生コンクリート

レディーミックスコンクリート（RMC）は、それぞれの特定の作業要件に応じてバッチプラントで製造され、すぐに使用できる状態で現場に配送されるコンクリートです。 ^[1]

2つのタイプがあり、1つ目はバレルトラックまたはトランジットミキサーです。このタイプのトラックは、コンクリートをプラスチック状態で現場に運びます。^[2] 2つ目は容積式コンクリートミキサーです。これは、乾燥した状態でレディミックスを運び、現場でコンクリートを混ぜます。ただし、他の情報源では、材料をトランジットミックス、セントラルミックス、シュリンクミックスコンクリートの3種類に分類しています。^{[3] [4]}

レディーミクストコンクリートとは、顧客の建設プロジェクト向けに特別に製造され、現場で単一製品として顧客に供給されるコンクリートを指します。これは、ポートランドセメントまたはその他のセメント、水、骨材（砂、砂利、砕石）の混合物です。^[5]すべての骨材は、少量の細粒または土や粘土を含む洗浄タイプの材料である必要があります。コンクリートの作業性を改善したり、トランジットミキサーが現場に到着するのに必要な時間を考慮してコンクリートの硬化時間を延ばしたりするために（遅延剤を使用して）混和剤が追加されることがよくあります。世界の市場規模は、情報源によって議論されています。2019年には6,500億ドルと推定されました。^[6]ただし、2018年には5,000億ドル弱と推定されました。^[7]

最初のレディーミックスの配送がいつ行われ、最初の工場がいつ建設されたかについては議論があります。いくつかの情報源は、1913年にボルチモアで早くも行われたと示唆しています。1929年までに、米国では100を超える工場が稼働していました。^[8]この業界は1960年代まで大幅に拡大しませんでしたが、それ以降は成長を続けています。

バッチプラントは、構造エンジニアまたは建築家が推奨するコンクリートのグレードの配合設計に従って、正確な量の砂利、砂、水、セメントを重量で混合し、特殊なコンクリート混合物を開発して建設現場で使用できるようにします。

レディーミクストコンクリートは、コストが高く、建築用途が幅広いことから、特に高層ビルや橋梁などの大規模プロジェクトでは、他の材料の代わりによく使用されます。^[9]道路など、同様の用途の他の製品と比較すると、レディーミクストコンクリートの耐用年数は長いです。交通量の多い場所での平均耐用年数は30年ですが、同じ交通量での アスファルトコンクリートの耐用年数は10～12年です。

生コンクリートは、建設現場でコンクリートを混ぜる意思がない、またはできない建設プロジェクトで使用されます。生コンクリートを使用すると、製品は、要求に応じて、必要な特定の量で、必要な特定の配合設計で、完成した状態で納品されます。小規模から中規模のプロジェクトの場合、混合機器、労働力、コンクリートの材料の購入と保管にかかる費用と時間、さらに環境への懸念（セメントの粉塵は空気中に浮遊して健康を害します）^[10]は、生コンクリートのコストと比較すると、単純に割に合わない可能性があります。生コンクリートの場合、顧客は使用した分だけ支払い、その時点までの作業は他の人に任せます。大規模プロジェクトの場合、生コンクリートの生産を生コンクリートのサプライヤーにアウトソーシングすることは、品質管理とテスト、材料の物流とサプライチェーンの問題、配合設計を、それらのタスクのためにすでに確立されている専門家に委任することを意味し、利益を上げる必要がある別の外部サプライヤーを導入することとトレードオフし、現場での混合の制御と即時性を失います。^[11]

レディーミクストコンクリートは容積で売買され、通常は立方メートル（米国では立方ヤード）で表されます。配合と混合は管理された条件下で行われます。英国では、レディーミクストコンクリートは、成分重量または容積（一般的な配合は1-2-4または1-3-6）で非公式に指定されるか、または欧州規格EN 206+ A1の正式な仕様標準を使用して指定されます。この規格は、英国ではBS 8500によって補完されています。これにより、顧客は、地盤条件、露出、強度に関してコンクリートが耐えなければならないものを指定でき、コンクリート製造業者は、配合プラントで現地で入手できる材料を使用して、その要件を満たす配合を設計できます。これは、圧縮強度を確認するための立方体試験の実施などの実験室試験、^[12]曲げ試験、^[13]によって検証され、現場で実施されるスランプ試験などのフィールド試験によって補完され、混合物の可塑性を確認します。

混和剤を使用することでコンクリートの配合特性を変えることができます。混和剤は、水の必要量を減らしたり、混合物に空気を混入させたり、表面の耐久性を改善したり、さらにはコンクリートを超塑性化して自己平坦化させたり、自己充填コンクリートとして使用したりするために使用できます。^[14]混和剤の使用には、投与量と配合設計の精度が必要であり、投与/測定機器とバッチプラントの実験室支援がなければ困難であり、レディーミクストコンクリート以外では簡単に使用できません。

コンクリートは、配合・混合から養生までの寿命が限られています。つまり、米国ではスランプと配合設計仕様を維持するために、配合工程から30～45分以内にレディーミクストコンクリートを配置する必要がありますが、^[15]英国では、環境要因と材料要因、さらに輸送中の混合により、最大2時間の経過が許容されます。^[16]現代の混和剤と減水剤は、その時間範囲をある程度変更することができます。^[17]

レディミクストコンクリートは、さまざまな方法で輸送し、現場で配置することができます。最も一般的で簡単な方法は、トランジットミキサートラックの後ろに取り付けられたシュートです (写真のように)。これは、トラックがバックできる場所の近くにコンクリートを配置するのに適しています。ダンプカー、クレーンホッパー、トラック搭載型コンベア、そして極端な場合には手押し車を使用して、直接アクセスできない場所にトラックからコンクリートを配置することができます。一部のコンクリートミックスは、コンクリートポンプで汲み上げるのに適しています。

2011年には、米国でレディーミクストコンクリートを生産する企業は2,223社あり、72,925人の労働者を雇用していた。^[18]

• 材料はバッチプラントで混合され、水がセメントと出会った瞬間に水和プロセスが始まるため、プラントから現場までの移動時間と、コンクリートを現場に配置するまでの時間は、長距離では非常に重要です。^[19]現場によっては、距離が遠すぎる場合もあります。混和剤、遅延剤、セメントのような粉砕フライアッシュまたは粉砕高炉スラグ（GGBFS）を使用すると、水和プロセスを遅くすることができ、輸送時間と待機時間を長くすることができます。^{[20] [21]}
• コンクリートは成形や注入が可能ですが、大きな型枠には安定した供給が必要です。供給が中断し、コンクリートを一度に注入できない場合、完成した型枠にコールドジョイントが発生する可能性があります。^[22]
• 最大の利点は、コンクリートが管理された条件下で生産されることです。そのため、レディーミックスコンクリートの混合プラントでは高度な設備と一貫した方法を使用しているため、高品質のコンクリートが得られます。材料のテスト、プロセスパラメータ、製造プロセス中の重要な実践の継続的な監視は厳密に管理されています。現場混合コンクリートの場合、入力材料、バッチ処理、混合方法の管理が不十分ですが、レディーミックスコンクリート製造方法では解決されます。
• レディミックスコンクリート工場で採用されている建設作業のスピードは、機械化された作業によって継続的に向上しています。8/12 ミキサーを使用した現場ミックスコンクリート工場から得られる生産量は、1 時間あたり 4 ～ 5 立方メートルで、レディミックスコンクリート工場では 1 時間あたり 30 ～ 60 立方メートルです。
• 取り扱いを改善し、適切な混合を行うことで、セメントの消費量を 10 ～ 12% 削減できます。混和剤やその他のセメント質材料を使用すると、必要なグレードのコンクリートを作るために必要なセメントの量を減らすことができます。
• セメントの消費量が減ると間接的に環境汚染も減ります。
• レディーミックスコンクリートの製造では人的労働への依存度が低いため、人的ミスの可能性が減ります。これにより、集中的な労働への依存度も減ります。
• ひび割れと収縮。コンクリートは硬化すると収縮します。10フィート (3.05 メートル) の長さの領域で1 ⁄ 16インチ (1.6 mm) 収縮することがあります。これによりコンクリートに内部的なストレスが生じ、コンクリートを配置するエンジニアと仕上げ担当者はこれを考慮する必要があり、重要な場合には鉄筋またはプレストレスト コンクリート要素の使用が必要になる場合があります。
• アクセス道路と現場へのアクセスは、レディーミックストラックの重量と、8輪9m ³トラックで最大32トンになる積荷の重量を運ぶことができなければなりません。(グリーンコンクリートは1立方メートルあたり約2,328キログラム(3,924ポンド/立方ヤード)です。^[23]この問題は、より重量制限のある現場に到達できる小型の4m ³ミキサーを使用する、いわゆる「ミニミックス」トラックを使用することで克服できます。さらに小型のミキサーを使用すると、7.5トントラックが約1.25m ³を積載でき、大型トラックが禁止されている制限された都心部に到達できます。

集中バッチプラントシステムの代替として、容積式モバイルミキサーがあります。これは、オンサイトコンクリート、サイトミックスコンクリート、またはモバイルミックスコンクリートと呼ばれることがよくあります。これは、大型の固定バッチプラントのモバイルミニチュアバージョンです。これらは、連続バッチ処理または計量コンクリートシステムを使用して、レディーミックスコンクリートを提供するために使用されます。容積式モバイルミキサーは、バッチプラントの装備に応じて、砂、岩、セメント、水、繊維、および一部の添加剤混合物と色を積んだトラックです。これらのトラックは、現場でレディーミックスを混合またはバッチ処理します。このタイプのトラックは、必要な量のコンクリートを混合できます。現場での混合により、輸送中の混合コンクリートが使用できなくなる原因となる移動時間の水和がなくなります。これらのトラックは、他のすべてのレディーミックス製造業者と同様に、同じASTM（米国標準試験方法）^{[24]を使用してスケール調整およびテストされているため、集中バッチプラントシステムと同じくらい正確です。これは、集中バッチプラントと従来の}現場混合のハイブリッドアプローチです。^[25]各タイプのシステムには、場所、作業の規模、エンジニアが設定した配合設計に応じて、利点と欠点があります。

• 集中型コンクリートバッチングプラントは、広範囲にサービスを提供できます。現場ミックストラックは、標準のトラックが対応できない非常に遠隔地を含む、さらに広い範囲にサービスを提供できます。
• バッチプラントは工業用に指定された地域に設置され、配送トラックは住宅地区や都心部にサービスを提供できます。サイトミックストラックも同様の機能を備えています。
• 容積式トラックでは、バッチ処理中に水を必要とする場合が少なくなることがよくあります。これにより、ASTM C109 試験方法を使用した同じ配合設計の集中バッチプラントと比較して、圧縮強度が大幅に強化されたコンクリートが生成されます。
• 集中バッチシステムは、車両数によって制限されます。工場の規模とタイプによっては、9～12立方ヤード (6.9～9.2立方メートル) のトラック 1 台をバッチ処理して積み込むのに 10 分以上かかる場合があります。個々のバッチ処理の途中で配合設計を変更することはできませんが、中央ヤードには、現場で 1 台のトラックに収容できるスペースよりも多くの種類のセメント、骨材、混和剤を保管できる容量があるため、全体的に幅広い配合を迅速に提供できます。
• 容積式ミキサーは、原材料が現場にある限り、コンクリートを生産しながら、配合設計のあらゆる側面をシームレスに変更できます。新鮮な材料を継続的に投入しながら、無期限に高品質のコンクリートを継続的に混合できます。配合設計と装備されたバッチプラントのサイズに応じて、わずか 40 秒で 1 ヤードのコンクリートを生産できます。
• 集中バッチ処理では、長期間にわたって同じ材料の供給（固定された工場では、その地域に一定の供給元がある可能性が高い）、計量台で較正できる同じスケール、混和剤や水分などの同じ測定機器、そして多くの場合同じバッチ処理オペレーターを使用し、混合物の許容範囲を狭め、集中ラボを使用して、その工場の複数のジョブにわたってさまざまな仕様の数十種類の混合物を設計および検証できるため、主要プロジェクトで非常に予測可能で一貫した結果を生み出すことができます。各工場にはバッチ処理レシピブック（または同等の自動バッチ処理プログラム）があり、任意の量の任意の混合物設計をオンデマンドでバッチ処理してロードできます。
• 集中バッチ処理は、骨材トラック、セメントタンカー、地上ストックを使用して、現場のミキサーよりも少ない移動で迅速に拡張でき、1つのプラントから最大240立方メートル/時^[26]を達成できます。これにより、セメント、水、骨材の供給ロジスティクスが1つのポイントに固定され、より大きな貯蔵容量が得られるため、拡張が容易になり、供給不足による中断にも耐えられるため、サイト全体で一貫した大規模な注入を迅速に行うことができます。
• 少量の荷物（10 ヤード未満の注文）の場合、トランジット ミキサーは通常、各配送後にバッチ プラントに戻ります。容積測定トラックは、トラックが空になるまで現場から現場へ直接移動できるため、交通量と燃料消費量が削減されます。

• コンクリートの種類
• 鉄筋コンクリート

注記

文献

• Panarese, William C.; Kosmatka, Steven H.; Kerkhoff, Beatrix (2002)。「10」。コンクリート混合物の設計と管理。イリノイ州スコーキー：ポートランドセメント協会。ISBN 0-89312-217-3。

• 全米生コンクリート協会
• 生コンクリート製造業者協会
• 欧州レディーミクストコンクリート協会
• イリノイ州レディーミックスコンクリート協会
• コンクリートバッチングプラントメーカー - ヨーロッパテクノロジー