細骨材率の基礎知識、すぐに分かる計算方法とスランプの関係

この記事の要点

細骨材率（s/a）とは、コンクリートの全骨材容積に対する細骨材容積の割合で、配合設計の重要な指標です。

細骨材率が大きいほどスランプが大きくなる（軟らかくなる）傾向がありますが、水量も増えやすくなります。

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細骨材率の意味をご存知でしょうか。細骨材率はコンクリートの配合に欠かせません。

また、細骨材率はフレッシュコンクリート（以降、生コン）のワーカビリティに大きく影響します。

今回は、そんな細骨材率の計算方法、スランプ、水セメント比との関係について説明します。※細骨材、ワーカビリティの意味は下記が参考になります。

細骨材とは？1分でわかる意味、読み方、粗骨材との違い、割合

ワーカビリティとは？1分でわかる意味、スランプ、AE減水剤との関係

細骨材率とは？

細骨材率は全骨材絶対容積と、細骨材の占める絶対容積との割合です。細骨材は「砂」をイメージしてください。

逆に粗骨材は「石」です。細骨材率とは、砂と石を合わせた全骨材に対して、砂がどの割合入っているか示す値です。細骨材の詳細は下記をご覧ください。

細骨材とは？1分でわかる意味、読み方、粗骨材との違い、割合

細骨材率は、下式で計算します。

α＝C／D×100

αは細骨材率、Cは細骨材の絶対容積、Dは全骨材の絶対容積です。細骨材率を計算する式はたったこれだけです。

また、1m³当たりの水とセメント、空気の容積が決定すれば自然と全骨材の容積も分かります。

※絶対容積、コンクリートの空気量の意味は下記をご覧ください。

絶対容積とは？1分でわかる意味、計算、骨材の割合、空気量との関係

コンクリートの空気量とは？1分でわかる規格、単位、許容値、計算式

あとは、前述した細骨材率を与えればコンクリートの配合が決まるのです。建築で使われるコンクリートは、細骨材率が高めのようです（JASS5p250より）。

細骨材率が高くなり過ぎると、単位セメント量や単位水量が大きくなります。さらに細かい砂が多くなるので、流動性が悪くなります。

そこで、ある程度粗骨材を入れるよう「単位粗骨材かさ容積」という値が決められています。必要最低限の粗骨材を入れるための値です。

これは別の機会に詳しく説明しましょう。

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細骨材率とワーカビリティの関係

前述したように、細骨材率はワーカビリティと大きく関係します。例えば、細骨材率を大きくすると、流動性の低いコンクリートとなります。

水の中にたくさん砂を入れると、混ぜにくくなるのと同じです。※ワーカビリティは下記が参考になります。

ワーカビリティとは？1分でわかる意味、スランプ、AE減水剤との関係

一方、細骨材率を小さくすると、今度は粗骨材とモルタルが分離しやすくなります。

水の中にゴロゴロとした石を入れてください。水と石は一切、まとまりません。しかし、そこに砂をある程度入れると、石と砂、水がまとまります。

以上のように、細骨材率とワーカビリティは大きく関係します。細骨材率は、大き過ぎず、小さすぎない値とすべきです。

例題　細骨材率の計算方法

下記の条件での、細骨材率を計算してください。

絶対容積は下記である。

・水　　　　　180

・セメント　　100

・細骨材　　　250

・空気量　　　 40

細骨材率は、細骨材の絶対容積に対する、全骨材の絶対容積の割合でした。この条件では粗骨材の絶対容積が明記されていませんが、逆算が可能です。粗骨材の絶対容積は下記です。

粗骨材の絶対容積＝1000－（180+100+250+40）＝430

全骨材の絶対容積＝250+430＝680

よって細骨材率は、下記となります。

細骨材率＝250／680×100＝36.7％

※絶対容積の意味は下記をご覧ください。

絶対容積とは？1分でわかる意味、計算、骨材の割合、空気量との関係

細骨材率とスランプの関係

実は、細骨材とスランプの間に相関は少ないです。全く関係ないとは言えませんが、細骨材率を変えると、少しだけスランプ値が変化します。

スランプ値が16～22cmの範囲では、細骨材率を大きくすると、スランプ値も徐々に大きくなります。

これは、水セメント比の大きさに関係なく同様の傾向を示します。※スランプ値については、下記が参考になります。

スランプ試験ってなに？スランプコーンとスランプ値、Fcとの関係

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では細骨材率の計算式（s/a＝細骨材容積/（細骨材+粗骨材）容積×100%）と、スランプへの影響が問われます。

適切な細骨材率はコンクリートの材料分離防止とワーカビリティーの両立に必要で、骨材種類によって異なります。

細骨材率の調整（増減）によるコンクリート性質の変化も、調合設計の問題で問われることがあります。

細骨材率	ワーカビリティ	材料分離	強度への影響
高い（s/a大）	流動性向上	材料分離しにくい	単位水量増→強度低下の恐れ
低い（s/a小）	粘性低下・流動性低下	材料分離しやすい	水量少→強度向上の可能性
適正値（目安）	ワーカビリティ最良	分離防止のバランス	骨材種類・W/Cに応じて調整