コンクリートで鋼繊維の使用量が重要な理由
コンクリートは圧縮に強い。そのため、床、トンネル、橋、プレキャスト部品、舗装、その他多くの構造物に使用されている。しかし、コンクリートには明確な弱点がある。それは、引っ張りに弱いということだ。ひとたびひび割れが生じると、コンクリートは急速に耐荷重性を失ってしまう。.
スチールファイバー はこの問題を解決するのに役立つ。コンクリート・マトリックスの内部で作用する。ひび割れを埋める。ひび割れの進展に抵抗します。ひび割れ後もコンクリートが荷重を支え続けるのを助けます。これが 鉄骨繊維補強コンクリート は、工業床、吹付けコンクリート、外部舗装、プレキャスト部材、その他要求の厳しいコンクリート作業に使用される。.
しかし、スチールファイバーは、ただ単に原料を増やせばいいというものではない。配合量は慎重に選ばなければならない。添加量が少なすぎると、ファイバー・ネットワークによるひび割れ抑制効果が十分に得られないことがある。添加量が多すぎると、ミックスは粘着性が高くなりすぎる。作業性が低下する可能性がある。ポンプで圧送したり、配置したり、仕上げたりするのが難しくなる可能性がある。.
これがその理由だ。 コンクリート中のスチールファイバー使用量 は技術的な決定である。生コンクリートの流れに影響する。繊維分布に影響する。繊維配向に影響する。また、最終的なひび割れ制御結果にも影響する。.
で 山東建邦化学繊維有限公司., コンクリートファイバー・ソリューション エコクリートファイバー ブランドです。私たちは、優れたファイバー・ソリューションとは、引張強度やキログラムあたりの価格だけではないと考えています。優れたソリューションは、コンクリート混合物、打設方法、プロジェクトの種類、そして期待される性能にマッチしたものでなければなりません。.
鋼繊維補強コンクリートとは？
鋼繊維補強コンクリート, SFRCと呼ばれるコンクリートは、短いスチール繊維を混ぜたものである。これらの繊維はコンクリート中に広がっている。繊維はマトリックス内部に3次元の補強ネットワークを形成する。.
ASTM C1116は、材料を均一に混合した状態で購入者に納入される繊維補強コンクリートを対象としている。またこの規格は、鋼繊維や合成繊維を使用した混合物を含む、多くの形態の繊維補強コンクリートも対象としている。.
スチールファイバーは従来の鉄筋のようには機能しない。鉄筋は設計された位置に配置される。スチール・ファイバーはコンクリート中に分散されます。多方向のひび割れを抑制します。靭性、エネルギー吸収、ひび割れ後の性能を向上させることができます。.
これは実際のプロジェクトでは重要なことだ。床は収縮や荷重によってひび割れるかもしれない。トンネルの覆工は、地圧や衝撃に直面する可能性があります。プレキャスト部材は、脱型時や取り扱い時にひび割れることがあります。舗装は、車輪の繰り返し荷重に直面することがあります。このような場合、スチール・ファイバーはコンクリートがひび割れの進展に抵抗し、完全性を維持するのに役立ちます。.
スチールファイバーの添加量で生コンクリートの流れはどう変わるか
生コンクリートは作業可能でなければならない。コンクリートが固まる前に、打設、圧送、締め固め、または仕上げを行わなければならない。コンクリートがうまく流れないと、最終的な構造物に弱い部分ができたり、ハニカム、表面品質が悪くなったり、繊維の分布が不均一になったりします。.
鋼繊維の添加量は生コンクリートの流動性に直接影響する。.
鋼繊維補強自己充填コンクリートに関する研究では、4種類の鋼繊維体積含有率を試験した：0.4%、0.6%、0.8%、1.0%である。その結果、鋼繊維量が増加すると、スランプフローは685mmから595mmに減少した。Jリングフローも665mmから555mmに減少した。このことは、スチールファイバーの添加量を多くすると流動性が低下することを示している。.
これは鋼繊維がコンクリートの内部摩擦を増加させるために起こる。鋼繊維はコンクリートの粘性を高める。また、骨材、セメントペースト、その他の繊維とも相互作用する。繊維が多くなると、コンクリートはより強力なペースト・システムとより優れた混和剤コントロールを必要とする。.
同じ研究で、塑性粘度と降伏応力は、鋼繊維体積が増加するにつれてほぼ直線的に増加することがわかった。塑性粘度は繊維量が0.4%の時の25.3Pa・sから1.0%の時の48.1Pa・sまで上昇した。降伏応力は41.1Paから62.0Paに上昇した。.
請負業者にとって、この結果は非常に現実的である。繊維を増やせばひび割れ制御の可能性は向上するが、フレッシュミックスの取り扱いが難しくなる可能性もある。混合設計を調整しなければならない。砂の比率、骨材の等級、減水剤、ペーストの量、混合方法などを調整する必要がある。.
ファイバー配給が重要な理由
スチール・ファイバーは、正しく分散された場合にのみ有効に機能する。繊維がうまく分散されていない場合、コンクリートのある部分には繊維が多すぎるかもしれない。他の部分は繊維が少なすぎるかもしれません。これにより、性能にばらつきが生じます。.
繊維ネットワークが十分に分散していることで、コンクリートはひび割れをより均一に抑制できる。ひび割れの橋渡しをより良くします。また、1つのひび割れが弱いゾーンを通って急速に成長するリスクも低減します。.
この研究では、硬化したコンクリート中の鋼繊維を数えるために切断面を使用した。その結果、繊維密度はどの方向でも同じではなかった。2つの切断面における繊維密度は、縦断面よりも高かった。この研究は、これが打設時の流れ方向に関係していると説明した。コンクリートは主に水平方向に流れるため、繊維は流れに沿う傾向があった。.
この点は実際のプロジェクトでも重要だ。繊維の分布は配合量によって決まるだけではない。コンクリートの流れ、打設箇所、形状、壁効果、打設方法などによっても決まる。.
プロジェクトで床にスチールファイバーコンクリートを使用する場合、打設方向と仕上げ工程が表面付近の繊維配向に影響を与える可能性がある。プロジェクトでスチールファイバー吹付けコンクリートを使用する場合、吹付けの角度と反発がファイバーのマトリックス内での滞留に影響することがあります。プレキャストコンクリートを使用するプロジェクトでは、型枠の形状と流動距離がファイバーの配向に影響することがあります。.
このため、エコクリートファイバー™ は、プロジェクトに厳しい性能要件がある場合に試混合を推奨しています。実験室での混合は、基本的な作業性を示すことができます。実地試験では、実際の打設挙動を示すことができます。.
繊維の投与量と分別
スチールファイバーはセメントペーストより重い。重力のため、鋼繊維は鋳造中に下方に移動することがある。これは偏析と呼ばれる。偏析は均一性を低下させます。エレメントの下部は繊維が多く、上部は繊維が少なくなります。.
その結果、すべての照射量において鋼繊維の垂直偏析が見られた。梁の下半分には上半分よりも多くの繊維が見られた。しかし偏析の程度は、繊維量が増えるにつれて低くなった。上下の差は38.4%から27.4%に減少した。.
最初は意外に聞こえるかもしれない。多くの人は、食物繊維の含有量が多ければ、必ず悪い配分になると思っている。しかし、この研究はより詳細な図を示している。繊維の配合量が多いほど、フレッシュミックスの塑性粘度と降伏応力が増加した。ミックスはより凝集しやすくなった。これにより、繊維の下方への移動が減少した。.
この結果は有益な教訓を与えてくれる。偏析は繊維の種類だけでは制御できない。生コンクリート全体のシステムによって制御される。より凝集性の高いミックスは繊維をよりよく保持することができる。しかし、ミックスは依然として打設に十分な作業性を有していなければならない。.
実際のプロジェクトでは、目標はバランスだ。コンクリートは流動的であってはならない。繊維や骨材が沈殿してはならない。しかし、硬すぎてもいけない。それでもポンプで圧送し、打設し、仕上げる必要がある。.
繊維配向とコンクリート性能
鋼繊維の配向も重要なポイントである。繊維は、ひび割れ面を横切ってひび割れを橋渡しするときに最もよく機能する。ほとんどの繊維が有用な方向に配向していれば、コンクリートはその方向でより優れたひび割れ後の挙動を示す可能性がある。繊維の配向が悪いと、同じ量でも性能が低下する可能性がある。.
この研究により、繊維配向は投与量によって変化することがわかった。スチールファイバーの含有率が低いほど、ファイバーとビーム主軸の角度は小さくなった。これは繊維がビーム軸に沿いやすいことを意味する。スチールファイバーの含有率が高くなると、角度は大きくなり、配向係数は低くなった。.
これは繊維の投与量が生コンクリートのレオロジーを変えたからである。低粘度のミックスはより容易に流動した。流動場は繊維の配列により強い影響を与えた。高粘度ミックスはファイバーの動きに対する抵抗が強かった。その結果、繊維の配向は梁の軸線とあまり一致しなくなった。.
また、この研究では、梁の中央部分の配向係数が高いことも判明した。これは、中間部の繊維がビーム軸に沿いやすいことを意味する。ビーム両端では、壁の効果で流れの方向が変わり、繊維は主軸に沿わなくなった。.
エンジニアにとって、これは有益な注意事項である。ファイバーの性能は材料特性だけではありません。配置の結果でもあります。同じスチール・ファイバーでも、流路や金型形状が異なれば、2つの構造物での性能は異なります。.
正しいスチールファイバーの摂取量を考えるには
すべてのコンクリート工事に最適なスチール・ファイバーの使用量はありません。適切な使用量はプロジェクトによって異なります。.
スラブ・オン・グラウンドでは、ひび割れ幅の制御、耐衝撃性、継ぎ目での荷重伝達が必要となる場合がある。トンネルの吹付けコンクリートプロジェクトでは、エネルギー吸収と残留強度が必要な場合があります。プレキャスト製品では、ひび割れの抑制ときれいな表面品質が求められる。補修モルタルには、収縮抑制と古い下地との良好な接着が必要な場合がある。.
適切な投与量の決定は、これらの要素を考慮する必要がある：
| プロジェクト・ファクター | なぜ重要なのか |
|---|---|
| コンクリート・アプリケーション | 床、吹付けコンクリート、プレキャスト、舗装、補修コンクリートには、それぞれ異なるニーズがある。. |
| 必要なパフォーマンス | クラックの抑制、靭性、残留強度、耐衝撃性は、それぞれ異なる投与量を必要とする。. |
| 作業性目標 | 投与量が多いと、流量が減り、配置が難しくなる。. |
| ミックスデザイン | 骨材のサイズ、ペースト量、減水剤、砂の比率は繊維の分散に影響する。. |
| ファイバー形状 | 長さ、直径、アスペクト比、端部形状は、接着性と作業性に影響する。. |
| 鋳造方法 | ポンピング、注入、噴霧、振動は、分布や向きを変える可能性がある。. |
| 試験方法 | 曲げ試験と残留強度試験は、実際の性能を確認するのに役立つ。. |
ASTM C1609は、3点荷重を受ける単純支持梁の荷重-たわみデータを通じて繊維補強コンクリートの曲げ性能を評価します。この種の試験は、最初のひび割れだけでなく、ひび割れ後の挙動も測定できるため有用です。.
欧州関連市場に販売されるスチールファイバーについては、EN 14889-1も重要である。この規格は、コンクリート、モルタル、グラウトに構造用または非構造用として使用されるスチールファイバーの要求事項を規定している。.
トライアル・ミキシングが重要な理由
試混合は、プロジェクトの問題を回避するための最も現実的な方法のひとつである。テクニカル・データ・シートは有用な情報を与えてくれるが、すべての現場条件を示すことはできない。.
トライアル・ミックスは、繊維がうまく分散するかどうかを示すことができる。コンクリートがまだ十分なスランプやスランプフローを持っているかどうかを示すことができる。混合物にボールの危険性があるかどうかを示すことができる。ポンプがミックスを扱えるかどうかを示すことができる。それはまた、表面仕上げが許容できるかどうかを示すことができます。.
自己充填性スチール・ファイバー・コンクリートの場合、流動制御はさらに重要である。コンクリートは自重で移動しなければならない。コンクリートは鉄筋や狭い空間を通過しなければならない。コンクリートは強い振動なしに型枠に充填されなければならない。ミックスを調整せずに繊維の量を増やすと、流量が下がりすぎることがあります。.
エコクリートファイバー™では、購入者が “1立方メートル当たり何キログラムを使用すべきか ”という質問だけをしないよう提案しています。より良い質問は、“どのような性能が必要で、それを達成するために混合物をどのように調整すべきか ”です。”
この質問はより良い答えにつながる。投与量不足を避けるのに役立つ。過剰投与を避けるのにも役立つ。.
スチールファイバー対マクロ合成繊維
コンクリート用繊維の選択肢はスチール・ファイバーだけではない。マクロ合成繊維も多くのプロジェクトで使用されています。それぞれの繊維にはそれぞれの価値があります。.
スチールファイバーは高弾性率で強力なクラックブリッジ機能を持つ。高靭性、工業用床、吹付けコンクリート、その他の高荷重用途によく選択される。添加量と配合設計が適切であれば、強力な残留性能を発揮します。.
マクロ合成繊維は腐食がない。露出している多くの環境での取り扱いが容易です。スラブ、吹付けコンクリート、プレキャストコンクリート、補修コンクリートなど、腐食の危険性や安全性、取り扱いが懸念される場合に使用できます。.
最適な選択はプロジェクトの条件によって異なる。スチール・ファイバーが必要なプロジェクトもある。プロジェクトによっては マクロ合成繊維. .プロジェクトによっては、ハイブリッド・ファイバー・システムを使用することもあります。そのため、山東建邦化学繊維有限公司は、すべてのプロジェクトに対して1つの単純な答えではなく、実用的な繊維の選択に重点を置いています。.
バイヤーのための実践的アドバイス
コンクリート用スチールファイバーを購入する際は、単価だけを見てはいけません。安価なファイバーは、使用量が多かったり、混合に問題が生じたりすると、コストが高くなることがあります。より強力なファイバーは使用量を減らすことができますが、それでもよく分散しなければなりません。長いファイバーはひび割れをよく埋めるかもしれないが、混合を調整しなければ作業性を低下させることもある。.
ご注文の前に、これらの詳細をご確認ください：
| 質問 | なぜ役立つのか |
|---|---|
| プロジェクトの用途は何ですか？ | 用途によって必要な繊維の種類は異なる。. |
| 目標投与量は？ | 用量は性能と作業性の両方をコントロールする。. |
| コンクリートの強度等級は？ | マトリックスの強度は繊維の結合と亀裂の挙動に影響する。. |
| 骨材のサイズは？ | 大きな骨材は繊維の動きや分散に影響を与えることがある。. |
| コンクリートはポンプ打ちか、打ち込みか、吹き付けか？ | 配置方法によってファイバーの分布が変わる。. |
| 曲げ性能試験は必要ですか？ | テストではクラック後の性能が確認されている。. |
| 腐食が心配ですか？ | スチールファイバーと合成繊維では、耐久性のプロファイルが異なる。. |
プロフェッショナルなサプライヤーは、顧客がこれらの疑問について考え抜く手助けをするはずだ。そうすることで、プロジェクト開始前のリスクを軽減することができる。.
エコクリートファイバー™を選ぶ理由
エコクリートファイバー のコンクリート繊維ブランドである。 山東建邦化学繊維有限公司. 請負業者、生コン製造業者、プレキャスト工場、流通業者、インフラプロジェクト向けにコンクリート補強用ファイバーを供給している。.
私たちは、繊維が単なる添加物ではないことを理解しています。コンクリート・システムの一部なのです。繊維は配合に適合していなければなりません。繊維は打設方法に適合しなければなりません。繊維は性能目標に適合しなければなりません。.
私たちのチームは、製品の選択、包装オプション、OEMサービス、および技術的なコミュニケーションでお客様をサポートすることができます。私たちは、お客様がプロジェクトのニーズに基づいて、スチールファイバー、マクロ合成繊維、ポリプロピレンマイクロファイバー、および他のコンクリートファイバーソリューションを比較するのに役立ちます。.
バイヤーにとって、これは当て推量を減らすことを意味する。また、品質、コスト、施工性能の管理がしやすくなる。.
結論
鋼繊維の投与量はコンクリートの性能に強い影響を与える。それはフレッシュコンクリートの流れを変える。塑性粘度と降伏応力を変化させる。繊維の分布、偏析、配向に影響する。また、硬化後のコンクリートのひび割れ抑制にも影響する。.
主な教訓ははっきりしている。繊維が多ければ良いというものではありません。正しい結果は、繊維の投与量、配合設計、配置方法、および性能試験の間の適切なバランスから生まれる。.
お客様のプロジェクトが、スチールファイバー補強コンクリート、吹付けコンクリートファイバー、工業用フロアファイバー、またはその他のコンクリート補強ソリューションを必要とする場合、, 山東建邦化学繊維有限公司. の下で実用的なオプションを選択するのに役立ちます。 エコクリートファイバー ブランドである。.
より良い繊維の選択は、コンクリートを流し込む前から始まります。それは、投与量、作業性、分布、ひび割れ制御を理解することから始まります。.
