MENU

鉄筋コンクリートの比重とは?値、計算、密度、単位体積重量など

  • 鉄筋コンクリートの比重っていくつ?
  • 普通コンクリートと鉄筋コンクリートで比重は違うの?
  • 単位体積重量や密度との関係は?
  • 軽量コンクリートや気泡コンクリートとの差はどれくらい?
  • 構造計算で比重を使う場面ってある?
  • 鉄筋の量で比重は変わるの?

上記の様な悩みを解決します。

鉄筋コンクリート(RC)の比重は、自重計算・運搬計画・解体工事のごみ量算定・地盤への接地圧計算など、建築の様々な場面でベースになる値です。普通コンクリート2.3〜2.4に対して、鉄筋コンクリートは2.4〜2.5あたりというのが定番値ですが、なぜそうなるのかと、関連する単位体積重量・密度との違いを整理しておくと、後段の計算で迷いません。

なるべく分かりやすい表現で記事をまとめていくので、初心者の方にも理解しやすい内容になっているかなと思います。

それではいってみましょう!

目次

鉄筋コンクリートの比重とは?

鉄筋コンクリートの比重とは、結論「鉄筋コンクリートの密度を、水の密度で割った無次元の値」のことです。

比重そのものは「ある物質の質量が、同じ体積の水の質量の何倍か」を表す指標です。水は密度1,000kg/m³で比重1.0、普通コンクリートは密度2,300〜2,400kg/m³で比重2.3〜2.4、鉄筋コンクリートは密度2,400〜2,500kg/m³で比重2.4〜2.5、鉄は密度7,850kg/m³で比重7.85、というあたり。

鉄筋コンクリートは「コンクリート + 鉄筋」の複合材で、鉄筋の比重7.85がコンクリートの比重2.3〜2.4より大きいため、無筋コンクリートよりも比重が0.1ほど大きくなります。

比重の定義(おさらい)

比重の定義は、比重=ある物質の密度÷4℃の水の密度、単位はなし(無次元)、値が1より大きいなら水より重い、というかたち。

比重そのものの考え方は、以下の記事で詳しく扱っています。

あわせて読みたい
比重の単位とは?無次元の理由、密度との違い、建築での使い方など 比重の単位は無次元(単位なし)。なぜ単位がないのか、密度(g/cm³、kg/m³)との違い、JIS表記の書き方、コンクリート・鉄・アルミなど建材の比重の意味、施工管理の現場で比重の無次元性が便利な理由まで初心者向けに分かりやすく整理しました。

鉄筋コンクリートの比重の代表値

実務で使う鉄筋コンクリートの比重は、ほぼ以下の値で押さえられます。

コンクリート種類別の比重

種類 比重の目安 密度(kg/m³)
普通コンクリート(無筋) 2.3〜2.4 2,300〜2,400
鉄筋コンクリート 2.4〜2.5 2,400〜2,500
軽量コンクリート1種 1.8〜2.1 1,800〜2,100
軽量コンクリート2種 1.4〜1.8 1,400〜1,800
気泡コンクリート(ALC) 0.5〜0.7 500〜700
重量コンクリート(ヘマタイト等) 3.5〜4.5 3,500〜4,500

構造計算で使う代表値(公式値)

構造計算で使う代表値は、普通鉄筋コンクリートでγ=24 kN/m³(密度換算で約2,450kg/m³)、軽量鉄筋コンクリート1種でγ=20 kN/m³(約2,040kg/m³)、というあたり。

構造計算書では「単位体積重量γ」として kN/m³ の単位で記述するのが普通ですが、これを9.8で割った値(おおよそ密度/1,000)が比重に対応します。

普通コンクリート自体の比重・配合・強度の話は、以下の記事に詳しいです。

あわせて読みたい
コンクリートとは?配合、強度、比重、密度、スランプ試験について コンクリートってなに? 比重と密度を知りたい 強度はどれくらい? 配合って? スランプ試験について知りたい 上記のような悩みを解決します。 コンクリートは建物の基...

比重と単位体積重量・密度の関係

「比重」「密度」「単位体積重量」は、似たような言葉で混乱しやすいので、整理しておきます。

3つの違い

3つの違いは、密度が単位体積あたりの質量(単位はkg/m³)、単位体積重量が単位体積あたりの重量(重力下での力=単位はkN/m³)、比重がその物質の密度を水の密度で割った無次元値、という関係。

鉄筋コンクリートの数値で対応関係を見る

鉄筋コンクリートの数値で対応関係を見ると、密度ρ≒2,450 kg/m³、単位体積重量γ=ρ×g≒2,450×9.81÷1000≒24 kN/m³、比重S=ρ÷1,000=2.45、という関係。

つまり鉄筋コンクリートでは、密度2,450 / 単位体積重量24kN/m³ / 比重2.45 が同じ「物質の重さ」を3つの単位で表現したものになります。

単位体積重量の使い方は、以下に詳しい解説があります。

あわせて読みたい
鉄筋コンクリートの単位体積重量とは?値、計算、比重との違いなど 鉄筋コンクリートの単位体積重量とは、構造計算で使う「自重」の根拠となる値で、設計上は一般に24kN/m³(普通コンクリートは23kN/m³)。値の根拠、コンクリート単独との差、t/m³・kgf/m³での換算、比重との違い、スラブ・梁・柱の自重計算例、施工管理現場での確認ポイントまで建築の技術知識として初心者向けに整理しました。

密度と比重の違いそのものをもう一段深めたい場合は、以下が詳しいです。

あわせて読みたい
密度と比重の違いとは?単位、計算、建築材料の値、使い分けなど 密度と比重の違いとは、密度が「体積あたりの質量(kg/m³)」で次元を持ち、比重が「水を1とした相対値(無次元)」で表される点。建築材料(コンクリート2.3〜2.4、鉄7.85、木材0.4〜0.6)の実数値、ミルシートでの扱い、単位体積重量との関係、施工管理での使い分けを建築の技術知識として初心者向けに整理しました。

鉄筋量による比重の違いを計算する

「鉄筋を多く入れたら、鉄筋コンクリートはもっと重くなるのでは?」と直感的に思うかもしれません。実際にどう変わるのか、ざっくり計算してみます。

前提

前提条件は、普通コンクリートの比重が2.35、鉄筋の比重が7.85、鉄筋比pが単位体積コンクリートあたりの鉄筋体積比、というかたち。

RCの比重の計算式(混合則)

S_RC = (1 − p) × S_concrete + p × S_steel

例1:鉄筋比1%(一般的な梁・柱)

p = 0.01

S_RC = 0.99 × 2.35 + 0.01 × 7.85 = 2.327 + 0.0785 = 2.405

例2:鉄筋比2%(耐震部材で多い領域)

p = 0.02

S_RC = 0.98 × 2.35 + 0.02 × 7.85 = 2.303 + 0.157 = 2.460

例3:鉄筋比4%(極端に多配筋)

p = 0.04

S_RC = 0.96 × 2.35 + 0.04 × 7.85 = 2.256 + 0.314 = 2.570

実務で使う配筋比は1〜2%程度なので、鉄筋コンクリートの比重は2.4〜2.5に収まる、という結果が裏付けられます。設計上は γ = 24 kN/m³ を採用するケースが圧倒的に多く、よほど大量配筋でなければ「24」で良い、というのが定説です。

鉄筋単体の比重は、以下の記事に詳しいです。

あわせて読みたい
鉄筋の比重とは?密度、単位体積重量、D10〜D32の重量など 鉄筋の比重は7.85、密度は7,850 kg/m³、単位体積重量は約77 kN/m³。比重・密度・単位体積重量の違いから、D10〜D32の単位質量、SD295・SD345の値、鉄筋の数量積算で重量を出す計算手順までを施工管理の視点で初心者向けに整理しました。

比重が大きいことのメリット・デメリット

鉄筋コンクリートの比重2.4〜2.5は、建築材料の中ではかなり重い部類です。これによる影響を整理しておきます。

メリット

メリットは、自重が大きく転倒・浮き上がりに対して安定しやすい、制振性が高く振動が伝わりにくい、遮音性能が高い(質量則で重い壁ほど音を遮る)、蓄熱性が高く室温が安定しやすい、耐火性が高く被覆を兼ねる、というあたり。

デメリット

デメリットは、自重そのものが構造への負担になる(基礎が大型化)、運搬・揚重コストが高い、解体時のごみ量が多い(産業廃棄物処理費が嵩む)、地盤への接地圧が大きく軟弱地盤では支持杭が必要になりやすい、地震時に慣性力が大きく耐震設計に有利とは限らない、というあたり。

軽量コンクリート・ALCを使う動機の多くは、この「重さ」のデメリットを下げるためです。逆に言えば、自重が必要な耐震壁・基礎マスコンクリート・遮音壁の用途では、鉄筋コンクリートの比重の大きさが武器になります。

水との比較で「軽い・重い」を直感的に押さえたい場合は、水の比重との対比が分かりやすいです。

あわせて読みたい
水の比重とは?1の意味、密度との違い、温度別、建築での使い方など 水の比重とは、4℃の純水の密度を基準(=1.000)として他の物質と比較した値のこと。なぜ1なのか、密度との違い、温度別の値、コンクリートや鉄など建材との比較表、地下浮力検討やコンクリート配合での使い方まで、施工管理の視点で初心者向けに整理しました。

鉄筋コンクリートの比重を計算で使う場面

比重・単位体積重量は、建築実務のあちこちで「自重を出すための基本値」として使われます。代表的な場面を4つ。

① 構造自重の算定

スラブ・梁・柱・耐震壁の自重は「断面積 × 単位体積重量」で出します。たとえば厚さ150mmのスラブの自重は、

w = 0.15 × 24 = 3.6 kN/m²

として、固定荷重(自重)の中心になります。

② 解体工事のごみ量算定

RC造の解体では、

廃棄物体積 ≒ 解体延床面積 × 平均厚み × 比重

で重量を算定して、産業廃棄物処理費を見積もります。普通コンクリートのRCで2.4〜2.5の比重を使うのが標準です。

③ 杭・基礎の許容支持力検討

建物全重量を計算するときに、上部構造の単位床面積あたりの重量(kN/m²)が基礎の支持力計算の入力になります。RC造であれば1m²あたり10〜13kN程度の自重を見込むのが目安で、ここに地震時の水平力が加わります。

④ 制振・遮音性能の検討

遮音設計の質量則「壁の重量が2倍になると遮音性能が約6dB上がる」では、壁体の単位面積重量(kg/m²)が直接効きます。鉄筋コンクリート壁ならt150mm壁で約360kg/m²、t200mmなら480kg/m²と、軽量材料に比べて段違いに重いので、遮音壁・録音スタジオ・住宅の界壁などに採用されやすい理由になります。

なお現場のミルシートでは「鉄筋の比重・単位質量」を確認する場面が多く、ミルシートの読み方そのものは別記事にまとまっています。

鉄筋コンクリートの比重に関する情報まとめ

  • 鉄筋コンクリートの比重とは:RCの密度を水の密度で割った無次元値
  • 代表値:2.4〜2.5(構造計算では単位体積重量24kN/m³を使用)
  • 普通コンクリートとの差:鉄筋分で比重が0.1程度大きくなる
  • 軽量コン・ALCとの差:軽量1種で1.8〜2.1、ALCで0.5〜0.7
  • 密度・単位体積重量との関係:密度÷1,000 ≒ 比重、密度×g ≒ 単位体積重量
  • 鉄筋量での変化:1〜2%の通常配筋なら比重2.40〜2.46に収まる
  • 使う場面:構造自重、解体ごみ量、基礎支持力、遮音設計

以上が鉄筋コンクリートの比重に関する情報のまとめです。

鉄筋コンクリートの比重「2.4〜2.5」「単位体積重量24kN/m³」は、覚えるのは数字一発ですが、その裏にはコンクリート・鉄筋それぞれの比重と、両者の混合比率が効いています。普通コンクリートと比較したときの差、軽量コンクリートと比較したときの差を頭に入れておくと、「この建物の重量はおおよそ何kN/m²」「この基礎で支持できるのか」といった概算がぐっと素早くなります。一通り基礎知識は理解できたと思います。

あわせて読みたい
鉄筋コンクリートの単位体積重量とは?値、計算、比重との違いなど 鉄筋コンクリートの単位体積重量とは、構造計算で使う「自重」の根拠となる値で、設計上は一般に24kN/m³(普通コンクリートは23kN/m³)。値の根拠、コンクリート単独との差、t/m³・kgf/m³での換算、比重との違い、スラブ・梁・柱の自重計算例、施工管理現場での確認ポイントまで建築の技術知識として初心者向けに整理しました。
あわせて読みたい
密度と比重の違いとは?単位、計算、建築材料の値、使い分けなど 密度と比重の違いとは、密度が「体積あたりの質量(kg/m³)」で次元を持ち、比重が「水を1とした相対値(無次元)」で表される点。建築材料(コンクリート2.3〜2.4、鉄7.85、木材0.4〜0.6)の実数値、ミルシートでの扱い、単位体積重量との関係、施工管理での使い分けを建築の技術知識として初心者向けに整理しました。
あわせて読みたい
比重の単位とは?無次元の理由、密度との違い、建築での使い方など 比重の単位は無次元(単位なし)。なぜ単位がないのか、密度(g/cm³、kg/m³)との違い、JIS表記の書き方、コンクリート・鉄・アルミなど建材の比重の意味、施工管理の現場で比重の無次元性が便利な理由まで初心者向けに分かりやすく整理しました。
あわせて読みたい
鉄筋の比重とは?密度、単位体積重量、D10〜D32の重量など 鉄筋の比重は7.85、密度は7,850 kg/m³、単位体積重量は約77 kN/m³。比重・密度・単位体積重量の違いから、D10〜D32の単位質量、SD295・SD345の値、鉄筋の数量積算で重量を出す計算手順までを施工管理の視点で初心者向けに整理しました。
あわせて読みたい
水の比重とは?1の意味、密度との違い、温度別、建築での使い方など 水の比重とは、4℃の純水の密度を基準(=1.000)として他の物質と比較した値のこと。なぜ1なのか、密度との違い、温度別の値、コンクリートや鉄など建材との比較表、地下浮力検討やコンクリート配合での使い方まで、施工管理の視点で初心者向けに整理しました。
あわせて読みたい
コンクリートとは?配合、強度、比重、密度、スランプ試験について コンクリートってなに? 比重と密度を知りたい 強度はどれくらい? 配合って? スランプ試験について知りたい 上記のような悩みを解決します。 コンクリートは建物の基...
よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!
目次