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水セメント比とは?1分でわかる定義、計算法、単位水量との関係

水セメント比は、水とセメントの比率を百分率で表した値です。水セメント比の大きさは、コンクリートの品質(強度、耐久性など)に大きく影響します。そのため、水セメント比の値はセメントの種類に応じて規定されています。今回は水セメント比の定義、計算法、単位水量との関係について説明します。

水セメント比とは?

水セメント比は、水とセメントの比率を百分率で示した値です。下式で計算します。


Wは単位水量、Cは単位セメント量です。水セメント比が大きすぎると、強度や耐久性の不足につながります。どちらかと言えば水セメント比は小さい方が望ましいです。


ただし、水セメント比を小さくし過ぎるとワーカビリティの低下につながります。ワーカビリティの低下を避けるため、高性能AE減水材などの混和剤が使われます。※ワーカビリティ、混和材については下記の記事が参考になります。

1分でわかるワーカビリティの意味と、スランプとの関係

混和材ってなに?1分でわかる混和材の目的と種類

なお単位水量は185kg/m3以下、単位セメント量は290kg/m3以上とします。

水セメント比の計算方法

水セメント比の計算は前述したように、水とセメントの比率です。下記の諸条件のとき、水セメント比を計算してください。


先に答えを書くと水セメント比は

です。


まず1m3のコンクリート中には下記の材料が入っています。

・セメント

・水

・空気

・骨材(粗骨材、細骨材)


1m3中の容積は1Lです。問題では、セメント、粗骨材の容積が分かっていました。また空気量が4%と書いてあるので、空気の絶対容積もわかります。つまり水の絶対容積を逆算すると、



です。また水の重量は、絶対容積と同じ値なので(単位変換してみましょう)、単位水量は160kg/m3です。



です。

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各セメントと水セメント比

セメントには様々な種類があります。また、種類に応じてコンクリートの特性は異なり、水セメント比の規定値も違います。各セメントによる水セメント比を示します。

セメントの種類 水セメント比の最大値(%)
短期・標準・長期 超長期
早強ポルトランドセメント 65 55
普通ポルトランドセメント
中庸熱ポルトランドセメント
高炉セメントA種 -
フライアッシュセメントA種
シリカセメントA種
低熱ポルトランドセメント 60 55
高炉セメントB種 -
フライアッシュセメントB種
シリカセメントB種

水セメント比は、耐久性に大きく影響します。よって、建物の耐久期間年数が超長期になると水セメント比はより小さい値で規定します。


また、高強度コンクリートの水セメント比=50%以下とします。

セメント水比との違い

セメント水比は、水セメント比の逆数です。下式で計算します。


Wは単位水量、Cは単位セメント量です。

水セメント比と単位水量

前述したように、水セメント比は小さい方が望ましいです。つまり単位水量を減らします。ただ単位水量が少ないと、ワーカビリティが低下します(泥遊びを思い出してください。水を沢山いれるとシャバシャバになります。水が少ないと練り混ぜが難しいですよね)。


単位水量もあまり少なすぎるのは問題です。

まとめ

今回は、水セメント比について説明しました。水セメント比の定義、計算方法が理解頂けたと思います。計算自体は簡単です。あとは、セメントの種類や建物の耐久年数に応じて、水セメント比の最大値が変わることを覚えておきましょう。

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