この記事の要点
コンクリートの空気量とは、フレッシュコンクリートに含まれる気泡の体積比率で、AE剤添加により凍結融解抵抗性が向上します。
普通コンクリートの空気量は4〜5%が標準で、許容差は±1.5%(JASS5)の範囲内に管理します。
この記事では、コンクリートの空気量とは何か、4〜6%という規格はなぜ設けられるのか、AE剤とどう関係するのかを整理します。
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コンクリートの配合には空気が必要です。空気は、コンクリートの練り混ぜ、作業性をよくします(ワーカビリティといいます)。
また、凍結融解に効果があります。今回は、コンクリートの空気量の意味、規格、単位、許容値、空気量の計算式について説明します。
凍結融解、ワーカビリティは下記の記事が参考になります。
寒中コンクリートとは?1分でわかる意味、水セメント比、温度、養生方法
コンクリートは、下記を配合してつくります。
・セメント
・粗骨材
・細骨材
・水
・空気
空気は、コンクリートの強度などに直接影響しませんが、
・作業性の良さ
・凍結融解の対策
として有効です。例えば、コンクリートの作業性は、流動性が影響しています。コンクリートの流動性は、空気量を増やすと高まります。
寒い時期は、コンクリート内の水分が凍結、融解を繰り返します。このとき、微細な空気がクッションの役割をはたし、凍結融解時の圧力を低減します。
凍結融解の対策として、通常時より空気量を増やします。
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空気量の許容値は下記です(※ただし、普通コンクリートの場合)。
・普通コンクリート ⇒ 4.5%
また、空気量の許容差は下記です。
・許容差 1.5%
つまり、空気量は
・3.0~6.0%
の範囲に納まればよいです。コンクリートの種類で、上記の許容値は変わるので注意してください。※普通コンクリートは、下記が参考になります。
普通コンクリートってなに?普通コンクリートの特徴、空気量、セメント量の規格
コンクリートの種類と、空気量の許容値を整理しました。
普通コンクリート ⇒ 4.5%
軽量コンクリート ⇒ 5.0%
寒中コンクリート ⇒ 4.5~5.5%
流動化コンクリート ⇒ 4.5%
高流動コンクリート ⇒ 3.0~4.5%
高強度コンクリート ⇒ 4.5%(※凍害無しで3.0%)
水密コンクリート ⇒ 4.5%
凍結融解コンクリート ⇒ 4.0%(下限値)
凍結融解コンクリートや、寒中コンクリートは空気量を増やします。空気が、凍結融解の圧力を防ぐからです。※コンクリートの種類、軽量コンクリートの詳細は、下記が参考になります。
コンクリートの種類7選|普通・軽量・高強度など用途別の特性をわかりやすく解説
軽量コンクリートとは?特徴・普通コンクリートとの違いと使用箇所
空気量の単位は、%(ぱーせんと)です。
空気は他材料と比べて重さが無いです。よって、全容積に対する空気の占める容積で、空気量を計算します。
空気量の計算式は、下記です。
空気量=100×(1000-(W+C+S+A))/1000
Wは水、Cはセメント、Sは細骨材、Aは粗骨材の容積です。単位は「l/m3」です。
混同しやすい用語
エントレインドエア(entrained air)
AE剤によってコンクリート中に意図的に連行された微細な独立気泡で、凍結融解抵抗性とワーカビリティーを向上させます。
エントレインドエアはAE剤で意図的に取り込まれた有益な独立気泡であるのに対して、エントラップドエア(entrapped air)は混合・打込み時に混入した不要な連続気泡であり、強度低下の原因となるものです。
水セメント比(W/C)
コンクリート配合において水量とセメント量の比率で、耐久性・強度・ワーカビリティーに大きく影響します。
水セメント比は配合設計の基本パラメータであるのに対して、空気量は打設時の品質管理項目の一つであり、両者はともにコンクリートの品質に影響しますが、管理する段階・目的が異なります。
コンクリートの空気量を整理した表を示します。
| 項目 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 普通コンクリートの空気量 | 4.5%(許容差±1.5%) | 許容範囲3.0〜6.0% |
| 寒中・凍結融解コンクリート | 4.5〜5.5%(寒中)/4.0%以上(凍結融解) | 凍結融解圧力の緩衝のため増量 |
| 空気量の効果 | ワーカビリティ向上・凍結融解抵抗性向上 | 1%増で強度約5%低下に注意 |
今回は、コンクリートの空気量について説明しました。コンクリートの調合で、空気量は必須です。通常、3.0~6.0%の範囲で空気をいれます。
なお、凍結融解を考慮すると、空気量は増えます。また、コンクリートの種類に応じて、空気量が上下すると覚えてくださいね。下記の記事も併せて参考にしてください。
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