寒中コンクリートの配合とは？AE剤・呼び強度・生コン温度の注意点

冬のコンクリート工事で怖いのは、固まる前に凍ってしまうことです。

水分が凍ると十分に硬化できず、ひどい場合は表面からポロポロと崩れてしまいます。

これを防ぐために行うのが、寒中コンクリートの施工です。

大切なのは、打設してからの養生だけではありません。生コンを注文する段階で、配合や温度をきちんと考えておく必要があります。

寒中コンクリートとは？冬に生コンが固まりにくい理由

寒中コンクリートとは、低温によってコンクリートの硬化が遅れたり、打設後の凍結によって品質が損なわれたりすることを防ぐため、特別な管理を行って施工するコンクリートです。

国土交通省の土木工事共通仕様書では、日平均気温が4℃以下になると予想される場合に、寒中コンクリートとして施工することが定められています。

冬用の特殊なコンクリートというより、寒さに合わせて材料・配合・温度・養生を管理する施工方法と考えるとわかりやすいでしょう。

コンクリートが凍ると、なぜ強度が落ちる？

コンクリートは、セメントと水が反応する「水和反応」によって硬化します。

気温が5℃程度以下になると、この反応が遅くなり、凝結や硬化に時間がかかります。

さらに、十分な強度が出る前に内部の水が凍結すると、水の膨張によって組織が傷つきます。

これが初期凍害です。

一度ひどい初期凍害を受けたコンクリートは、その後に温度を上げて養生しても、失われた品質を完全には回復できません。

強度だけでなく、耐久性や水密性も低下します。

早い段階で施工荷重がかかれば、ひび割れや残留変形などの問題も起こりやすくなります。

だからこそ、凍ってから対処するのでは遅いのです。

冬のコンクリートは配合から考える

冬の生コンで確認するのは、主に次の項目です。

項目	確認すること
単位水量	必要な施工性を確保しながら、できるだけ少なくする
混和剤	AE剤・AE減水剤の種類と使用条件
呼び強度	設計基準強度と温度条件に対して適切か
生コン温度	運搬・打込み時に必要な温度を確保できるか
セメント	種類による初期強度の違い
骨材	凍結や雪・氷の混入がないか
養生	所定の強度に達するまで凍結を防げるか

単純に強度の高い生コンを注文すればよいわけではありません。

配合と養生はセットで考える必要があります。

寒中コンクリートの配合で注意する9項目

生コンを製造・納入するときには、特に次の9項目が重要になります。

① 水や骨材を加熱する場合は承認を得る

冬は材料が冷えているため、水や骨材を加熱して生コンの温度を確保する場合があります。

その際は、加熱装置・方法・温度などについて、責任技術者の承認を得ておきます。

公共工事では、契約上の承認・協議手続きも確認します。

② 単位水量をできるだけ少なくする

単位水量とは、コンクリート1m³に使う水の量です。

水が多すぎると、水セメント比が大きくなり、強度や耐久性に悪影響を与えます。

寒中コンクリートでは、必要なスランプを確保しながら、単位水量をできるだけ少なくするよう配合を定めます。

柔らかくしたいからといって、現場で勝手に水を足すのは禁物です。

③ AE剤またはAE減水剤を使用する

混和剤は、購入者が承認したAE剤またはAE減水剤を使用し、AEコンクリートとします。

AE減水剤には、冬季の強度発現を考えて促進形を用いることも多くあります。

国土交通省の土木工事共通仕様書でも、寒中コンクリートにはAEコンクリートを使用することを原則としています。

④ 納入時の生コン温度を確認する

一般的な土木工事では、寒中コンクリートの打込み時の温度は5〜20℃です。

納入時の温度だけでなく、実際に打ち込むときの温度が重要になります。

運搬や待機中にも温度は下がるため、施工条件に合わせて確認します。

⑤ セメントは直接加熱しない

生コンの温度を上げるために、水や骨材を加熱することはあります。

しかし、セメントは直接加熱しません。

セメントの性質に悪影響を及ぼすおそれがあるためです。

⑥ 混合セメントB種・C種は初期強度に注意

混合セメントのB種・C種は、一般に低温での初期強度の発現が小さくなります。

そのため、寒中コンクリートでは不向きになる場合があります。

ただし、使用が一律に禁止されているわけではありません。

実際に国土交通省の仕様書には、混合セメントB種を使用する場合の養生期間も示されています。

使用するセメントの種類によって、配合や養生期間を検討することが大切です。

⑦ 凍結した骨材や雪・氷が混じった骨材は使わない

凍結した砂や砂利、雪や氷が混じった骨材は、そのまま使用してはいけません。

練り混ぜ温度が下がるだけでなく、配合中の水量の管理にも影響します。

⑧ 骨材を直接火で加熱しない

骨材を温める場合でも、直接火に当てて加熱する方法は避けます。

一部分だけが高温になったり、乾燥しすぎたりすることを防ぐためです。

均一に加熱できる方法を選びます。

⑨ 養生方法に合わせて呼び強度を確認する

同じ生コンを使っても、打設後の養生方法によって得られる強度は変わります。

生コンとして保証する呼び強度を確認し、予定する養生方法で必要な強度が得られるかを検討します。

冬の生コンは、工場での配合だけで品質が決まるわけではありません。

現場に届いてからの温度管理まで含めて考える必要があります。

AE剤とは？細かな気泡が凍害を防ぐ仕組み

寒中コンクリートで特に重要になるのが、AE剤です。

AEとは「Air Entraining」の略で、コンクリートの中に微細な空気泡を取り込むことをいいます。

AE剤は界面活性剤の一種です。

このAE剤によって、コンクリート1m³の中に数千億個もの細かな気泡がつくられます。

AE剤の気泡はクッションの役目をする

水は凍結すると体積が膨張します。

コンクリートの内部で水が凍れば、膨張する力によって内部の組織が壊されてしまいます。

ところが、AE剤によって独立した細かな気泡が分散していると、その気泡がクッションのような働きをします。

氷の膨張による圧力を緩和して、コンクリートの凍結融解に対する抵抗性を高めるのです。

これがAEコンクリートの大きな特徴です。

ただし、AE剤を入れれば固まる前に凍らせてもよい、ということではありません。

初期凍害を防ぐための温度管理は別に必要です。

AE剤には水を減らす効果もある

AE剤の働きは、凍害対策だけではありません。

細かな気泡がボールベアリングのような役目を果たし、コンクリートの流動性を高めます。

つまり、同じスランプを確保するために必要な水の量を減らせるのです。

単位水量が減れば、水セメント比を小さくしやすくなり、強度や耐久性の確保にも役立ちます。

さらに、材料分離やブリーディングの抑制にもつながります。

このため、AE剤は冬だけでなく、年間を通してコンクリートの品質を高めるために使われています。

AE剤とAE減水剤の違い

AE剤とAE減水剤は、どちらもコンクリートの施工性を改善する混和剤ですが、働きに違いがあります。

種類	主な働き	特徴
AE剤	微細な空気泡を取り込む	施工性と耐凍害性を改善する
AE減水剤	空気連行とセメント粒子の分散	AE剤の働きに加え、減水効果を持つ
AE減水剤（促進形）	減水と硬化促進	低温時の強度発現を助ける

AE剤を多く入れれば、より強いコンクリートになるわけではありません。

空気量が過剰になると、圧縮強度が低下する原因になります。

必要な空気量を適切に管理することが大切です。

プラントの生コンと手練りでは何が違う？

生コンプラントから購入する一般的な普通コンクリートには、季節を問わずAE剤やAE減水剤などが使われています。

冬だから初めてAE剤を入れるわけではありません。

一方、自分で手練りするコンクリートでは、使用する材料や混和剤の管理が難しくなります。

特に寒い時期は、プラントの生コン以上に凍害へ注意する必要があります。

基本的に、生コンをプラントに発注すると、冬だろうが夏だろうが、AE剤は混入されています。

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寒中コンクリートは呼び強度を上げれば大丈夫？

冬の生コンでは、呼び強度の設定も重要です。

呼び強度とは、生コン工場に発注するときに指定するコンクリートの強度です。

設計図書で必要とされる「設計基準強度」とは区別して考えます。

設計強度21N/mm²なら、呼び強度はいくつ？

例えば、設計基準強度が21N/mm²のコンクリートでも、寒い時期には呼び強度を高く設定して、強度の確保を図ることがあります。

21N/mm²に対して、29N/mm²程度まで強度を上乗せするという考え方もあります。

実際の発注では、規格の呼び強度区分と適用する仕様書に従い、必要な強度を決めます。

温度条件や構造物の種類によっても扱いが異なるため、すべての寒中コンクリートで同じ補正を行うわけではありません。

呼び強度を上げる理由と水和熱

コンクリートの硬化は、セメントと水の化学反応によって進みます。

この水和反応では熱が発生します。これを水和熱といいます。

セメント量や種類によって発熱量は変わり、強度の高い配合ではセメント量が増えることもあります。

その場合、水和熱によってコンクリート内部の温度が上がりやすくなります。

ただし、呼び強度を上げれば必ず硬化速度が速くなるわけではありません。

重要なのは、低温でも必要な強度が得られる配合を選ぶことです。

温度補正とは？

低温の影響によって、所定の材齢で必要な強度が得られないことを防ぐため、配合強度を割り増す考え方を温度補正といいます。

ただし、建築工事と土木工事では、強度補正の考え方や適用方法が異なります。

温度補正だけでなく、早強セメントや防凍剤・耐寒剤を使う方法もあります。

それぞれの違いや選び方は、別の記事で詳しく説明しています。

あわせて読みたい：寒中コンクリートの対策｜温度補正・早強・防凍剤はどれがいい？

冬の生コンは何℃で納入する？温度とスランプの注意点

寒中コンクリートの品質を保つには、生コンの温度管理が欠かせません。

国土交通省の土木工事共通仕様書では、打込み時のコンクリート温度を5〜20℃の範囲に保つことが定められています。

ただし、構造物の断面寸法や気象条件などを考慮して管理する必要があります。

生コンが現場に届いてからも温度は下がる

プラントを出発したときに適切な温度でも、運搬中や現場での待機中に冷えてしまいます。

そのため、納入時の温度だけを確認して終わりにはできません。

実際に型枠へ打ち込むときの温度が重要です。

寒い時期は、練り混ぜ・運搬・打込みの各段階で熱の損失を減らすように計画します。

スランプを大きくするために水を足さない

冬の生コンでも、作業しやすい柔らかさは必要です。

しかし、スランプを大きくしたいからといって、現場で水を追加してはいけません。

水セメント比が変わり、強度や耐久性に影響します。

必要なスランプは、最初から配合計画で決めておきます。

特に冬は、単位水量と呼び強度、混和剤の組み合わせをプラントと相談することが大切です。

寒中コンクリートは地域によって対策が変わる

寒中コンクリートの施工は、気温との戦いです。

日中は暖かくても、夜から明け方にかけて急激に冷え込むことがあります。

気温によって準備や段取りが変わるので、天気予報とにらめっこになります。

茨城県でも海沿いと内陸では寒さが違う

平成25年省エネ基準には、地域ごとの気候の違いを示す地域区分があります。

数字が小さい地域ほど、寒さの厳しい地域として区分されています。

茨城県は5地域に分類される場所が多くありますが、県内でも地域差があります。

海沿いは比較的暖かく、内陸へ入るほど冷え込みが厳しくなります。

比較的内陸である桜川市では雪が降っているのに、海に近い水戸市では雨が降っている、なんてことはよくあることです。

霜が降りる回数も全然違います。

同じ茨城県でも、冬のコンクリート工事に必要な対策は変わるのです。

なお、令和元年改正後の省エネ地域区分では、桜川市も水戸市も5地域に分類されています。

また、省エネ基準の地域区分は建築物の省エネルギー性能を評価するためのもので、寒中コンクリートの適用区分そのものではありません。

実際の施工では、現場の気象条件や最低気温の予測によって判断します。

出典：茨城県「省エネ基準の地域区分」

https://www1.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/content/001345409.pdf

打設当日だけでなく、翌朝の気温を見る

冬のコンクリート工事で特に気をつけたいのは、打設後の冷え込みです。

水和反応が十分に進む前に、コンクリートが凍ってしまうことを防がなければなりません。

日中の最高気温だけを見ていては判断を誤ります。

最低気温や風の強さ、翌朝までの冷え込みを考えて施工を計画する必要があります。

よくある質問

Q. 寒中コンクリートは気温何℃から必要ですか？

国土交通省の土木工事共通仕様書では、日平均気温が4℃以下になると予想される場合に寒中コンクリートとして施工します。

実際の判断では、適用する工事仕様書や気象条件を確認します。

Q. AE剤を入れれば、冬でも凍害は防げますか？

AE剤は微細な気泡をつくり、凍結融解による膨張圧を緩和します。

しかし、固まる前の初期凍害を防ぐには、適切な温度管理と養生が必要です。

AE剤だけでは十分ではありません。

Q. 冬の生コンは呼び強度を上げる必要がありますか？

必要になる場合があります。

ただし、設計基準強度、使用するセメント、気温、養生方法、適用する仕様書によって判断します。

すべての工事で同じ強度を上乗せするわけではありません。

Q. AE剤とAE減水剤は何が違いますか？

AE剤は、主に微細な気泡を連行して施工性と耐凍害性を改善します。

AE減水剤は、それに加えてセメント粒子を分散させる減水作用を持ちます。

冬には促進形のAE減水剤を使う場合もあります。

Q. 生コン温度が5℃以上なら養生しなくても大丈夫ですか？

大丈夫ではありません。

打込み時の温度が適切でも、その後に冷えれば初期凍害を受けるおそれがあります。

必要な強度に達するまで、コンクリート温度を保つ必要があります。

まとめ｜冬の生コンは配合計画と打設後の温度管理が大切

寒中コンクリートで大切なのは、最初の生コンの設定です。

単位水量、AE剤、呼び強度、セメントの種類、生コン温度。

これらをきちんと考え、生コンプラントと配合計画を相談しておきましょう。

そして、打設後の養生も欠かせません。

生コンを打設したその日が勝負です。

特に打設当日から翌朝にかけては、コンクリートを凍結させないことが重要になります。

国土交通省の土木工事共通仕様書では、養生温度を5℃以上に保ち、所定の日数以上の温度制御養生を行うことを標準としています。

その後、さらに2日間はコンクリート温度を0℃以上に保つ必要があります。

打設したその日が勝負で、まず一晩の冷え込みでコンクリートを凍らせないことが大切です。仕様書では、表の期間は5℃以上、その後さらに2日間は0℃以上に保つことになっています。

養生期間の目安	普通ポルトランドセメント・水セメント比55％の場合
まれに凍結融解する気象条件	5℃以上で4日間
厳しい気象条件	5℃以上で9日間
上記の期間終了後	さらに2日間は0℃以上

これは国土交通省の標準的な温度制御養生期間であり、別に必要な湿潤養生期間も満足する必要があります。

冬のコンクリート工事は、生コンを打ち込む前の配合計画と、打ち込んだあとの温度管理。

この両方がそろって、初めて品質を守ることができます。

養生マットなどを使った具体的な方法については、関連記事で説明しています。

あわせて読みたい：冬のコンクリート打設｜温度・固まる時間・養生期間と注意点

あわせて読みたい：コンクリート養生マットの使い方｜敷き方と冬の凍結対策

夏のコンクリート工事では、冬とは反対に高温による品質低下に注意する必要があります。

あわせて読みたい：暑中コンクリートとは？夏の打設の4つの対策と養生期間

元石屋のひとこと

この記事の根拠

• 国土交通省「土木工事共通仕様書（令和8年3月）第1編第3章第10節 寒中コンクリート」（寒中コンクリートの適用気温、AEコンクリート、材料の加熱、打込み温度5〜20℃、養生温度と期間の根拠。）
• 国土交通省「土木工事共通仕様書 第1編第3章第6節 運搬・打設」（コンクリートの一般的な打込み・養生の規定。）
• 公益社団法人 日本コンクリート工学会「コンクリートの基礎知識・混和材料（AE剤）」（AE剤の界面活性作用、1m³中の微細な気泡、単位水量の低減、耐凍害性の仕組み。）
• 茨城県「省エネ基準の地域区分」（平成25年省エネ基準から改正された地域区分と、桜川市・水戸市などの区分。）
• 地方独立行政法人 北海道立総合研究機構「寒冷期におけるコンクリート工事の新技術ガイド」（初期凍害防止、低温時の強度発現、呼び強度の検討、水和熱を利用した温度管理の参考資料。 呼び強度の例を正確に整理する 配合の説明と養生を分けて整理する）