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骨材とは?種類、粗骨材・細骨材の違い、コンクリート用、規格など

  • 骨材って何のこと?
  • 粗骨材と細骨材の違いは?
  • 種類はどれくらいあるの?
  • JISの規格はどうなってる?
  • コンクリートの品質にどう影響する?
  • 現場で何を見ればいい?

上記の様な悩みを解決します。

骨材は、コンクリートの体積の70〜80%を占める主役クラスの材料で、コンクリートの強度・耐久性・経済性のすべてに直結します。施工管理としても材料試験表や納入書類で必ず触れる用語なので、基礎知識を抑えておきましょう。

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

骨材とは?

骨材とは、結論「コンクリートやモルタルを作るときに、セメントペーストの中に混ぜる砂・砂利・砕石などの粒状材料」のことです。

英語ではaggregate(アグリゲート)。「集合体」という意味が原義で、文字通り「複数の粒が集まった材料」というニュアンスです。建築・土木の世界では「骨材」「アグリ」という呼び名が両方とも普通に飛び交います。

骨材は、コンクリートの体積比でいうと圧倒的な主役。

構成材料 体積比
骨材(粗骨材+細骨材) 約70〜80%
セメント 約10〜15%
約15〜20%
空気 約4〜6%

「コンクリートの中身は実はほぼ骨材」というのが、初心者がまず驚くポイント。セメントペーストは骨材同士を接着するノリの役割で、コンクリートの強度・寸法安定性を支えているのは骨材の充填構造そのもの、と捉えると本質が見えやすくなります。

セメントとモルタル、コンクリートの違いについては、別記事も合わせて読んでみてください。

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粗骨材と細骨材の違い

骨材は、粒のサイズによって2つに分類されます。これがいちばん基本の分類で、現場でも材料伝票・配合表に必ず出てくる用語です。

区分 サイズの定義 別名 主な材料
粗骨材(そこつざい) 5mmふるいに留まる粒 砂利・砕石 砕石、玉砂利、軽量骨材
細骨材(さいこつざい) 5mmふるいを通る粒(0.075mm以上) 川砂、山砂、海砂、砕砂

「5mmふるい」というのは、目開きが5mmのふるいのこと。これに留まれば粗骨材、抜ければ細骨材、という線引きですね。コンクリートを練る時は、この2種類を骨材として両方混ぜ、サイズの違う粒を組み合わせて空隙を最小化する設計になっています。

粗骨材と細骨材を組み合わせる理由は、ざっくり言うと「大きい粒の隙間を小さい粒が埋める」ため。一種類だけだと粒同士の間に空隙ができて、その分セメントペーストが余計に必要になります。粒径分布を上手く組むと、セメント量を抑えながら強度を出せる、というのが配合設計の基本ロジック。

配合の考え方 結果
粗骨材だけ 粒の間に空隙が多く、セメント量が増える
細骨材だけ 強度が出にくい、ひび割れしやすい
粗+細を最適配合 空隙率が低く、強度・経済性の両立

骨材の種類別の特徴

骨材は、産地・人工/天然・重量によって、さらに細かく分類されます。代表的なものを並べます。

天然骨材

種類 主な特徴
川砂・川砂利 角が丸く、加工性が良い。河川改修で採取量が減少傾向
山砂・山砂利 内陸の地層から採取。粘土・有機物の含有に注意
海砂 海中・海岸で採取。塩分除去(除塩)が必須
砕石・砕砂 山の岩盤を機械で砕いた人工的な骨材。角ばった形状

現代の建築コンクリートは、天然砂利の枯渇により砕石・砕砂が主流。川砂利の入手難易度が上がり、「骨材=砕石」というのが今の標準になりつつあります。

海砂は塩化物イオン量がコンクリート中の鉄筋を腐食させる原因になるので、JIS A 5308では塩化物イオン量0.04%以下が求められます。海砂を使う場合は除塩処理が必須、というのが施工管理として押さえておきたいポイントですね。

人工骨材・特殊骨材

種類 用途
軽量骨材 パーライト、人工軽量骨材など。重量を軽くしたいスラブや屋上
重量骨材 鉄スラグ、磁鉄鉱など。放射線遮蔽コンクリート、原子力施設
高炉スラグ細骨材 製鉄所副産物。耐久性向上、塩害対策
再生骨材 廃コンクリートを破砕・分級した骨材。資源循環の観点から増加

再生骨材は、解体されたコンクリート構造物を破砕して再生する骨材で、品質によりH(高品質)・M(普通品質)・L(低品質)に分類されます。Hは構造体コンクリートに使えますが、L等級は基礎の捨てコン・ブロック塀などの軽微な用途が中心。

シンダーコンクリート・マスコンクリートなどの特殊コンクリートでも、骨材の選定が品質の中核を占めます。

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骨材のJIS規格

骨材はJISで品質規格が細かく決められています。実務で押さえておきたい主要なJISを表で整理します。

規格 内容
JIS A 5005 コンクリート用砕石及び砕砂
JIS A 5308 レディーミクストコンクリート(生コンの規格全体)
JIS A 5021 コンクリート用再生骨材 H
JIS A 5022 再生骨材 M を用いたコンクリート
JIS A 5023 再生骨材 L を用いたコンクリート
JIS A 5011 コンクリート用スラグ骨材

JIS A 5308がレディーミクストコンクリート(生コン)の総合規格で、骨材の塩化物イオン量・粒度分布・絶乾密度・吸水率・微粒分量などの要件を細かく規定しています。

施工管理として現場で受領するのは「納入伝票(出荷伝票)」と「試験成績表」。納入伝票では呼び強度・スランプ・骨材最大寸法・セメント種類が確認でき、試験成績表では塩化物イオン量・骨材試験結果が確認できます。

確認書類 主な確認項目
納入伝票 呼び強度(Fc)、スランプ、骨材最大寸法、セメント種類
試験成績表 塩化物イオン量、空気量、フレッシュコンクリート試験結果
骨材試験成績書 粒度、絶乾密度、吸水率、微粒分量、有機不純物試験

骨材最大寸法(Gmax)は20mm・25mm・40mmが代表値。建築では20mmまたは25mmが主流、土木の大断面では40mmを使うことがあります。型枠の狭い部分や鉄筋密集部では「Gmax 20mm以下」が必須、というように、骨材寸法は配筋計画と必ず連動するパラメータですね。

骨材がコンクリート品質に与える影響

骨材は、コンクリートの強度・耐久性・施工性のすべてに影響します。よく問題になるポイントを挙げておきます。

①塩化物イオン量と鉄筋腐食

海砂を含む骨材で塩化物イオンが多いと、コンクリート中の鉄筋を腐食させる主因になります。腐食した鉄筋が膨張してコンクリートを押し割る「鉄筋爆裂」は、海岸近くの建物で実際に発生する代表的な劣化現象。JISの0.04%以下を守るために、骨材の除塩・受入試験が重要です。

②アルカリ骨材反応(ASR)

特定の鉱物を含む骨材は、コンクリートのアルカリと反応してゲル状物質を生成し、コンクリートを膨張させてひび割れを生じさせます。これがアルカリ骨材反応(ASR)。骨材試験で「無害」「無害ではない」を判定し、無害ではない骨材は使用禁止または対策(低アルカリセメント、抑制剤)が必要です。

③粒度分布と施工性

粒度のバランスが悪いと、コンクリートが粗骨材と細骨材で材料分離しやすくなり、ジャンカ(コンクリート中の空洞)の原因になります。逆に細骨材が多すぎるとブリーディングが増えます。

④微粒分量と乾燥収縮

骨材表面に細かい粘土・粉末が多いと、コンクリートのひび割れ・乾燥収縮を増やします。微粒分量はJIS A 5005で1〜5%以下に管理されており、現場での品質確認の対象になります。

⑤吸水率と単位水量管理

骨材は表面状態によって水を吸ったり吐き出したりします。骨材の含水状態(絶乾・気乾・表乾・湿潤)によって、配合計算上の水量が変わるので、生コンプラントは骨材の含水率を毎日測定して配合補正をしています。雨の多い夏場と乾燥した冬場では、同じ呼び強度でも実質の水セメント比が動く、というのが裏側の話。

水セメント比やスランプ試験、コールドジョイントなど、コンクリート品質を支える周辺知識も合わせて確認してみてください。

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骨材に関する情報まとめ

  • 骨材とは:コンクリートの70〜80%を占める砂・砂利・砕石などの粒状材料
  • 粗骨材と細骨材:5mmふるいで線引き。両者を組合せて空隙を最小化
  • 種類:天然(川砂、山砂、海砂、砕石)/人工(軽量・重量)/再生骨材H・M・L
  • JIS規格:A 5005(砕石)、A 5308(生コン)、A 5021〜5023(再生骨材)
  • 品質への影響:塩化物イオン、アルカリ骨材反応、粒度、微粒分量、吸水率
  • 確認書類:納入伝票・試験成績表・骨材試験成績書

以上が骨材に関する情報のまとめです。

骨材はコンクリートの主役級の材料ですが、現場では「セメントの脇役」と捉えられがちで、骨材試験の細部までチェックする施工管理者は少数派かもしれません。塩化物イオンやアルカリ骨材反応は数十年単位で建物の運命を決めうる項目なので、生コン受入時の数値確認を侮らない姿勢が、長持ちする建物への近道ですね。

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