一般にコンクリートをイメージすると、ビルや橋に使われている硬くて頑丈なものを思い浮かべる人が多いと思います。これは、すでに固まっているものですね。

コンクリートは、水とセメントと砂（細骨材）および砂利（粗骨材）、これに加えて、コンクリートの性状を良好にする混和剤と呼ばれるものと練混ぜて製造します。これが生コン（生コンクリート、レディーミクストコンクリート）です。この生コンを製造しているのが生コン工場です。

コンクリートは、ビルや橋あるいは道路等に使われていますが、その強さや耐久性は、それぞれの構造物によって異なっています。ある意味、オーダーメイドです。したがって、コンクリートは、固まった後（硬化後）の要求性能を満足するために、事前の強度試験結果から配合を定めて、使用する素材の品質や固まる前の状態を管理しています。

生コンは、セメントの水和反応と呼ばれる特性から、すぐに固まり始まるため、所定の時間内に工事現場に配達しなければなりません。そのため、輸送は生コン車で攪拌して、軟らかい状態を保たせて配達します。

コンクリートを使用して、固まった後で欠陥が見つかった場合、これは不良品なので、撤去しなければなりません。しかし、このように硬化したコンクリートを撤去するのは大変な作業で、時間や費用が嵩みます。

そのため、固まる前（フレッシュコンクリート）の状態から固まった後（硬化コンクリート）の性状を予め、事前の試験で確認しておきます。

工事現場では、まだ固まる前の状態を調べるフレッシュコンクリートの試験（昔は、まだ固まらないコンクリートの試験と呼ばれていた。）は重要な位置づけになります。

また、コンクリートは、セメントの種類、用途、施工性、季節等によって、固まる前の性状や硬化後の特性も異なります。工期が長い現場では、季節によって配合を補正して、何時でも所定の性能を満足できるものを出荷します。

建設工事でコンクリートが多用されている理由として、入手が容易であり、耐久、耐火性に優れている割に安価であることがあげられます。さらに、フレッシュコンクリートを使用することで、硬化後の形状に自由度が生まれ、ポンプを用いることにより、打設も容易にできます。

セメントは、水がなければ硬化しません。この硬化する特性を利用した配合は、大きく３種類に分けることができます。（図参照）

コンクリート構造物に用いられているコンクリートの強度と耐久性は、他の2つ（セメントペーストおよびモルタル）より大きいものが求められ、セメントペーストに砂、砂利を混ぜなければ満たされません。

モルタルは、仕上げや下地、貼り付け、保護、充填材等と用途が多く、厚みが大きくなるようなものには使われていません。

セメントペースは接着材的な役目があり、充填材等に使用されます。この水の割合を大きくしたもの（セメントペーストを薄めた状態）をセメントミルクと呼び、地盤改良のグラウト等にも使用されています。

また、これらの配合の多くは、硬化後の耐久性や施工性など所要の品質を確保するために、混和剤と呼ばれる界面活性剤等の化学製品を添加しています。

コンクリートは、均質な材料であると思われていますが、砂利、砂、セメント、水等が使用され、固まった状態を目で見てもハッキリとは分りませんが、小さい孔が無数に空いている状態になっています。

この無数の孔の分布や大きさによっては、コンリートに害を及ぼすガス（気体）や液体が侵入して、コンクリート構造物の鉄筋等への錆、ひび割れを発生させる原因にもなります。そのため、使用する材料の品質や混和剤等を十分に検討したり、水の使用量を最小限にするような配合が求められます。つまり、水が少なくて、流動性が優れたものという、普通の現象と逆行するようなものが望まれています。

水セメント比（W/C）は、 コンクリート1m3当たりに使用されるセメントの質量に対する水の質量の割合です。

W/Cは硬化後の強度との相関が良いことが知られています。水セメント比は、コンクリート配合だけでいわれているものではなく、モルタル、セメントスラリーでも使われます。

主に、コンクリートの場合は、鉄筋コンクリート等に使われることが多く、中性化による鉄筋等の鉄鋼材料の発錆などを抑制するため、セメントとの水和における余分な水は、なるべく少なくして、施工性を考慮した流動性等との関係を含めた配合の検討にも使用されます。

一般のコンクリートでは、1m３当たりの水の質量は185kg以下と決められているため、W/Cを小さくしようとすると、セメント質量は多くなるので、強度および中性化に強いものができるようになっています。

また、鉄筋とコンクリート表面の間の距離のかぶり厚と水セメント比の関係についても建築基準法で規定しています。例えば、等級2の場合は、W/C＝55％コンクリートを使う場合は、壁のコンクリートの屋内側のかぶり厚は20mm、屋外側は30mmのようになっています。

すなわち、中性化を遅くするには、W/Cを小さくしたコンクリートの方が、ひび割れも少なくなり、かぶり厚を小さくしても、コンクリート表面から浸入する鉄筋の腐食要因である水分の浸入がしにくくなることを意味しています。しかし、水が少ない硬めのコンクリートは、打設におけるポンプ効率等が悪くなりますので、水分が少なくても流動性を確保できるような混和剤が使用されます。

コンクリートの種類は、用途や環境条件および工法等によって、種類や区分が異なっています。JIS A 5308のレディーミクストコンクリートでは、砂利、砕石、普通骨材を使用した普通コンクリート、軽量骨材を使用する軽量コンクリート、道路舗装用の舗装コンクリートおよび高強度コンクリートに分類して、セメントの種類、呼び強度、スランプ値、骨材寸法によって、細かく区分しています。

コンクリートの種類をいろんなカテゴリー別に分類すると用途や工法によって、高強度コンクリート、高流動コンクリート、水中コンクリート、PCCPコンクリート等に、気象条件によって分類する寒中コンクリート、暑中コンクリート等に分類されます。

コンクリート構造物といっても、コンクリートだけで出来ているわけではありません。鋼材等も使って、あらゆる方向からの力に耐えられるものにします。（図参照）代表的なものが、鉄筋コンクリートです。コンクリートは、圧縮側の力には強いが、引っ張りや曲げの力は、差ほど強くありません。そのため、それらの力に対しては、他の材料、例えば鉄等に受けもたせます。

コンクリートの強度は、圧縮強度を指しているといっても良いと思います。生コン取引の用語の「呼び強度」は圧縮強度を示しています。

「生コンの強度」という言葉は、固まっていないのに強度なのかと、少しおかしいかもしれませんが、これは、呼び強度のことで、品質を指しています。

コンクリートは、まだ固まっていない状態が、硬化後の強度発現に影響します。その因子として、温度、配合量、材料品質、養生環境等があります。また、コンクリートの強度は、配合における水とセメントの質量の比率（W/C）と相関性が良いとことが知られ、これらを考慮して配合が定められています。

また、強度試験は、一般に製造から28日後（材齢28日）に実施した強度を標準として、設計や品質管理の基準になります。

ちなみに、普通ポルトランドセメントを使用したコンクリートの強度発現性について、（社）セメント協会のたのしく学ぶセメント・コンクリートQ&A（1996.3出版）によると、最終的な強度を100％とした場合、7日で40％、28日で80％、3ヶ月で90％と記載されています。これらはあくまでも傾向を示したものです。これ以外でも、強度発現傾向が記述された文献はたくさんあり、コンクリートの強度発現で100％近くなるまでに３年程度、90％で約3ヵ月後ともいわれています。

また、コンクリートの強度推定式も幾つも提案されています。ただし、打設後の施工管理がきちんと行われていることが必要条件になります。例えば、打設時にバイブレーター等によって密実に行うことや、生コンから水分を逃がさないような養生、固まるまでは荷重をかけない等も重要な条件になります。

コンクリート強度の単位は、「Ｎ/mm2」で表します。重力単位系で分りやすくすると、21N/mm2のコンクリートは、2.14kg/mm2＝214kg/cm2　1cm2センチたり214kgの圧縮の荷重に耐えられるということを意味します。

ある物体に力（荷重）が加わって「壊れる」をイメージして、この力を外力、暴力的な表現ですが、殴るイメージ。一方、壊れる側は、内力として受けて、殴られて怪我をする場合と殴られても怪我をしない場合があります。

コンクリートでは、壊れるか壊れないかで、壊れるまでの直前の力（持ちこたえられる力）が内力に相当し、これが、一般にいわれる最大応力になります。

次に圧縮ですが、荷重を受ける方向で呼び方（Q5図参照）が変わります。物体から鉛直方向に加わる状態を圧縮と呼んでいます。図－1で示す物体に上下から等しい力が加わって、点線の状態が実線の状態に変形するイメージになります。

この圧縮の荷重に対して、コンクリートが持ちこたえることができる最大の応力を調べるのが圧縮強度試験になります。品質で述べられているのは、この最大応力で、圧縮試験にかけたコンクリートの供試体（試験体）が破壊される最大荷重を供試体の断面積で割った値になります。

コンクリートの圧縮試験は、JIS A 1108で標準化されています。試験では、円柱の供試体に図－2の状態で荷重が加わりますが、実際の試験器では図－3のような状態になります。供試体の下側は不動の状態なので、作用・反作用の原理によって、同じ荷重が上下から加わった状態になります。

コンクリートは圧縮荷重には強く、曲げ、引張といった力には弱いといわれています。その弱点を補うために、主に用いられるのが鉄筋で、その構造で一番、オーソドックスなのが鉄筋コンクリートになります。

圧縮性以外の力に強いのは鉄筋（鋼材）だけではなく、炭素繊維等もありますが、あまり高価なものだと構造物のコストが高くなってしまいます。

コンクリートと複合して使用する鋼材等の補強材は、コンクリートとの付着性が良いことや加工しやすいものでなければなりません。こうした、経済性や相性等から鉄筋は標準化され、普及してきました。

コンクリートと他の補強材が複合して一体化するためには、付着力が強くなければなりません。単なる鉄の棒では、表面が滑らかなので、表面に突起をつけた異形鉄筋が使われています。付着が良くなった分、コンクリートから鉄筋へ力を伝達できるようになります。このように、加工が容易にできることと、入手しやすい材料が鉄筋です。

ヤング率とばれる定数があります。別に若人と老人の割合ではありません。材料の応力とひずみとの関係を示す比例定数のことです。この定数は、コンクリートに比べて鉄は大きく、鉄筋コンクリートの骨である鉄筋が曲げと引張に強いということから、壊れたときに鉄筋とコンクリートがバラバラに崩壊しなくなります。

また、温度によって膨張したり、収縮する割合を示す熱膨張係数は、コンクリートと同程度であり、温度によって、変形量が大きく異なって壊れるようなことがないことも鉄筋コンクリートの特徴です。

しかし、鉄の弱点は錆びであり、錆が発生すると、骨粗鬆症のようになって、構造物自体の強度は弱くなります。コンクリートはセメントのアルカリ（pH＝11以上）特性なので、コンクリート中の鉄筋は、酸化を抑制できる環境になっているため、コンクリート中に水分が入り込まなければ、腐食(錆)から保護されています。
それでも、なんらかの要因（材料素材、外力等）によるひび割れから、水分が浸入して、鉄筋が腐食する場合があります。錆は、元の体積の約2.5倍に膨張し、膨張圧によって、さらに、割れを拡大させるので、保守点検によって健全な状態にしておくことが必要になります。

生コンは、「フレッシュコンクリート」と呼ばれ、製造時に攪拌混合した状態から固まり始めまるまでの軟らかい状態のコンクリートのことです。フレッシュコンクリートは、時間の経過に伴って、流動性が失われて凝結してきます。凝結特性は、締固め、打重ね、仕上げ等の作業に適するものでなければなりません。凝結特性は、凝結の始発時間と終結時間で評価されます。この、固まるまでの時間を凝結時間と呼んでます。一般のコンクリート構造物の施工では、JIS A 117「コンクリートの凝結時間試験方法」による凝結時間が、始発時間5〜7時間、終結時間6〜10時間程度となっています。

工事現場の工程からいうと、運搬や打ち込み（打設）、締固めなどの作業の対象になるコンクリートのことです。昔はフレッシュコンクリートは、「まだ固まらないコンクリート」と呼ばれていました。

日本工業規格(JIS)では、生コンをレディーミクストコンクリート(Ready Mixed Concrete)と呼び、生コン工場で製造され、生の状態、すなわち、フレッシュの状態で施工現場に配達する商品です。

生であることから、出荷から荷卸までは90分以内と決められています。この時間を設定した理由は、所定時間内に打設しないと、施工性や硬化後の特性に大きく影響するからです。生コンの原料には、セメント・水・細骨材（砂）・粗骨材（砂利・砕石）や混和剤が使われますが、それぞれの材料の密度は異なっていますので、均一に混ぜるための工夫が必要になります。特に、骨材の粒径は数ミクロンから数十ミリの粗骨材まであります。

コンクリートの品質は、構造物として耐えられる強さを発現できるものが要求されます。硬化後の性状は、まだ固まっていない生コンの状態ではわかりません。そこで、事前に、この硬化後の強度等の特性を把握して、生コンを製造する際の再現性について確認します。

この、要求強度に対応した所定の配合におけるコンクリートの強度を「呼び強度」といって、生コン工場が実施した各種配合のコンクリートの強度試験値から統計的に求めた信頼できる値としています。なお、この呼び強度は、使用材料の種類、産地、品質によって異なるため、配合と強度との関係は、各工場によって異なっております。

生コン工場では、これらの硬化後の強度（呼び強度）とフレッシュコンクリートの状態を標準化（データベース化）しています。

フレッシュの性状として代表的なものが、軟らかさの具合を示すスランプとコンクリート中の空気量をおよび塩化物含有量等があります。

生コンの品質は注文の際には、事前に打合せを行い生コンの種類を指定し、その原材料であるセメント・砂（細骨材）・砂利（粗骨材）・水・混和剤の量を決めて配合を決定します。

これは、記号化されて例えば「21－18－20N」の配合で強度が21N／mm2（1mm2にかかる圧力） 、スランプが18cm、粗骨材の最大寸法が20mmで普通ポルトランドセメントを用いた生コンと読み取れます。

一般にコンクリートの強度は、そのコンクリートの供試体（試験体）の強度試験から、破壊される直前までに単位面積当たりに加わる荷重として表されています。その、荷重の種類（重さが加わる方向）は、圧縮、引張、曲げ、せん断等に分けられて、コンクリートの場合は、圧縮強度が用いられ、一般に設計基準強度（Fc）として示されています。通常、呼び強度を表示したりする場合、単位は付けてませんが、その単位は、N/mm2で表されたものです。

このコンクリートの設計基準強度を満足させるように、例えば、これが24（24N/mm2）であれば、呼び強度としては、温度等の環境条件や耐久性に関する品質から、上乗せ分として、プラス3N /mm2やプラス6N /mm2を加算します。この加算した後の強度を呼び強度と呼んでいますが、生コンは、フレッシュコンクリートの状態で納入して、硬化後の強度を保証しているのです。すなわち、呼び強度とは、生コンの取引で用いる強度の略号ともいえます。

一般には、生コンを購入する際、設計基準強度に見合う生コンを、JIS規格で示されている呼び強度から選択しています。

通常のコンクリートでは、圧縮強度としていますが、舗装コンクリートの場合は曲げ強度を基準にしていることも知っておいてください。

最初に、スランプの説明の前に、「コンシステンシー」と「ワーカビリティー」の説明をしておきます。

この二つは、コンクリート以外でもよく使われる用語です。

「コンシステンシー」とは、物質の硬さや濃度を表す用語で、水の量によって、液状から固体状に変化する状態をいいますが、コンクリートでは、主として流動性の状態（水分量と軟度）をいいます。

「ワーカビリーティー」は、施工における特性ということで、作業しやすい状態の性状をいいます。コンクリートでは、運搬、打設、締固め、仕上げ等の一連の作業特性から判断するもので、「適する」「適さない」というような相対評価といえます。例えば、ポンプ圧送では柔らかい方が良いが、左官用だと適度な固さも要求されるが、これは水分量によって異なる流動性（コンシステンシー）との関係が大きいといわれています。

スランプは、スランプ試験から判断します。これは、コンクリートの性状が、ある施工条件において適しているのかについて調べる試験です。

スランプ試験では、スランプコーンという筒状のものにフレッシュコンクリートを詰めて、このコーンを外した状態で、所定の高さを「側面から見た下がった距離」をスランプ値として高さ（cm）で評価します。

流動性を優先した施工では、スランプ値を測定後に、今度は、そのコンクリートを「上から見た上体で縦・横の長さ」を測定します。これをフロー値と呼びます。

スポーツ選手が「スランプ」に陥るといいますが、これは調子が悪いなどの意味で使われています。生コンは、水分量によって軟らかさや流動性が違ってきます。つまり、この軟らかさの程度が生コンの調子の具合になります。したがって、調子の悪いコンクリートは使用できません。

コンクリートは、セメントだけでなく骨材と呼ばれる砂・砂利が入っています。この骨材は、フルイ分けによって、概ね5mmの径を境に呼び名が異なり、小さいものは細骨材、大きいものを粗骨材といいます。

簡単に述べると、細骨材が砂、粗骨材が砂利や砕石等に相当します。

セメントはこれらの骨材との接着剤的な役目があります。もちろん水とセメント（セメントペースト）だけでも硬化しますが、乾燥するとひび割れが生じます。このひび割れによって強度が低下したり、ひび割れから水分が混入して鉄筋などを錆びさせてしまいます。

コンクリート中の骨材は、練り上がりのコンクリートのボリューム（体積）を大きくすることが出来る他、骨材自体の体積変化が小さいので、ひび割れも減少することができます。また、骨材自体の強度はセメントペーストが固化したものよりも大きく、これらと結合することで、コンクリートの強度や耐久性を向上することができます。

骨材の含水量は、W/Cに影響しますので、その管理も重要な要素になります。図に示す水の状態で呼び方が異なります。

一般的には、砂・砂利に比べるとセメントの方が高価であることから、骨材を有効に使用した方が経済的なコンクリートを製造することができます。大体、コンクリートの70％が骨材になっています。

骨材は、強度が大きく耐久性があること、劣化を招くような物質が含まれずに化学的にも安定していることに加えて、セメントと付着力が大きくしなければなりませんので、使用においては、粒度特性（粒径と粒度分布）が重要になります。

一般に、骨材は川砂・川砂利が品質的に良いといわれていますが、環境破壊問題もあることから、最近では、砕石などが利用されています。また、用途に応じて、コンクリート自体の密度を小さくする場合は、人工軽量骨材（火山礫・火山砂等）も使用されています。

生コンの品質表示に粗骨材の最大寸法があります。これは骨材寸法の最大値を示しているのではありません。フルイ分け試験において、骨材の質量（重さ）の少なくとも90％以上が通るフルイの呼び寸法です。例えば、参考図における通過百分率では40mmがこれに相当します。

経済性から考えれば、同じ強度を得る場合、セメントの量は、骨材の大きさが大きいほど少なくなるので、最大寸法の大きい粗骨材を用いる方が良いのですが、主に鉄筋の最小あきと「かぶり」を考慮して決められます。

また、土木工事と建築工事では、鉄筋の間隔が異なっています。隋道、ケーソン、ダム等の土木構造物では、間隔は大きくなり、骨材の最大寸法が40mm程度の生コンが使用されていることが多いようです。一方、建築構造物では、その間隔は狭くなるので、20～25mmの生コンが使われていることが多いようです。

鉄筋からコンクリートの表面までの間隔をかぶり厚さといいます。この間隔も粗骨材の大きさで異なります。また、鉄筋を使わない場合（無筋）は、これを考慮しなくても良いので、40mmが使われることが多いようです。ただし、地域によっては入手困難な寸法もありますので確認が必要です。

JISでは生コンはAE剤等を添加して、コンクリート中に気泡を混入させているAEコンクリートと定めています。また、コンクリートに空気（気泡）が入ると水密性が悪化して、強度が低下することも知られています。

一般に、気泡は、2種類に大別できます。独立気泡体の単泡体と呼ばれる材料と、連続気泡体です。特段、大きな耐力を要求されていないポーラスコンクリートの場合は、緑化、生態系保護等に利用され、その製造においては連続気泡体が不可欠な要素になります。

連続気泡体は、気泡同士が繋がっているので、水分を吸い込む可能性が高くなります。イメージではキッチンのスポンジたわしを想像してみて下さい。

一方、独立気泡体は、気泡同士が繋がっていない状態で気泡同士が壁で仕切られているので、気泡中に水分を吸い込むことがなく、イメージとしては発泡スチロールが代表的なものです。

AE減水剤は、独立気泡をコンクリートに混入して流動性を高めてワーカビリティ（作業性）を改善するために使用されます。また、減水剤としての効果は、界面活性効果に優れ、生コンの凝集を抑えることができるため、必要以上の水を使うことなく、また、気泡中に水分を吸収することがありません。

つまり、水分を少なくした分の強度増加分と気泡を入れたことによる強度低下分は、ある意味、相殺できているといっていいでしょう。具体的には、コンクリートのワーカビリティーや所要のコンシステンシーを得るための単位水量を減少するだけでなく、自由水の凍結による膨張圧の緩和や凍結融解の繰り返し作用の抵抗性が改善されます。

通常、空気を入れないプレーンコンクリート等の指定がない限り、空気量を3～6%入れたコンクリートが出荷されます。JIS A 5308では、普通コンクリート、舗装コンクリートで4.5±1.5%、軽量コンクリ一トで5.0±1.5%の空気量としています。

AE剤を使用しないプレーンコンクリートでも概ね、1～2％の空気泡が混入しています。これを工ントラップドエアとよび、巻き込まれた空気のことをいい、比較的、粗大な状態で混入しています。

一方、AE剤を用いたものは、エントレンドエアと呼ばれ、連行空気を意味します。このエントレインドエアは約10～200μときわめて微細な独立気泡になっています。

空気量の測定は、一般にエアーメータ法によって、フレッシュコンクリートを密閉された容器に入れ、圧力を加えて、その時の密度差から空気の量を割り出す手法で行われています。図にワシントン型エアーメーターのイメージを示しました。測定は①容器のキャリブレーション⇒②初圧力の決定⇒③空気量の目盛のキャリブレーション⇒④骨材修正係数の測定⇒⑤コンクリートの空気量の測定の手順で行われます。詳しくは、JIS A 1128を参照下さい。

コンクリートの用途や作業条件等によって使用する混和材料が異なっています。まず、「混和材」と「混和剤」が同じ読み方なので間違いやすいので簡単に説明しておきます。

「混和材」はマテリアルの材なので使用量は比較的多いため、配合計算上では容積に影響するため使用量は無視できません。

一方、「混和剤」は、薬剤の剤なので、使用量は水や骨材、セメントと比べて極めて少なく、配合の計算では無視されます。

「混和材」には、フライアッシュ、シリカフィーム、岩石粉末、膨張材、高炉スラグ微粉末などがあり、主として、強度、耐久性を改善するために使用されています。

「混和剤」は、まだ固まらない状態の施工性を改善するために使用されることが多く、減水剤、AE剤、AE減水剤、高性能AE減水剤、遅延剤、促進剤、急結剤、発泡剤などと、鉄筋保護の防錆剤、着色用の着色剤や乾燥収縮低減剤等、多くの種類があります。

最も多く使われているAE剤およびAE減水剤について説明をしておきます。

AE剤のAEは「Air Entrained」といって、コンクリート中に微細な独立気泡（径0.025～0.25mm）を混入させるために使用され、「空気連行作用」によって、ワーカビリティーを改善することができます。この気泡がクッションになり、凍結･融解の影響も低減させることができます。

減水剤は、セメント粒子が水中で懸濁（微粒子のままで溶けない）の状態であるため、そのままでは凝集しやすくなるため、減水剤の界面作用により、粒子を分散させます。これにより、コンクリート中のセメント量や単位水量を減らすことができて、強度等を向上することが可能になります。

AE減水剤は、AE剤と減水剤の効果を兼ねた混和剤で、効能は凝結時間によって3種類（遅延型・標準型・促進型）あります。

コンクリート中の塩化物による障害を塩害と呼んでいます。コンクリート中に塩化物の量が多くなると、鉄筋クリート等の鉄筋や鋼材の腐食の原因になります。また、塩化物の種類によっては、アルカリ骨材反応を助長することもあります。コンクリート中の塩化物イオンの発錆限界濃度は1.2～2.5kg/m3といわれています。

塩害の原因の例として、細骨材に塩分を十分に洗い流していない海砂を用いた場合が挙げられます。ただし、関東地区においては海砂を細骨材に用いられていることはありません。

海砂を用いる際には、塩分含有量が規定されていましたが、塩化物は、それ以外の水、混和剤（材）等からも混入される可能性もあるため、コンクリート中に含まれる塩化物総量の限度について、1986年以降、0.3kg/m3に改定されました。

しかし、購入者が塩化物含有について承認した場合は、0.6kg/m3まで許容されています。この塩化物総量については、生コン工場で測定したり、工事現場で施工者が行ったりします。測定は、精度が確認された簡便な測定器で行なわれています。

コンクリート中の塩化物イオンが活発になると、腐食生成物によって、鉄筋等の体積膨張によって、コンクリートは、ひび割れや剥離あるいは爆裂したりすることがあります。

基本的に、コンクリート中に使用される鋼材は、生コンクリートの水酸化カルシウム等により強アルカリ性を示し、鋼材の表面に不動体皮膜を形成された状態になっていますので、酸化による腐食はしにくくなっています。ただし、塩化物イオンが多くなることによって、この鋼材の皮膜も破壊されてしまいます。

酸性とアルカリ性は、水溶液の性質を表現する際に使われています。よく、アルカリ性あるいは酸が強いといいますが、pH（ピーエイチ）と呼ばれる水溶液の水素イオン濃度を示すもので、その度合いは0～14で表し、pH＝7を中性とし、これより大きいとアルカリ側、小さいと酸性側として水溶液の性質を表現します。

錆びることを酸化作用というように、酸素との反応を示し、pHでいうと水素イオン濃度が小さくなることによる反応です。すなわち、アルカリ側から中性の領域に近づくので「中性化」というのです。

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

コンクリートは、水酸化カルシウム（Ca（OH）2）が多く含まれているのでアルカリで、pH＝12から13程度です。気中には炭酸ガス（CO2）が含まれ、水（H2O）と反応して水酸化カルシウムは、炭酸カルシウムと水とに分解します。

コンクリート中の水酸化カルシウムのOHはマイナスイオンで、Ｈが正電荷になっていて、プラスとマイナスがくっついて、水（H2O）が生成されます。（厳密には、この類の水和物や未水和の物質の化学反応による分解もあります。）

コンクリート中の鉄は、せっかくアルカリで被覆されて、錆から守られていたが、このような現象により、徐々に、コンクリート表面やひび割れ箇所から、CO2により侵食されて鉄は酸化されていきます。

鉄筋コンクリートは、このような劣化によって寿命を論じられていますが、中性化は、鉄筋の発錆に対しての懸念があり、一般には設計上の寿命は50年、60年とされていますが、管理状態が良ければそれ以上もつといわれています。

中性化の予防や修復としては、表面被覆や断面修復、再アルカリ化（電気防食等）があり、補強としては、鋼板、FRP等を接着する手法、増厚、等があります。

現在の生コン車の原型は、傾胴型トラックアジテータ車の開発から始まり、昭和26年に磐城コンクリート（現在の住友大阪セメント）が犬塚製作所と共同でドラム型アジテータトラックを開発し、実物の3分の1程度の小型により種々実験を重ね昭和27年に国産第1号の傾胴型トラックミキサ試作車が完成したと聞いています。

生コンの材料分離を抑えるために、生コン車にはドラムと呼ばれるアジテータ（攪拌装置）が装備されています。

生コンは、骨材とセメントミルクが均一に混ざった状態で打設しなければ、所定の性能を発揮できないため、荷卸するまで攪拌しています。

ドラムの内部は、排出用とは別に攪拌用の板が備わっていて、攪拌は排出の逆回転となるように、ブレードと呼ばれるリボンスクリュウが二重構造になっています。

水路の多くはコンクリート製であることが多く、そこには魚も生息している例も数多くあります。また、コンクリート製の魚巣ブロックもあります。水路の場合は、水が流れている状態で、完成直後にはコンクリート表面の酸化カルシウムがアクとして出ますが、下流に流され、徐々に魚が生息できるような環境が整います。

また、コンクリート製品のテトラポットや漁礁でも、表層から1mm程度が炭酸化すれば、その水域の海洋生物等に大きく影響しないといわれています。

しかし、池の場合は、水の入れ替えをしない限り、水の性質は変わりませんので、完成直後に水を入れて魚を泳がすのではなく、ある程度の養生が必要になります。

完成直後のコンクリート製の池に水を入れると、pHが高い状態（アルカリ性）になっています。これは、セメントに含まれている水酸化カルシウムがコンクリート表面に付着した状態になっているからです。

pHとは水素イオン濃度ですが、気中の炭酸ガスにより、コンクリートの表面部分は、中性化（だんだん、アルカリが弱くなってくること。）進みます。

アク抜きには、焼ミョウバン（AlK(S04)２）等が使われることもあります。水を吸収すると、生ミョウバン（硫酸アルミニウム）になり、適正な量でアルカリを中和させることができます。

一般に、このような「アク」を無害化することを「アク抜き」と呼んでいます。また、「アク抜き材料」も市販されています。

コンクリート製の池の場合は、水を直ぐに入れずに、コンクリート表面を気中にしばらくさらしておくことで、このアクの量を減少することができます。このようなアク抜きは、ある程度の期間、気中に放置しながら、水の入れ替を数回行った方が効果的です。また、気中にさらす期間は長ければ、長い方が良いといわれています。

実際には、魚を入れる前に、水質確認のためにpHを計測したりするのも良い方法かと思います。

pHは専門の計測器もありますが、リトマス試験紙のようなものも販売されています。

実施する際には、自分だけで判断せずに、中和剤（アク抜き剤）等を販売している業者や専門店等に相談することをお奨めします。

まずは、生コンとモルタルについて説明しておきます。モルタルは、セメント、水、砂を混合したものです。コンクリートは、このモルタルに、砂利や砕石が入っているものです。

ご家庭で、少量でお使いになる場合は、コンクリートでなくてもモルタルで対応できることがあります。その場合は、ホームセンターにドライモルタルといって、すでに、調合された製品が販売されていますので、所定の水を加えるだけでモルタルができます。使用の際には、手袋などで保護してお使い下さい。

一方、コンクリートは、自分で所定量の材料を用意して製造することも出来ますが、混ぜる作業は、ノウハウもあり、素人では良いコンクリートにならない場合もあります。一般には、生コン工場で製造したものを使った方が良いと思います。ただし、生ものなので、使用時間が限られています。

コンクリートは、モルタルと違って、砂利または砕石が多く入っていますので、使用する際に、あまり仕上げの厚みが少ないと、その砂利や砕石が表面に浮き出てしまいますので、骨材の寸法以上の厚みが必要になります。

1m3（縦1m×横1m×高さ1mの容積）位からも注文は可能ですが、一般には専門業者が使用することが多く、その流通において、直接、生コン会社に注文しても断わられることもあります。

弊社に、ご相談していただければ、適切な方法についてアドバイス致します。

「捨てコン」は、「捨てるコンクリート」の意味です。ただし、所定の強度を満たすような目的ではないため、貧配合のコンクリートが使われます。例えば、基礎を作る前に、基礎の底を平らにするためや、何かの下地や、鉄筋のスペーサー設置をしてゴミの付着や栗石の食い込み防止、かぶり厚確保、仮設置場等、施工上の準備作業のために使われるコンクリートです。

一般には、捨コンの目的によっても異なりますが、砕石の上に防湿シートを敷いて打設したり、基礎が出来る部分に予め打設しておくこともあります。

捨てコンの厚みは、概ね3～5cmの場合が多いようです。なぜ、そのような厚みにしているかは、生コンの骨材が表面に浮き出ない厚さとしているからです。

また、捨てコンと勘違いしやすのが、ラップルコンクリートです。ラップルコンクリートは、基礎部分の地盤への応力が伝わるために打設するコンクリートです。ある意味、地盤改良的なものです。ただし、地盤改良と違うのは、地耐力のある支持層がある場合に使用されることです。

ラップルコンクリートも捨てコンも、配合上は貧配合で、鉄筋を入れないので、間違いやすいということです。

最近は、発生土や泥水等にセメントあるいは固化材等を調合した安価な流動化処理土を捨てコンやラップルコンクリートの代用として使うケースも増えてきました。

コンクリートを打設後に型枠を外したときに、コンクリート表面に粗骨材（砂利石・砕石）が集まって、砂利がむき出しになっているようなことがあります。この現象をジャンカといいます。ジャンカを見た目から「豆板」（まめいた）と言う人もいます。

これは、コンクリート中のセメントスラリーが型枠から漏れたことによることや、高所からコンクリートを打ち込み、その高さにある他の打設位置まで横流しを行うことにより、コンクリートが分離した場合や打設後に突き固め（バイブレーション）が不十分になってしまった場合に発生することがあるようです。

発生箇所は、配管等の埋め込み金具の下部、窓枠等の開口部分の下部、壁脚部や薄い壁の周辺、あるいは、梁鉄骨フランジ下端周辺にみられることが多いといわれています。

このジャンカによって、鉄筋コンクリートのかぶり厚さの確保が出来なくなることもあり、また、ジャンカの箇所については、補修を適切にしていないと鉄筋の腐食を早めてしまいます。

基本的には、セメントスラリーを分離させない施工を行うことで防止することになります。そのためには、高所からコンクリートを落下させるような打設を行わないようにしなければなりません。

ジャンカの補修は、その広さや深さに応じて対応が異なります。ポリマーセメントを塗布して済む場合やある程度ハツリ取って無収縮モルタルの充填を行ったり、打ち直しを行うようなこともあります。

ジャンカ部分周辺に鉄筋や鋼材があるときは、早期に補修する必要があります。

コンクリート構造物は丈夫であるというイメージを持つ人が多いと思います。建築基準法では、鉄筋コンクリートの設計寿命は最低値で60年といわれています。しかし、最近では、社会資本の継続的な維持ということもあり、長寿命コンクリートや100年コンクリートといったコンクリートの開発も行われています。

鉄筋コンクリートは、長い間には地震等の外力によるダメージ、大気中の炭酸ガスによる中性化、塩化物イオンによる塩害、気象状態の変化等の多種多様な疲労要因による劣化は避けられないし、そういった劣化や損傷の事例もあります。

このようなことから、いろいろな補修工法や補修材料も開発されています。

コンクリートは、主に、各種インフラや競技場等の比較的大きな構造物に用いられてきました。その理由は、やはり、コンクリートが耐火性、耐久性が高く、建設規模に対する投資額が比較的、安価になることが挙げられます。さらに、設計・施工においては、コンクリートの品質や種類も多く、生コンを使用し、型枠の形状によって、硬化後の形に自由度があることから、デザイン上にも都合の良い材料であることがいえます。

また、コンクリートが建設材料とされている技術的な理由として、配合設計理論が確立され、強度等の品質の選択を水セメント比から行えることと、鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリートが実用化されたことがあります。

主な特徴は次のようなものです。

長所　○生コンを使用することにより、形状、大きさ等に自由度がある。

　　　○産業として確立され、材料の運搬が容易であり、規格品として入手が可能である。

　　　○一般的なコンクリートは約400℃まで加熱しても圧縮性に影響が少なく、耐火性が高い。

　　　○鉄筋コンクリートだけでなく、プレスレストの実用化もあり、プレキャスト製品の用途も多種多様になっている。

短所　●所定の強度を発現するための養生期間が必要になる。（すぐに荷重をかけられない）

　　　●一つの材料として、鉄と比べると粘り強さ、亀裂の発生等の靭性に劣るため、

　　　　所定の耐力を受ける断面積は大きくなる。

　　　●圧縮強度は大きいが、引張、曲げ強度は小さい。

　　　●一般の工業製品と異なって、コンクリートは、フレッシュコンクリートという半製品の状態で納品されるため、

　　　　工場および現場での管理や施工方法等の要素が品質に影響を与える。

　　　●ひびわれが生じやすく、発生すると鉄筋が腐食しやすくなる。

設計基準強度、品質基準強度、耐久設計基準強度について簡単に述べておきます。

一般に、「設計基準強度」は、構造設計上のコンクリートの圧縮強度をいい、日本建築学会（JASS 5）標準仕様書では、設計基準強度は、18,21,24,27,30,33および36N/mm2を標準にすると規定しています。

コンクリートの「品質基準強度」は、所定の品質を得るための圧縮強度をいいます。したがって品質強度は設計基準強度より大きく設定します。このときの、上乗せ分は、強度補正といい、その値を3N/mm2としています。

「耐久設計基準強度」は、コンクリート構造物と部材が、共通して使用する期間の耐久性を確保するための圧縮強度です。すなわち、設計基準強度は、あくまでも構造設計上の値であって、コンクリートの中性化等による耐久性を考慮していないため、大規模な補修を実施しない予定期間としての共用期間の耐久性を考慮していないので、あえて、耐久性基準強度ということを設けています。

日本建築学会が定めた耐久年数の水準は、耐久性の期間を30年間とした場合の耐久設計強度は18N/mm2、65年間では、24N/mm2、100年間では耐久設計強度を30N/mm2としています。100年コンクリートの100年は、ここからきているようです。

　品質基準強度(Fq)＝設計基準強度(Fc)＋ΔF　（N/mm2）

　品質基準強度(Fq)＝耐久設計基準強度(Fd)＋ΔF（N/mm2）

　ここに、　ΔF ：強度補正。3N/mm2とする。

　　　　　　Fq ：コンクリートの品質基準強度(N/mm2)

　　　　　　Fc ：コンクリートの設計基準強度(N/mm2)

　　　　　　Fd ：コンクリートの耐久設計基準強度(N/mm2)

強度補正値は、実際の構造物のコンクリートと強度試験に用いる供試体の強度と養差を考慮した割り増し値です。

したがって、実際のレディーミクストコンクリートの注文時の呼び強度の強度値は気温補正値（気温が低いほど大きく、0・3・6N/mm2としています。）を加えて、コンクリートの品質基準強度＋気温補正値となります。

例えば、呼び強度を指定して発注する際は、設計基準強度と耐久設計基準強度のどちらか大きい値が24N/mm2であった場合、強度補正を3N/mm2とした場合、気温による補正値の3N/mm2も加わり、呼び強度は、24＋3＋3＝30N/mm2になります。

ただし、土木工事では、断面が比較的大きいこともあり、設計基準強度とレディーミクストコンクリートの呼び強度は一般に同じ値にしています。また、温度補正から呼び強度を割り増すことも行われていません。杭に使用するコンクリートも気温による強度の補正は行われていません。すなわち、土木は、設計強度を呼び強度として注文し、建築は、構造体強度の補正したものを呼び強度として注文します。

筆者の個人的な感想ですが、コンクリートの強度試験の材齢結論からいうと、「ハッキリとした根拠は不明」です。しかし、なんらかの理由はあるものと思います。強度試験の材齢は、セメント・コンクリートだけでなく、地盤改良における改良土の材齢もこれに準じています。歴史的にはセメント・コンクリートの方が古いので、セメント・コンクリートの試験を標準化していく過程等でのいろいろな背景があったものと考えられます。

コンクリートの強度試験に適した材齢を仮に、７日後と決めたとすると、材齢28日、56日、91日は、すべて7の倍数になっています。このことから、コンクリートの強度試験の基準は週単位とした可能性が考えられます。また、試験の日がなるべく休日にならないようにと考えていたのかもしれません。

海外（英、独他）では、立方体の供試体が使われている国もありますが、やはり、材齢は7日の倍数になっています。

強度発現性を考慮した圧縮強度推定式においても、幾つもが提案されており、古くから材齢28日を基準に統計的な解析が行われ、材齢28日は慣例的なものではなく、標準化された材齢といえるでしょう。

材齢は、コンクリートの製造における品質管理と構造物自体の要求強度を満足するという施工管理の二つの意味があります。工事現場では、生コンを荷降ろしした時点から材齢28日強度が指定強度を満足しているのかを確かめます。これは、施工管理面から行うものです。コンクリートの配合は、各生コン工場の実績から検討しているため、実際の現場での、養生環境や施工状況までを考えてはいません。ただし、これとは別に、建築用のコンクリートでは、温度補正や強度補正がされたものを呼び強度としています。

あたりまえではあるが、コンクリート構造物は、28日以上の長い年月を安定的に維持して行くことを考えて建設します。コンクリートの本来の性能から強度発現が材齢28日で約80％発揮できるとして、設計しているのであれば、ある意味、残りの20％は余裕であり、施工性の悪さ加減等も考慮すると、材齢28日を基準にするといのは、合理的な考え方であると思います。

早強コンクリートの強度試験は、慣例的に材齢3日あるいは7日で行われています。しかし、呼び強度を保証する材齢は購入者と協議する指定事項（JISA5308）になっています。したがって、特段、指定されないときは、材齢は28日になります。この慣例的に行われる材齢7日の強度試験についてですが、使用するセメントによってその材齢の規格が変わるということでは違和感があります。早強は、普通ポルトランドセメントに比べ、初期強度発現性に優れるということで、緊急工事やプレストレストコンクリート等に利用されています。実際には、材齢7日を基準に設計を行うものではなく、早期に荷重が加わることを考慮したために行われるものです。設計上の基準は材齢28日であるため、通常の品質強度の補正値（3N/mm）以上の値（6N/mm）にしなければなりません。そうなると、管理上の標準偏差も大きくする必要もあるし、設計基準強度が必然的に大きくなってしまいます。ただ、初期の強度を優先することにより、結果的に28日の強度が大きくなるということですが、この点に多少疑問が感じます。