水とセメントの比率について

前回，コンクリートの配合（材料のバランス）は品質に大きな影響を及ぼすと述べました。
端的に言いますと，配合が悪いと，品質の悪いコンクリートになります。

これを少し検証してみます。

その前に，コンクリートの配合を説明するとき，よく用いられる言葉に「水セメント比（W/C）^*1」というのがあります。
これは，水（W）の重量がセメント（C）の重量のどれくらいかを百分率で表したものです。

例えば，セメント200㎏に水80㎏を混ぜるような場合は，
水（W）/セメント（C）＝80㎏/200㎏
W/C＝40％ となります。

よいコンクリートとなる配合は，材料の条件や使う場所によっても異なります。
でも，私は基本的に以下のように考えています。

(1)水セメント比（W/C）は，25％～40％程度でよい。
(2)コンクリートを打設^*2するときの作業性を損なわない範囲で，水とセメントの量は，できるだけ少ない方がよい。

下の表は，以前に示した配合の例です。

	体積（ℓ）	重量（㎏）
セメント	100	316
水	173	173
砂	332	880
砂利	345	914
空気	50	0
計	1000	2283

この配合の水セメント比（W/C）は，水（W）173㎏，セメント（C）316㎏ですので，
W/C＝173㎏/316㎏≒55％です。

セメントの水和に必要な水は，W/Cで25％と言われています。
また，W/Cで15％程度の水は，ゲル化して，コンクリート中にとどまると言われています。

つまり，他のことを何も考えないと，水セメント比（W/C）で40％以上の水は，コンクリートの配合では必要ないということになります。
表の配合では，約15％（47㎏）の水が不要です。

この水は，コンクリートが固まる途中で，空気中に抜け出てしまいます。
この抜け出た所を通って空気や水が侵入してきます。
その結果，中性化などの劣化の進行が早くなります。

また，固まりかけたコンクリートから水が抜け出ようとすると，コンクリートに縮もうとする力が働きます。
ところが，固まりかけているコンクリートは，縮みません。
そして，縮まないかわりに，ひびが入るのです。^*3

これは，固まったお餅がさらに乾燥すると，ひびか入るのと同じ理由です。
特に下の写真のように長い構造物では縮もうとする力も強く，いくつものひび割れが発生します。


壁状の長い構造物


途中にはひびが入ってます


■結論：水セメント比（W/C）は，できるだけ小さいほうがよい。


*1）W/Cは「水セメント比」を表す記号で，「水セメント比」と読まずに「ダブリュ－・バイ・シー」と読む方もいます。
*2）コンクリートを型枠の中に入れ，締め固める作業を「打設（だせつ）」といいます。
*3）乾燥とコンクリートの収縮によって発生するひび割れですので，「乾燥収縮ひび割れ」と呼ばれます。

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