数値が大きいほど作業効率が良くなる分セメントの量が増えコスト増、スランプを下げると作業効率が低下します。

2-3.粗骨材の最大寸法(砂利の大きさ)

砂利(砕石)の最大寸法=計測するふるいの目の大きさのことを指します。コンクリートは粗骨材が大きいほど強度と耐久性が増し、経済面でも有利ですが、外構工事のような工事で大きな粗骨材を用いると逆に強度低下を招きます。

2-4.水とセメント比

文字通りセメントに対する水の割合を指し、水の割合が少なくなると(セメントの割合が高くなると)コンクリートの強度が高くなります。水路や堤防などの耐久性が要求されるもので60パーセント以下、さらにハードな海岸の防波堤などでは55パーセント以下です。

※数字の羅列も興味があれば萌え要素ですね

3.生コンの種類【コンクリート配合】

3.生コンの種類【コンクリート配合】

用途に合わせた生コンの配合には言葉の名前がついているものもあります。

3-1.寒中コンクリート

平均温度4℃以下になると固まりが遅くなったり、耐久性が低下してしまいます。そこで、

コンクリート 寒い時期のケア

  • コンクリートの温度を高める
  • 凍結防止のため、微細空気を混入する混和剤を使用
  • 一定の強度が出るまで保温養生する

これらの対策で、寒冷下でも十分な耐久性を持ったコンクリートを利用できます。

3-2.暑中コンクリート

反対に、暑くても、耐久性が高いコンクリートを作る方法は以下です。

コンクリート 暑い時期のケア

  • コンクリート温度が35℃以下となるように冷却する
  • 固まるのを遅らせる混和剤を使う
  • コンクリートの水分が飛ばないよう養生する

3-3.水中コンクリート

ダムや防波堤などで使われるものは、耐久性を高めるために水の量を減らし、さらに減水剤を添加し、固まるまでは水を抜く、水に触れないような工法で対応します。

3-4.その他

マスコンクリート、流動化コンクリート、膨張コンクリート、プレストレストコンクリート、繊維補強コンクリートなど、用途によってさまざまな作り方が呼称となっています。

4.生コンを扱う際の注意点【コンクリート配合】

4.生コンを扱う際の注意点【コンクリート配合】

生コンは文字通り生もので、身近なようで意外とデリケートで取り扱い注意です。

4-1.防塵マスクを着用する

コンクリートはセメントを含んでおり、セメントは強アルカリ性なので、口や鼻や目などに入ると粘膜が炎症を起こす場合があります。吸い込まないようにマスクで保護をする必要があります。

4-2.皮膚との接触を避ける

汗や涙などに触れるとアルカリ性になり、炎症が起きる可能性があります。目の中に入ってしまう可能性もありますので、ゴーグルや手袋が必要です。素手で触ると指紋がなくなり、しばらくの間指先の皮膚が薄くなっているのが分かります。

4-3.目的・建造物・季節で適切に選ぶ

例えば暑いときは暑いとき用というようにコンクリートを作り分けないと固まる速度が早すぎ、強度も弱くなり作業性の悪さ、作業の失敗を伴います。逆に寒い時には水分が浮く、凍るなどの強度低下、作業性の悪化が起こりますので、適切な配合が必要となるのです。

その他、例えば駐車場を作るのに適した配合があり、施工も下地作りやワイヤーメッシュを入れるなど、用途によっても施工方法や配合を変えて作ります。

5.生コンをDIYで作る場合

5.生コンをDIYで作る場合

家庭用としてセメントを少量だけ使うだけなら、自分でも施工ができます。家庭用では補修目的で砂を混ぜたモルタルを作ることが多いかも知れません。

コンクリートは構造材用、モルタルは表面仕上げや、レンガ・ブロックの目地充填に使用します。

DIYのコンクリート施工
準備するもの 左官用練り舟(箱型の容器)・練り混ぜスコップ・工事用一輪車(深型)・バケツ(20L程度)・左官コテ・ゴム手袋他身体保護具
施工
(基本配合)
セメント1:水1.8:砂3:砂利3の割合(モルタルの配合は砂6・セメント2・水1

セメントと砂を練り船の中でよく練り混ぜ、その後水を入れていく。水は一気に入れないで少しずつ投入して適度な硬さで一度ストップ。砂利を入れて練り混ぜる。

注意点 強いアルカリ性対策で目や耳、手の保護を忘れない。

夏場は直射日光が当たらないよう日陰を作り、翌日以降、固まっているのを確認したら2~3日はひび割れ防止に散水する。

冬場は作業時間を長めに見る。外気温がマイナスになる時期は保温養生するか、作業をしない。

道具はあるもので代用できれば買いそろえる必要はありません。

施工する容積が100リットルを超えるくらいですと、以上のような感じになりますが、「ちょっと補修をやりたい」レベルであれば、インスタントセメント(最初から砕石混じり)・インスタントモルタル(最初から砂混じり)が1リットル単位で売られていますので、それを利用すれば、水を混ぜてこねるだけです。

注意点は、水を入れすぎると後の祭りなので、堅さを見ながら少しづつ足し、水が多すぎたら粉を足すようにします。慣れてくると一度に使う量を勘で作れるようになります。

※ご参考:セメントの使い方【コメリHowtoなび】

6.「コンクリート配合」のまとめ

コンクリート配合とは?水セメント比・種類・強度・DIYのやり方も解説

以上、「コンクリート配合」というテーマで解説をしました。コンクリート配合の知識、実際やるとどうかなどは、理解をいただけたでしょうか?

法令や基本にのっとったセオリーは存在するのですが、その時の様々な条件によって、今までの経験や勘を活かして調整をし、良いものを作るのがコンクリート配合です。

机で得た知識だけでなく、スキルを積んでいくことで得られるやりがいがあるというのは良い仕事ですね。解説を読んでもどこかピンと来ない人は、やってみるのが一番です。ホームセンターで買ってきて実際にこねて使ってみましょう。インスタントセメントでもいいと思います!

「コンクリート配合」 本記事のポイント
  • コンクリートの配合は、法令にのっとり正しい仕事を求められる。
  • 配合は用途や季節ほかによって、強度・作業性・コストを確保するため調整する。
  • 配合は経験を活かして最良の結果を出す。
  • セメントは強アルカリで温度で反応も違うため扱いには注意。
  • DIYで施工することもできる。予算をかけずに気軽にチャレンジ!

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出典:コンクリートの基礎講座(一般財団法人 建材試験センター)

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