コンクリートは圧縮に強い。コンクリートは引っ張りに弱い。ひび割れは早期に、時には打設後数時間以内に発生することもある。ひび割れは、交通量や衝撃、温度差によって後から大きくなることもあります。ポリプロピレン（PP）ファイバーが使用されるのは、簡単な手順でこうしたリスクを軽減できるからである。作業員は混合中に繊維を加える。繊維は全容積に広がる。これにより「分散型補強」が形成され、多くの一般的な作業でひび割れの抑制と靭性をサポートします。.
PPファイバーは、初期ひび割れの抑制や生コンクリートの安定性に最も多く使用されている。また、緻密なコンクリートの防火設計、特にトンネル工事にも使用され、PPファイバーは爆発的剥落のリスクを低減するのに役立っている。.
コンクリート用ポリプロピレン繊維とは？
ポリプロピレン繊維 コンクリート用の合成繊維は、コンクリートミックスに加えられる。繊維には “マイクロ ”と “マクロ ”がある。大きさによって繊維ができる仕事が変わる。.
ACIの定義 マイクロ合成繊維 等価直径が 0.3 mm. .ACIの定義 大合成繊維 を超える等価直径の繊維である。 0.3 mm. .ACIはまた、ポリプロピレン繊維にはマイクロ合成とマクロ合成があると述べている。.
これを現場で見る現実的な方法は簡単だ：
- マイクロPP繊維 フレッシュコンクリートの挙動を対象とする。主に塑性収縮ひび割れと塑性沈下を対象としている。.
- マクロPP繊維 は硬化コンクリートの挙動を対象とする。高い添加量レベルでは、靭性に加え、ひび割れ後の制御もサポートする。.
理由1：ポリプロピレン繊維がプラスチックの収縮割れを抑える
塑性収縮ひび割れは、コンクリートがまだ塑性である間に、打設後すぐに形成される。NRMCAは、スラブが固まる前に蒸発によって表面から水分が除去されると、塑性収縮ひび割れが発生しやすくなると説明している。NRMCAはまた、コンクリートが非常に弱い間は、合成繊維の補強が張力に抵抗するのに役立つと指摘している。.
NRMCAでは、プラスチック収縮ひび割れを最小限に抑える方法の一つとして、合成繊維（ASTM C1116）の検討も推奨している。.
PP繊維が一般的なのはこのためだ：
- 暑い日や風の強い日に地面に平板を置く
- 乾きが早い薄いトッピング
- 表面積の大きい舗装や平坦な構造物
PP繊維は養生の代わりにはならない。PPファイバーはリスクを軽減します。優れた養生計画が最終的な結果を左右することに変わりはありません。.
理由2：ポリプロピレン繊維は凝集力を高め、塑性沈下によるひび割れを軽減する。
多くの建設業者がPPマイクロファイバーを購入するのには、ある理由がある。敷設時に、より安定した混合物を求めているのだ。.
コンクリート協会は、ポリプロピレンの極細繊維が混合物の均質性を高めると説明している。繊維は固体粒子の動きを安定させる。繊維はブリード水の流路を塞ぎます。これにより、ブリード容量が減少し、ブリード速度が遅くなり、さらにプラスチックの沈下を抑えることができます。.
この効果は、ミックスが仕上げのタイミングに敏感な場合に問題となる。また、沈下クラックが発生しやすい補強材やインサート、フォームエッジの周辺でも重要である。NRMCAでは、合成繊維を使用する主な理由として、塑性沈下ひび割れの低減、さらに内部支持と凝集性の向上を挙げている。.
そのため、PP繊維は買い手が望むときにコンクリートに使用される：
- 鉄筋周辺の沈下クラックの減少
- より安定した表面モルタル
- ブリードに関連した弱い層が少ない
理由3：ポリプロピレン繊維は強靭性と耐衝撃性を高めることができる
PP繊維製品の中には、初期亀裂だけでなく靭性にも重点を置いたものがある。これは通常、マクロ合成のアプローチである。.
NRMCAは、合成繊維の使用例として「より高い強靭性と耐衝撃性」を挙げている。.
ACIはまた、繊維の添加は、繊維の材質、形状、添加率に応じて、耐衝撃性、靭性、延性などの特性を向上させることができるとしている。.
この値は実用的である：
- フォークリフトが往来する倉庫の床
- 落下荷重を受けるスラブ
- 硬い輪荷重のかかる舗装
- ハンドリング中に欠けるプレキャスト片
購入者は、繊維の種類と期待を一致させるべきである。コンクリート学会によると、マイクロPP繊維は多くの混合物においてひび割れ後の延性が限られている。.
マクロPP繊維はひび割れ後の制御をターゲットにすることができるが、適切な投与量とテスト文書が必要である。.
理由4：ポリプロピレン・ファイバーは難しい配置方法をサポートする
コンクリート打設の失敗の原因は、ミックスが運搬中に「まとまらない」ことにある。急な斜面、薄い部分、吹き付けなどが必要なために失敗することもある。.
NRMCAは、合成繊維を使用する理由として、内部支持と凝集性を挙げている。NRMCAでは、急傾斜地、吹付けコンクリート、さらにスリップフォーム工法での使用を強調している。.
これはマーケティング理論ではない。これは現場のワークフロー上の利点である。繊維補強は、条件によっては偏析リスクを低減することができる。それはまた、配置が速い場合、ミックスをより寛容にすることができます。.
よくある例としては、以下のようなものがある：
- 吹付けコンクリート補修工事
- 斜面保護
- スリップフォーム舗装
- 薄いオーバーレイ
理由5：ポリプロピレン繊維は、火災時の爆発性剥落のリスクを軽減する。
これはPP繊維を使用する最も価値の高い理由のひとつだが、緻密なコンクリートに最も当てはまる。.
火災では、コンクリート内部の水分が蒸気に変わる。透水性の低いコンクリートでは蒸気圧が高まることがある。これが剥落の引き金となる。PP繊維に関する技術論文によると、爆発的剥落を抑制するためにポリプロピレン繊維を使用することは、世界の多くの地域で一般的になりつつあり、トンネル建設がその主な推進力となっている。.
また、PP繊維の添加が火災暴露時の剥落軽減に有望な結果をもたらすことも、専門家の査読を経た文献に報告されている。.
そのメカニズムは簡単に説明できる。温度が上がるとPP繊維が溶ける。これにより、蒸気が逃げるためのつながった通路ができる。これが間隙水圧の上昇を抑える。この総説では、PP繊維がどのように間隙水圧を低減させるか、さらに繊維混合物において透過性が温度とともに急速に増加することについて論じている。.
これが、多くの仕様にPPマイクロファイバーが含まれている理由である：
- トンネルライニング
- 火災要件を満たす高性能コンクリート要素
- 剥落の危険性が知られている高密度混合物
一般的な使用量：バイヤーが実際のプロジェクトで使用する量
投与量は、繊維の大きさ、および目標とする効果によって異なる。.
生コンクリートのひび割れ防止用マイクロPPファイバー
コンクリート学会は、ポリプロピレンの極細繊維は通常、次のような段階で添加されると指摘している。 0.9 kg/m³. .また、その主な役割は、ブリードチャンネルの制御や塑性沈下の低減など、フレッシュコンクリートの特性を変更することであると説明している。.
ACIは、微合成繊維の代表的な範囲を次のように示している。 体積比0.05%～0.2%. .ACIはまた、以下の等価質量範囲を提供している。 0.44～1.8 kg/m³ マイクロ合成繊維用。.
マクロPPファイバーによる強靭性とポストクラック制御
NRMCAによれば、マクロ合成繊維は太く、使用量も多い。 5ポンド/ヤード, である。 3.0 kg/m³.
ACIは典型的なマクロ合成繊維の使用量を次のように挙げている。 体積比0.2%～1%, の等価質量範囲となる。 1.8～9 kg/m³.
優れたバイヤーは用量を推測しない。優れたバイヤーは、投与量を問題に関連付け、試注や性能試験によって検証する。.
ポリプロピレン繊維を使用してはいけないもの
PPファイバーはすべての補強システムの代替品ではありません。バイヤーは、仕様書を書く前にこのことを明確にする必要があります。.
NRMCAは、「合成繊維を使用しないでください」という項目を挙げている。これには、モーメント抵抗や構造用鉄筋の代替が含まれる。NRMCAはまた、合成繊維はより高い構造用圧縮強度や曲げ強度の開発に使用すべきではないとしている。.
だから、正しいメッセージは直接的なものだ：
- PPファイバーはクラックの抑制に役立ち、さらに強靭である。.
- 鉄筋は今でも、ほとんどの構造部材で構造上の張力を担っている。.
- スラブの設計には、やはり適切な厚さ、サブベース、それにジョイントプランが必要だ。.
ポリプロピレン繊維と他の繊維の比較：なぜPPがしばしば最初の選択肢となるのか？
プロジェクトによっては、荷重伝達のために高い剛性と高い引張弾性率を持つ繊維が必要になる。火災による剥落を緩和する必要があるプロジェクトもある。低コストで早期のひび割れ抑制が必要なプロジェクトもある。.
シーカの繊維ハンドブックによると、プラスチックの収縮と沈下亀裂を抑えることを目的とする場合、最も広く使用されている材料はポリプロピレンである。シーカはこれを、入手可能性と商業的実行可能性に結び付けている。同ハンドブックでは、防火と剥落低減にはポリプロピレンやPVAのような融点の低い繊維が必要であるとしている。.
これにより、きれいな購買ロジックが生まれる：
- 選ぶ PPマイクロファイバー 初期のひび割れ抑制とフレッシュミックスの安定性が主目的の場合。.
- 選ぶ PPマクロファイバー スラブの靭性やひび割れ後の制御が主な目的である場合。文書化と試験を行う。.
- PPマイクロファイバー 火災による剥落の軽減 設計上必要な場合は、高密度ミックスに使用する。.
専門家によるガイダンス：現場での問題を少なくするPPファイバーの指定方法
繊維の問題」のほとんどは繊維の問題ではない。プロセスの問題なのだ。解決策はシンプルなワークフローだ。.
- プラスチック収縮、沈下、衝撃、火災による剥落など、軽減したい不具合を定義する。.
- 明確な定義を使ってマイクロかマクロかを選択する。ACIは0.3mmを基準としている。.
- 目標に合った投与量を設定する。認知された指導範囲を使用する。.
- 分散をコントロールする。コントロールされた添加方法に従う。必要に応じて混合時間を延長する。ACIは、均一な混合物を達成する混合技術の必要性を強調している。.
- 養生は厳重に。繊維はリスクを減らすが、硬化は乾燥ストレスを防ぐ。.
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、まずプロジェクトのマッチングをサポートします。私たちは、お客様が実際の現場での目標に基づいてPPマイクロファイバーまたはPPマクロファイバーを選択するお手伝いをします。その後、投与量の提案、混合ガイダンス、さらに流通や入札のための文書作成をサポートします。.
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結論
ポリプロピレン・ファイバーがコンクリートに使用されるのは、一般的でコストのかかる問題をバッチ処理時の簡単な変更で解決できるからである。コンクリートがまだ弱いうちに、プラスチック収縮ひび割れを軽減します。.
凝集力を高め、固形物を安定させ、ブリード・チャンネルを塞ぐことで、塑性沈下によるひび割れを軽減します。.
繊維の種類と使用量がその目標を達成するものであれば、靭性と耐衝撃性を向上させることができる。.
また、密度の高いコンクリート、特にトンネルの用途で、火災時の爆発的剥落のリスクを低減するためにも広く使用されている。.
最良の結果を得るためには、購入者は繊維の種類を作業に適合させ、信頼できる指導を受けながら使用量を設定し、現場で混合と硬化を管理すべきである。.
