設計基準強度Fc・水セメント比計算｜JASS 5準拠の配合設計とW/C・単位水量・単位セメント量早見

計算式とFc・W/Cの関係

基本の関係式

W/C ≒ 2020 ÷ (呼び強度 + 12) (%)　※最大65%

コンクリートの強度は水セメント比(W/C)で決まるのがコンクリート工学の第一原理です。W/Cを下げるほどセメント硬化体の強度が上昇しますが、同時にスランプ(施工性)は悪化し、材料コストも増加するトレードオフの関係にあります。強度はセメント水比(C/W)にほぼ比例するため、本ツールはその関係を代表的な配合に合わせた目安式で表しています。係数はセメント・骨材・工場ごとに違い、実際のW/Cは生コン工場の試し練りと実績で決まります。呼び強度が高いほど、より低いW/Cが必要です。

単位水量・単位セメント量

単位水量 W ≒ 143 + スランプ×1.5 (kg/m³)　※JASS 5の上限185

単位セメント量 C = W ÷ (W/C比) × 100 (kg/m³)　※JASS 5の最小値270

実務ではJASS 5「建築工事標準仕様書・同解説 鉄筋コンクリート工事」の配合設計フローに従い、まずW/Cを決定→単位水量→単位セメント量の順で確定します。スランプ18cmが住宅・一般建築の標準、21cmは高流動配合、8-12cmは道路・土間コンです。粗骨材最大寸法(20mm/25mm/40mm)によって単位水量が5-10kg/m³変動します。

呼び強度別 配合の目安(スランプ18cm・粗骨材20mm)

単位水量は185kg/m³以下がJASS 5の上限規定(耐久性確保のため)。表は本ツールの目安式による値で、細骨材率・用途は参考です。36N/mm²を超える高強度では高性能AE減水剤で単位水量を下げ、試し練りで調合を決めます（表の単位水量170のままにはしません）。

設計基準強度Fc・水セメント比の詳しい解説

Fc・呼び強度・調合管理強度の違い

設計基準強度Fcは構造計算で使う強度、品質基準強度FqはFcと耐久設計基準強度Fdの大きい方、調合管理強度FmはFqに構造体強度補正値Sを足した値（Fm＝Fq＋S）です。生コンの呼び強度はFm以上で発注します（呼び強度はFcと同じ値ではありません）。Sは普通ポルトランドセメントの場合、打込みから28日までの予想平均気温が8℃以上で3N/mm²、0〜8℃未満で6N/mm²、暑中期（特記がない場合）も6N/mm²です（JASS 5）。例：Fc21・Fd24・S=3なら呼び強度27。

強度発現とセメント種類

普通ポルトランドセメントで28日強度=Fcが原則ですが、早強セメント(1週で普通の28日相当)・低熱セメント(マスコン用)・高炉セメントB種(耐久性向上)・フライアッシュセメント(温度応力低減)など、部位・季節・耐久性要求で使い分けます。高層マンションの下層階では低熱系+高性能AE減水剤の組み合わせでFc60超を実現しています。

混和剤の役割

W/Cを下げると流動性(スランプ)が悪化しますが、高性能AE減水剤(ポリカルボン酸系)を添加すると同じスランプのまま単位水量を大きく減らせます（JIS A 6204では減水率18%以上）。乾燥収縮ひび割れ・耐久性の改善に効き、36N/mm²を超える高強度では実質的に必須の混和剤です。

夏冬配合と施工性

コンクリートの水和反応は温度依存性が強いため、外気温に応じた対応が必要です。JASS 5には暑中コンクリートと寒中コンクリートの規定があります。

練混ぜから打込み終了までの時間は、外気温25℃以上で90分以内、25℃未満で120分以内（JASS 5）。寒中期は5℃以下で打設後の凍結防止に給熱養生・断熱シート養生を実施します。

耐久設計基準強度Fdと計画供用期間

JASS 5では構造強度のFcとは別に、耐久設計基準強度Fdを計画供用期間に応じて規定しています。計画供用期間「短期」(30年)はFd=18N/mm²、「標準」(65年)はFd=24、「長期」(100年)はFd=30、「超長期」(200年)はFd=36。Fc・Fdのうち大きい方が品質基準強度Fqとなり、実際の設計はこれで決まります。なお2022年版では、腐食環境でない一般環境で特記がない場合はFdを設定しない扱いになり、かぶり厚さを10mm増やすとFdを減じられる規定もあります。適用する版と特記を確認してください。

住宅の一般的な計画供用期間は「標準」で、Fd=24N/mm²。構造計算上のFcが21で足りていても、耐久性からFd=24が要求され、この場合Fq=24で、呼び強度はさらにSを足した値以上になります。長期優良住宅などの認定を受ける場合は、その基準（水セメント比・かぶり厚さなど）も別に満たす必要があります。

コンクリートの構成材料と絶対容積

コンクリート1m³はセメント・水・細骨材・粗骨材・空気から構成されます。密度換算した絶対容積の合計が1000L=1m³になるように配合を決定するのがJASS 5の絶対容積法です。

実測の単位容積質量(空気量控除)は約2,285-2,320kg/m³が普通コンの標準。軽量コンではパーライト・軽量骨材で1,600-1,900kg/m³、重量コンでは磁鉄鉱骨材で3,000-4,000kg/m³にできます。

ポンプ圧送とスランプ選定

コン打設はポンプ圧送が主流で、打設場所までの距離・高さ・配管径がスランプ選定を左右します。以下は圧送距離とスランプ選定の目安。

JIS A 5308のスランプは荷卸し地点での値です。圧送でスランプが低下するため、打込み箇所で必要なスランプに圧送による低下分を見込んで、荷卸し時のスランプを指定します。低下量は圧送距離・配管・コンクリートの種類で変わるので、施工計画で確認してください。

圧縮強度試験と品質管理

コンクリート品質は圧縮強度試験で最終確認します。JIS A 1108に基づき、φ100×200mmまたはφ150×300mmの円柱テストピースを採取し、標準養生(20±2℃・水中養生)で材齢28日に破壊試験します。

試験頻度と判定

不合格時の対応

28日圧縮強度が呼び強度に達しない場合は、非破壊試験(シュミットハンマー)で実構造体強度を推定、それでも不安があればコア抜き試験(φ100mmコアを構造体から採取して破壊試験)を実施。設計基準強度を下回れば、補強・撤去やり直しの重大対応になります。

生コン単価の調べ方

生コンの価格は地域の生コンクリート協同組合ごとに決まり、地域差が大きく、改定も頻繁です。全国一律の相場表は当てになりません。最新の地区別単価は「建設物価」（建設物価調査会）・「積算資料」（経済調査会）などの物価資料か、地元の協同組合・販売店の見積もりで確認してください。

打設全体の費用は、生コン代に加えてポンプ圧送費・打設手間・仮設費（型枠・ホッパー）がかかります。数量は設計図書から拾い、ロス分を見込んで積算します。

養生・仕上げの実務

コンクリートは打設直後の湿潤養生で強度発現が大きく変わります。JASS 5では計画供用期間が短期・標準の場合、普通ポルトランドセメントで5日以上、早強で3日以上、中庸熱・低熱・高炉B種・フライアッシュB種で7日以上の湿潤養生期間を規定しています（長期・超長期はそれぞれ7日・3日・10日以上）。側面のせき板は、短期・標準なら構造体コンクリートの圧縮強度5N/mm²以上で外せ、平均気温10℃以上なら下表の材齢で試験なしに外せます。

スラブ下・梁下の支保工は、構造体コンクリートの圧縮強度が設計基準強度に達したことを確認するまで存置します（JASS 5）。それより早く外す場合は、外した直後にかかる荷重を安全に支えられる強度を計算で求め、実際の強度がそれを上回ることを確かめます（最低12N/mm²以上）。冬期は現場水中養生テストピースを用意し、強度発現を確認して工程を進めます。

仕上げのタイミング

打設直後の初期沈下・ブリーディングが収まった後、金ゴテ押えはコンクリート表面のブリージング水消失後が目安。早すぎると表面がザラつき、遅すぎると硬化して押さえ不能。夏期は打設1-2時間後、冬期は2-4時間後が典型的なタイミングです。

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• スランプを上げるために現場加水 — 打設現場でホースから水を追加するのは水セメント比が上がって強度・耐久性が下がり、JASS 5でも運搬・打込み時の加水を禁じています。スランプ不足なら高性能AE減水剤を追添する。
• Fc(構造)とFd(耐久)を混同 — 構造計算でFc21で足りていても、標準供用期間ではFd=24が必要。品質基準強度Fq=max(Fc,Fd)で発注する。
• 構造体強度補正値Sの取り忘れ — 呼び強度はFq+S以上で発注する。Sは普通ポルトランドセメントで予想平均気温8℃以上3、8℃未満と暑中期6（特記がない場合）。これを忘れると構造体の強度不足になる。
• 外気温を無視した配合 — 外気温25℃以上では練混ぜから打込み終了まで90分以内、冬場は強度発現が遅れる。季節配合・打設計画の変更が必須。
• 粗骨材最大寸法の混同 — 「20-N」と「25-N」で単位水量5-10kg/m³違う。図面指定の粗骨材最大寸法を必ず確認する。狭あい配筋部では最大寸法20mm以下必須。
• 単位水量185kg/m³超え — JASS 5で単位水量は185kg/m³以下と規定。乾燥収縮ひび割れの主因となる。混和剤で185以下に抑制する。
• 試験練り省略 — 新規プラント・新規骨材で試験練りを省略すると、実強度がFmを下回るリスク。JIS A 5308認証範囲外の配合は必ず試験練り(標準養生28日圧縮試験)を実施する。
• 圧縮強度試験の材齢間違い — 呼び強度=材齢28日圧縮強度が原則。7日強度で判定して不合格でも、28日で合格するケースが多い。判定は必ず28日材齢で行う。

関連する規格・法規

• JASS 5「建築工事標準仕様書・同解説 鉄筋コンクリート工事」(日本建築学会) ― 建築分野の配合設計・施工・養生・検査の実質的な標準。Fc・Fd・Fmの規定と品質管理体系。
• JIS A 5308「レディーミクストコンクリート」 ― 生コン(工場出荷品)のJIS規格。呼び強度・スランプ・粗骨材最大寸法の組合せと品質基準を規定。
• JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」 ― φ100×200mmまたはφ150×300mm円柱供試体の圧縮強度試験方法。
• JIS A 1101「コンクリートのスランプ試験方法」 ― スランプコーン(高さ30cm)による流動性試験方法。
• 建築基準法・同施行令(第74～79条) ― コンクリート強度・配合の法的規定。設計基準強度・品質管理の基本要求。
• 土木学会「コンクリート標準示方書」 ― 土木構造物の配合設計・施工の標準。橋梁・トンネル・港湾・PC構造物の設計指針。
• 公共建築工事標準仕様書(建築工事編) ― 国土交通省が定める公共工事の標準仕様。コン工事の品質基準。
• NEXCO(旧日本道路公団)構造物施工管理要領 ― 道路橋・高速道路のコンクリート施工基準。耐久性重視の配合。

参考文献・公的資料

コンクリート配合設計・強度規定の一次情報は、以下の学協会・公的機関の資料です。設計・施工の判断は最新の告示・示方書に従ってください。

• 一般社団法人 日本建築学会（AIJ） ― JASS 5「建築工事標準仕様書・同解説 鉄筋コンクリート工事」の発行元。建築分野のコン工事の実質的標準。
• 公益社団法人 土木学会（JSCE） ― 「コンクリート標準示方書」の発行元。土木構造物のコン設計・施工基準。
• 日本産業標準調査会（JISC） ― JIS A 5308「レディーミクストコンクリート」など、JIS規格の公式索引。
• 国土交通省 官庁営繕部 公共建築工事標準仕様書 ― 国が定める公共建築工事のコンクリート工事仕様。
• 公益社団法人 日本材料学会 ― コン材料の学術的一次資料。強度・耐久性の研究。
• セメント協会 ― 各セメント種類(普通・早強・低熱・高炉・フライアッシュ)の技術資料。
• 全国生コンクリート工業組合連合会 ― 生コン業界の統計・技術情報。地域別配合例。
• コンクリート工学会（JCI） ― コンクリート工学の学術団体。年次論文集・技術文書。
• 国土交通省 国土技術政策総合研究所（NILIM） ― コンクリート構造物の技術基準・耐久性研究。
• 国立研究開発法人 土木研究所（PWRI） ― コン橋梁・トンネル・舗装のコン技術。
• 国立研究開発法人 建築研究所（BRI） ― 建築コンの耐久性・強度設計の研究。JASS 5改定への技術提供。
• NEXCO(東・中・西日本高速道路) ― 高速道路構造物のコン施工管理要領。耐久性重視の配合基準。

よくある質問（FAQ）

関連計算ツール