コンクリートを自分で作る方法：配合比と練り混ぜ

自分でコンクリートを作るための短いガイド

コンクリートは建物の建設だけでなく、手すり子、舗装ブロック、キッチン天板、花器など、さまざまな製品にも使われます。用途によっては、現代の技術により天然石、たとえば大理石や花崗岩の代替として使われることもあります。既製の生コンを買わずに自分でコンクリートを作る場合、セメント、砂、砕石、水の配合を正しく選ぶことが重要です。強度と使用性は、配合、骨材の品質、水セメント比、打設後の養生に大きく左右されます。

コンクリートを自分で作るには、まず構成を理解する必要があります。コンクリートは、セメント、水、細骨材である砂、そして粗骨材である砕石または砂利を混ぜた材料です。必要に応じて、流動性、凝結速度、耐凍害性、施工性を調整するために可塑剤やその他の混和材を加えます。

コンクリートの主要な性能は圧縮強度で、メガパスカル（MPa）で表されます。規格上はB7.5～B80のような強度クラスで示され、家庭向けの配合ではM100、M150、M200、M300以上のような呼び方もよく使われます。自作する場合は、捨てコンクリート、通路、床の下地、基礎、製作品など、目的を先に決めることが大切です。用途により必要な配合と強度が変わります。

最も簡単なコンクリートは、粗めの砂と単純なセメントモルタルを使った混合物です。このような材料は主に基礎の下地として使われ、基礎の沈下や過剰な湿気の侵入を抑える目的に限られます。

より強いコンクリートは、適切な粒度の砕石や砂利などの粗骨材を加えて作ります。家庭での作業では、5～20 mm程度のきれいな骨材がよく使われ、用途によっては5～35 mm程度まで使われます。仕上がり品質は、各材料の配合、粒度、清浄度に直接左右されます。

家庭でコンクリートを作る方法

最初に必要な材料はセメントです。セメントは他の材料を結合する役割を持ちます。通常は500級のセメントが使われ、場合によっては400級も使われますが、その場合は強度が下がります。セメントは長期保管で品質が落ちるため、使用直前に購入するのが望ましいです。目安は次のとおりです。

• 1か月超の保管：強度が約10パーセント低下。
• 2か月超の保管：強度が約20パーセント低下。
• 6か月超の保管：強度が約30～50パーセント低下。
• 1年以上の保管：使用に適さない可能性が高い。

セメントは乾燥していて、固まりのない粉状でなければなりません。湿ったもの、表示のないもの、極端に安いものを使うと、後の安全性に影響する可能性があります。

2つ目の材料は砂です。コンクリート用の砂は粒径1.5～5 mmで、粒径のばらつきが1～2 mm以内に収まり、異物を含まないものが適しています。異物は後のコンクリート性能を損なうことがあります。GOSTでは砂が第1級に適合することが求められ、不純物や異物の割合は1%以下、透水係数は5～7 m/日です。川砂と海砂は第1級に該当し、山砂よりも細かすぎる粒が少なく、比較的きれいです。

家庭で砂の品質を簡単に確認するには、砂を一握り瓶の水に入れて振り、約1日待ちます。沈んだ砂の上の水が透明または少し濁る程度であれば、その砂は使用しやすいと考えられます。

3つ目は粗骨材です。よく使われるのは砕石で、ざらついた角のある表面がセメントペーストとよく付着します。丸い砂利もコンクリートに使えますが、配合と強度条件を別に考慮する必要があります。家庭用の混合物では通常5～20 mm、または35 mm程度までの骨材を使います。粉じんや粘土分はできるだけ少ないものを選びます。

4つ目は水です。油分、泥、有機物、攻撃性のある不純物を含まない清潔な水だけを使用します。水の量は「見た目」だけで決めず、水セメント比で管理するのが望ましいです。一般的なコンクリートでは、水セメント比は質量比でおおよそ0.4～0.6の範囲に入ることが多いです。水が多すぎると空隙が増えて強度が下がり、水が少なすぎると混練や打設が難しくなります。実用上は、飲用に適した水であれば多くの場合コンクリートにも使えます。

5つ目は、可塑剤、補助成分、繊維、石灰などの添加材です。石灰は表面のならしを容易にする目的で加えられることがありますが、セメントと骨材の結合に影響し、強度を下げる可能性があります。可塑剤はコンクリートをより流動的に、または粘性のある状態に調整するために使います。これにより必要な水量を減らしたり、施工性を変えたりできます。複雑な形状の基礎では流動性の高いコンクリートが隙間を埋めやすくなります。低温や乾燥条件での凝結・硬化を助ける補助材、薄いスクリードの割れを抑えるポリプロピレン繊維やポリ塩化ビニル繊維なども使われます。

家庭でコンクリートを作るときの材料比率

以下は、M400およびM500セメント、砂、砕石を使う場合の代表的なコンクリート配合の目安です。これらの表は予備計算に使えますが、重要な構造物では設計、規格、実際の材料特性に基づいて配合を確認してください。M400セメント：

M500セメント：

配合を守ることで、必要な密度と強度に近いコンクリートを得やすくなります。ただし実際の性質は、砂の含水率、砕石の粒度と清浄度、セメントの活性、水量、締固めの品質にも左右されます。

コンクリートの練り混ぜ

基本として、小さく重要度の低い量であれば手練りも可能ですが、安定した均一性を得るのは難しくなります。基礎、床下地、スラブなど重要な作業ではコンクリートミキサーを使うほうが適しています。長い中断、不十分な混練、水の偏りは、完成したコンクリートの強度を大きく下げます。

そのため、コンクリートの練り混ぜにはミキサーを使うのが望ましいです。家庭用なら、0.5～1 kW程度のモーターと200 L前後のドラム容量があれば多くの作業に対応できます。手順は次のとおりです。

1. 必要な水のうち10～15パーセントを残してドラムに入れます。
2. セメントも10～15パーセントを残して投入します。
3. 砂を入れ、各材料が均一に分散するように約2～3分混ぜます。
4. 必要な添加材があれば、この段階で加えます。
5. 砕石またはその他の粗骨材を入れます。
6. 最後に、残した水とセメントを別に混ぜ、セメントミルクとしてドラムに加えます。

全体の作業時間はおよそ10分です。長く混ぜすぎるとセメントが凝結し始めるため、過度な混練は避けます。

コンクリートの打設

正しく打設するには、コンクリートを均一に敷き込み、締め固め、内部の空気をできるだけ抜く必要があります。このために振動を利用すると、すばやく高品質に締固めできます。作業内容に応じて、内部振動機をコンクリートに挿入したり、スクリードでは表面を処理したりします。専門工具がない場合でも、型枠の側面や板を固定している角材を均等に叩いて、手作業で振動を与えることはできます。

打設中は、コンクリート中の空気を抜くことも重要です。先の尖った鉄筋などで全深さまで突き刺します。次の層を打設する場合は、前の層に10 cmほど差し込むことで層同士の一体性を高めます。

表面には均一な層ができ、コンクリートはしっかり締め固められている必要があります。その後、上面をレベルに合わせて数回に分けてならします。通常は2～3時間の間に仕上げます。

硬化と保護のため、コンクリートはフィルムなどの防湿材で覆います。初期数日は表面の急激な乾燥を避けることが重要です。適切な湿潤養生はひび割れのリスクを下げ、強度発現を助けます。

薄い層であれば初期硬化後に慎重に歩ける場合がありますが、正確な時期は配合、温度、打設厚さによって異なります。コンクリートの基準強度は通常28日で評価されます。良好な湿潤養生が続けば、その後も強度発現は進むことがあるため、重要な作業では脱型や荷重開始の時期を設計条件、硬化条件、具体的な混合物の要求に合わせて決めてください。