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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

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。


細骨材率は、下式で計算します。

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、1?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。


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。

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。水の中に沢山砂を入れると、混ぜにくくなるのと同じです。


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。

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。



よって細骨材率は、下記となります。

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。

まとめ

今回は細骨材率について説明しました。細骨材率の意味や、細骨材率とワーカビリティの関係がわかって頂けたと思います。コンクリートの配合に必須の知識ですから、覚えておきましょう。

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