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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

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  • 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礎として、無くてはならない存在です。

建築を理解していく上で必須の項目ですので、必要最低限の知識を覚えておきましょう。

この記事を執筆している僕は建設業TOP10の会社で施工管理をしていました。実務で得た情報を元に記事を執筆するので、それなりに信憑性の高い記事になるかなと思います。

それではいってみましょう!

 




コンクリートとは?

コンクリートとは、結論「水と砂と砂利とセメントを配合したもの」です。

皆様が想像するようなコンクリートは固体だと思いますが、実は最初から固体である訳ではありません。最初は液体の状態です。「液体→塑性体→半固体→固体」といった流れで皆様がイメージするコンクリートになります。

この性質があることにより、コンクリートの形を自在に操ることができるんです。

例えば、正方形の型に液体のコンクリートを流し込めば正方形のコンクリートができます。コンクリートの柱を作りたかったら、柱の型にコンクリートを流し込めばコンクリート柱の完成です。コンクリートブロックを作ったりすることもできます。

液体スタートであることにより、様々な形のコンクリートを自由自在に作ることができるんですね。今や建築現場で使われないことはありません。

特徴としては「強度が高いこと」が挙げられます。

コンクリートを見たことがある人なら分かると思いますが、相当固いです。マイクタイソンが殴っても割れることはありません。

RC造(鉄筋コンクリート造)の建物においては、柱や床にコンクリートが採用されます。コンクリートは強度が高いので、重いものを支えることが可能なんです。

ただ「引っ張られる力には弱い」という特徴もあります。完璧ではなく、欠点があったりするので、鉄筋や鉄骨などの部材と組み合わせて使われたりします。

具体的には、下記のような用途があります。

コンクリートの用途

  • RC造の柱や床
  • 盤の基礎
  • ダムや橋
  • カルバート

 

コンクリートの比重

まず前提知識として、比重について解説させてください。

比重と密度は異なります。

密度とは、要するに単位体積あたりの重さです。密度が30[kg/m3]だとして、体積が100[m3]だったら、重さは3000[kg]になります。

対して、比重とは水の何倍の重さがあるかという話です。

比重が5だとしたら、水の5倍重いという考え方です。要するに比率な訳ですから、単位はありません。比重と密度は似たものでありながら、明確に定義が異なるものですので注意しましょう。

話を戻すと、コンクリートの比重は「2.3」です。

つまり、コンクリートは水よりも2.3倍重いということです。具体的な重さを求めるには、下記の式を採用します。

コンクリートの重さを求める公式コンクリートの重さ=体積×2.3

そもそも水の密度が1[kg/m3]ですので、上記の公式が成立します。

正確に言えば、コンクリートの種類によっても比重は若干異なります。フレッシュコンクリート(生コン)や鉄筋コンクリートなど、大きな違いは発生しませんが微妙に異なるんです。

具体的には、フレッシュコンクリートの比重は「2.3〜2.4」であり、鉄筋コンクリートの比重は「2.4」になります。正確には、メーカーによって異なるので確認が必要です。

 

コンクリートの密度

コンクリートの密度は、結論「2.3t/m3」です。

つまりは1立法メートルにつき、コンクリートの重さは2.3tになります。基本的な考え方としては、先ほどの比重の考え方と似ています。

体積を求めることにより、コンクリートの重さを求めることが可能です。逆に、コンクリートの重さから体積を求めることも可能になります。

 

コンクリートの強度

コンクリートの強度は、結論「18〜36[N/mm2]」です。

まず前提として、上記の強度は「圧縮強度」となります。他にも引っ張り強度だったり、曲げ強度だったりがあるのですが、ここでは圧縮強度について解説します。

圧縮強度とは、要するに上にどれだけのものが乗っても大丈夫か?という話です。上から下にかけて荷重をかけたときに、どれだけ耐えられるかといったところ。これが1平方メートルあたり、18N〜36Nという訳です。

36Nを超えるコンクリートもありますが、その場合は高強度コンクリートと呼ばれます。ちなみに高強度コンクリートの中でも上位層なら100N/mm2のものまであります。モルタルとは比べ物にならないくらい強いです。

配合によってコンクリートの強度は調節できるので、どれくらいの荷重がコンクリートにかかるのかの計算が必要になってきますね。

他の強度に関しては、下記参照です。

コンクリートの強度

  • 引っ張り強度:圧縮強度の1/10〜1/13
  • 曲げ強度:圧縮強度の1/5〜1/7
  • せん断強度:圧縮強度の1/4〜1/6

 

コンクリートの配合

コンクリートの配合は、結論「セメント・水・砂・砂利:2・1・3・3」です。

あくまで指標ですので、参考程度にお願いします。

まずコンクリートに必要とされる強度によっても異なりますよね。コンクリートの強度は「砂の量」によって決定されます。水は混ぜる用のものですし、セメントも言ってしまえばただの接着剤です。砂の量が大切です。

砂の配合が多くなればなるほど強度は高くなり、砂の配合が少なくなればなるほど強度は低くなります。砂の量を間違えてしまった場合は、水の量で調節しましょう。

基本的にコンクリートは「液体→塑性体→半固体→固体」の流れで状態変化します。

コンシステンシーとか言ったりしますが、最初は液体ですので覚えておきましょう。

 

コンクリートのスランプ試験

まず前提知識として、スランプとは「コンクリートの柔らかさの指標」です。

スランプが大きくなればコンクリートは柔らかくなり、スランプが小さくなればコンクリートは硬くなります。これによって何が変わるかというと、コンクリートの扱いやすさ。要するに作業効率ですね。

スランプを高くすることにより、施工性が向上するという訳です。

コンクリートのスランプ試験には、スランプコーンというものが用いられます。

スランプコーンとは、よくあるカラーコーンの金属板をイメージしてください。スランプコーンにコンクリートを流し込み、混ぜ、スランプコーンを上に引き抜くことで試験が行われます。

コーンを上に引き抜くと、コンクリートの形がどろっと崩れますよね。この崩れ方ですが、左右不均衡になったり、変な形になっているとスランプの状態が悪かったりします。その場合はまた別の材料を混ぜ込んで、中身を調節していく感じです。

下記リンクに詳しいやり方が乗っています。

>>>>>コンクリートのスランプ試験

 

コンクリートに関する情報まとめ

コンクリートに関する情報まとめ

  • コンクリートとは:水と砂と砂利とセメントを配合したもの
  • コンクリートの比重:2.3
  • コンクリートの密度:2.3[t/m3]
  • コンクリートの強度:18〜36[N/mm2]
  • コンクリートの配合:セメント・水・砂・砂利:2・1・3・3
  • スランプ試験の流れ:スランプコーンにコンクリを流し込み、混ぜて、コーンを抜く

以上がコンクリートに関する情報のまとめです。

一通りコンクリートの基礎知識は網羅できたと思います。

コンクリートに似たものとしては、モルタルとセメントがあります。これらは似たものでありながら、明確に区別されているものですので、違いは押さえておきましょう。

下に分かりやすい記事のリンクを貼っておくので、よかったら確認してみてください。

それでは!

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