コンクリートがひび割れるのは、コンクリートが引っ張りに弱いからだ。収縮は応力を生む。温度変化が応力を生む。荷重が応力を生む。繊維が小さなひび割れを埋めるため、繊維が役立つ。繊維はまた、混合物全体に応力を分散させる。これがコンクリートに繊維を加える主な目的である。.
ファイバーは1つの製品だけではない。繊維にはスチール、ガラス、合成繊維、天然繊維があります。ASTMは繊維強化コンクリートを繊維の種類によって分類しています。.
繊維補強コンクリート（FRC）とは何ですか？
繊維補強コンクリートとは、バッチ中に短繊維を混入したコンクリートのことである。ASTM C1116では、繊維補強コンクリートは成分が均一に混合された状態で購入者に納入されるものと説明されている。.
繊維は “分散補強 ”として機能する。鉄筋は “配置された補強材 ”として働く。繊維はマトリックスのあらゆる場所に配置される。鉄筋は特定の張力ゾーンに配置される。この違いが、繊維がひび割れ抑制に強く、鉄筋が構造的張力能力に強い理由を説明している。.
目的1：早期ひび割れの抑制
初期のひび割れは最初の数時間で始まることがある。表面の乾燥が速すぎると、塑性収縮ひび割れが発生する可能性がある。NRMCAのガイダンスでは、塑性収縮ひび割れを最小限に抑えるために合成繊維（ASTM C1116）を検討することを推奨している。.
繊維はまた、塑性沈下ひび割れの軽減にも役立つ。NRMCAは塑性沈下ひび割れ低減を重要な用途として挙げている。.
ポリプロピレンの極細繊維は、この目的のための一般的な選択肢である。コンクリート協会は、これらの繊維が混合物の均質性を高め、粒子の動きを安定させ、ブリード水の流路を塞ぐと説明している。これによりブリーディングが遅くなり、プラスチックの沈下を抑えることができる。また、フィラメントネットワークは、表面が急速に乾燥する際のプラスチック収縮ひび割れを軽減するのに役立つと同書は述べている。.
目的2：亀裂後の靭性向上
普通のコンクリートは、ひび割れ後すぐに性能を失う。繊維コンクリートは、繊維の種類と使用量にもよるが、最初のひび割れ後も荷重を支え続けることができる。.
NRMCAは、合成繊維を使用する主な理由として「より強靭で衝撃に強い」ことを挙げている。.
NRMCAはまた、繊維がひび割れを埋め、コンクリートを強固に固定するのに役立ち、一般的なマイクロファイバーの用量よりも高い用量でより強力な効果が得られると説明している。.
この目的に合致している：
- フォークリフトが通行する工業用スラブ
- 舗装とハードスタンド
- ハンドリング中に欠けるプレキャストユニット
目的3：一部のスラブに二次収縮と温度補強を施す。
一部のプロジェクトでは、非構造収縮または温度補強のための代替システムとして繊維を使用しています。NRMCAでは、この用途を有効な目的として、文書付きでリストアップしています。.
NRMCAはまた、ASTM C1609の残留曲げ強度の結果などの文書によって裏付けられた硬化コンクリート基準を満たす場合、合成繊維は二次補強材として機能することができるとしている。.
この目的は、主なリスクが収縮ひび割れであり、吊り部材の構造的な曲げ耐力ではない地中スラブでは一般的である。.
目的4：困難な打設における安定性の向上
繊維は生コンクリートの内部支持と凝集性を向上させることができる。NRMCAは、急傾斜地用コンクリート、吹付けコンクリート、スリップフォーミング打設など、主要な目的としてこれを挙げている。.
この利点は実用的である。作業員はしばしば、よりよくまとまった混合物を目にする。これは、吹付けコンクリートにおけるスラフィングを低減するのに役立ちます。コンクリート学会はまた、ポリプロピレン繊維は初期特性を改善し、スロッフィングとリバウンドを低減するために吹付けコンクリートに使用されていると指摘している。.
目的5：耐久性と表面性能の向上
ひび割れ幅が水の浸入を制御するため、ひび割れ制御は耐久性をサポートする。ひび割れパターンをきつくすることで、液体の通り道を減らすことができる。.
繊維は表面品質もサポートする。コンクリート学会は、ポリプロピレン繊維がブリードと偏析を減らし、表面モルタルの元の水/セメント比を維持するのに役立つと指摘している。同協会は、この効果を表層の改善や耐摩耗性の向上につなげている。.
この目的に合致している：
- 倉庫床
- スロープと荷台
- 摩耗や頻繁な清掃にさらされるスラブ
目的 6：緻密なコンクリートに対する火災時の爆発的剥落リスクの低減
密度の高いコンクリートは火災で吹き飛ぶ可能性がある。水分は蒸気に変わる。蒸気圧は急速に高まる。ポリプロピレン繊維は、特定の設計においてこのリスクを軽減するために広く使用されている。.
繊維が溶けると気孔ができる。通気性が増す。蒸気が逃げる。蒸気圧が下がる。剥落のリスクは減少する。.
この目的は、トンネル仕様や、火災暴露が設計基準の一部となっている高性能ミックスでは一般的である。.
使用すべきでない繊維
ファイバーコンクリートは構造設計の近道ではない。NRMCAは、合成繊維はモーメント抵抗または構造用鉄筋の代替に使用されるべきではないと述べている。NRMCAはまた、繊維はより高い構造圧縮強度または曲げ強度の開発のために使用されるべきではないと述べています。.
ファイバーもまた、自動的には許さない：
- より大きなジョイント間隔
- 薄板スラブ
- NRMCAでは、これらを “do not use”（使用しない）期待としてリストアップしている。.
正しいファイバーの目的と種類の選び方
シンプルな決断は、ひとつの質問から始まる。どんな問題を減らしたいのか？
初期の表面クラックの場合
極細合成繊維は一般的に適合する。ACIは極細合成繊維を直径0.3mm以下（または同等）の繊維と定義している。.
問題が靭性と亀裂後の性能の場合
通常、マクロ合成繊維またはスチール繊維の方が適している。ACIはマクロ合成繊維を0.3mm以上と定義している。.
緻密なコンクリートで火災による剥落の危険がある場合
ポリプロピレンの極細繊維は、特にトンネルでこの役割に広く使われている。.
購入者は、作業性の管理も計画すべきである。コンクリート学会は、繊維は増粘剤のような働きをするため、スランプを低下させる可能性があると警告している。.
仕様と受け入れをサポートする規格
きれいな購入仕様書が必要な場合は、ASTM C1116から始めてください。ASTM C1116は、材料を均一に混合した状態で納入される繊維補強コンクリートを対象としている。また、繊維の種類（スチール、ガラス、合成、天然）によって繊維コンクリートを分類しています。.
ひび割れ後の性能を目的とするのであれば、“繊維を追加する ”だけでなく、性能目標を指定する必要があります。NRMCAは、二次補強として使用される繊維について、ASTM C1609のような残留曲げ強度試験を使用した文書を指摘しています。.
専門家の指導
繊維プロジェクトは、目的と繊維の種類が一致したときに成功する。.
実用的なワークフローがうまく機能している：
- オーナーは、早期のひび割れ、接合部の損傷、衝撃、火災の危険性といった痛点を定義する。.
- 技術者は、ひび割れ抑制のみ、二次補強、ひび割れ後の耐力といった役割を選択する。.
- チームは繊維の種類（マイクロかマクロか）を選択し、サプライヤーのデータと試験結果をもとに投与量を設定する。ACIは、マイクロおよびマクロ合成繊維の体積による典型的な投与量の範囲を提供しています。.
- 請負業者は混合と硬化を管理する。繊維はリスクを減らすが、硬化は収縮応力をコントロールする。.
エコクリートファイバー 山東建邦化学繊維有限公司.
エコクリートファイバー™は、まず一般的なガイダンスを行い、次に製品のマッチングを行うことで、このプロセスをサポートします：
- プラスチック収縮および沈下クラック制御用マイクロファイバー
- 靭性と亀裂後の制御を目的としたマクロ合成繊維
- ASTM C1116の供給言語に準拠した文書サポート、および必要に応じてパフォーマンスデータ
関連商品
- ポリプロピレン・マイクロファイバー (モノフィラメント/フィブリル)
- ポリプロピレン・マクロ合成繊維
- セメント系複合材料用PVA繊維
- GRCシステム用ARガラス繊維
結論
コンクリートに繊維を加える目的は明確だ。繊維は初期のひび割れ、特に塑性収縮と塑性沈下を抑制する。.
繊維の種類と投与量が亀裂後の挙動を目標とする場合、繊維は靭性と耐衝撃性を向上させる。.
繊維は、性能を裏付ける文書があれば、スラブの用途によっては二次補強の役割を果たすことができる。.
火災にさらされる緻密なコンクリートでは、ポリプロピレン繊維は溶融後の浸透性を高めることで剥落のリスクを低減することができる。.
良い仕様は目的から始まります。良い結果は、正しい繊維の選択、コントロールされた混合、そして規律正しい養生から生まれます。.
