仕様書上では、玄武岩繊維とガラス繊維は一見似通って見えることがあります。どちらも無機繊維であり、切断したり、織物に加工したり、樹脂と組み合わせたりすることができます。また、どちらも完成品のひび割れ防止に役立ちます。しかし、名称だけでは、セメント、アスファルト、あるいはポリマー複合材料における性能について、購入者にほとんど何も伝えられません。.
で 山東建邦化学繊維有限公司., 、私たちはよく「玄武岩繊維はガラス繊維よりも優れているのか？」という類の質問を受けます。この質問に対する適切な答えは、まずグレードと最終製品から考える必要があります。 コンクリート中に分散されたチョップドファイバーと、薄いファサードパネルに使用される織物メッシュでは、その役割が異なります。また、電気絶縁用に設計されたガラス繊維と、セメント用に製造された耐アルカリ性ガラス繊維とは異なります。.
このガイドでは、購入や設計において重要なポイント、すなわち原材料、製造、引張特性、アルカリへの曝露、温度、製品形態、コスト、試験について、各材料を比較しています。また、評価方法についても解説しています。 Ecocretefiber™ 玄武岩繊維 そして Ecocretefiber™ 耐アルカリ性ガラス繊維 実際のプロジェクトにおいて。.
繊維は何から作られているのですか？
連続バサルト繊維 溶融した玄武岩から引き出されます。この岩石には、シリカ、アルミナ、酸化鉄、カルシウム、マグネシウム、その他の酸化物が含まれています。原料となる岩石や溶融条件によって、最終的なフィラメントの性質は変化します。そのため、製造業者は適切な鉱床を選定し、溶融および引き出し工程を管理しています。 「岩石から作られている」ということは、すべての玄武岩繊維が単一の固定された化学組成や強度を持っていることを意味するわけではない。.
ガラス繊維 は、設計された鉱物原料の配合から製造されます。珪砂が主原料であり、その他の成分は、目的とするガラスの化学組成に合わせて選定されます。このように、さまざまなガラスを配合できる能力は重要です。 Eガラスは、ポリマー複合材料や電気用途で広く使用されている。ARガラスは、セメント系システム向けに開発された異なる組成を持つ。そのジルコニア含有量は、アルカリ耐久性の鍵となる要素である。他にも、それぞれ異なる用途を持つガラスの種類が存在する。.
どちらの繊維ファミリーも、原料を溶融させ、その液体を小さな開口部から引き出してフィラメントを形成することで製造されます。製造条件、フィラメントの直径、サイジング、および切断や織りの工程が、最終製品に影響を与えます。バサルトを単一の天然グレードとして、ガラスを単一の汎用グレードとして扱うような比較では、技術的な判断における重要な点を見落としてしまいます。.
ファイバーの形状が用途を変える
A 切断繊維 は、コンクリート、モルタル、またはアスファルトに混ぜて使用されます。A ロービングまたは繊維 指定されたレイヤーに配置できます。A 繊維強化プラスチック（FRP）棒 これは、繊維が樹脂によって固定された独立した複合材料である。ある形態のデータを別の形態にそのまま適用することはできない。単一の乾燥フィラメントの引張強度は、繊維コンクリートの残留曲げ耐力、メッシュの耐力、あるいは完成したFRP棒の強度を示すものではない。.
グレードごとの強度と剛性を比較する
繊維の引張強度と弾性係数は、フィラメントがひずみにどのように反応するかに影響を与えます。とはいえ、すべての「玄武岩」製品や「ガラス」製品に対して一律に提示される範囲値は、ほとんど役に立ちません。 個々のフィラメント、ストランド、織物、および完成したコンクリート試験片については、それぞれ異なる試験方法と破壊様式が適用される。また、繊維の直径、取り扱い中の損傷、水分、サイジング、およびゲージ長も、測定結果に影響を与える可能性がある。.
現在、当社のEcocretefiber™製品ページには以下の内容が掲載されています 引張強さが少なくとも1,200 MPa、弾性係数が少なくとも75 GPa 記載されているものについて 砕いた玄武岩グレード. ARグラスのページには、以下の内容が掲載されています 1,000～1,700 MPaの引張強度および72 GPaを超える弾性率 掲載されている製品について。これらはページ単位の製品仕様であり、玄武岩とガラスを比較した包括的なランキングではありません。設計においてこれらの数値を使用する前に、選択したSKU、ロット証明書、試験方法、および試験条件を確認してください。他のガラスグレードでは、引張特性が異なる場合があります。.
コンクリート混合物において、繊維はひび割れに達し、そのひび割れを介して荷重を伝達しなければならない。その実効的な寄与度は、繊維本数、アスペクト比、接着性、配向、配合量、およびマトリックスの強度に依存する。製品仕様書に記載された引張強度の数値が低くても、有用な複合材としての性能が得られる場合がある一方で、数値が高くても分散性が不十分な場合はそれを補うことはできない。 クラック後の挙動 必要な場合は、完成したミックスのパフォーマンス目標を設定し、テストを行ってください。.
| 比較ポイント | バサルト繊維 | セメント用ARガラス繊維 |
| 飼料原料 | 厳選された玄武岩を溶かして引き伸ばしたもの | ジルコニアを配合した鉱物バッチを溶融・引抜成形した |
| 一般的なセメント製品の形態 | 切断された繊維、選別された繊維材料、および複合材料補強材 | 切断繊維、ロービング、メッシュ、およびGFRCシステム |
| アルカリ適合性 | 正確な等級およびセメント露出試験を確認する | ARの組成、適用仕様、およびセメント暴露試験を確認する |
| 選択問題 | そのグレードは、目標とする配合および耐久性試験の基準を満たしていますか？ | そのAR製品は、パネルまたはコンクリートシステムの仕様を満たしていますか？ |
この表は材料の選定に関するものであり、合否の判定を示すものではありません。サプライヤーの証明書と代表的な複合試験の結果があって初めて、この比較に意味が生まれます。.
耐アルカリ性はセメントにとって極めて重要な課題である
生ポートランドセメントペーストの細孔液は強アルカリ性です。この環境は、多くのケイ酸塩繊維にとって過酷なものです。よくある誤解として、次のように説明されることがありますが、 Eガラス その名称が「アルカリフリーガラス」と訳されることもあるため、アルカリ耐性があると考えられがちです。この名称はガラスの一種を指すものであり、セメント内での長期的な耐性を保証するものではありません。その 米国コンクリート協会（ACI）のGFRCに関する報告書 初期のEガラスおよびAガラスセメント複合材における強度低下について説明し、同報告書の対象となるGFRCシステムにはARガラスの使用を規定している。.
ARガラスは、その環境に合わせて意図的に設計されています。. ASTM C1666/C1666M-08(2023) GFRCおよびその他のセメント系製品向けのARガラス繊維に関する最低要件（物理的特性やジルコニアの最低含有量など）を規定しています。Ecocretefiber™には以下が記載されています。 16.7% ZrO₂ 同社のARガラス製品については、購入者は、特定のロットに関する証明書およびプロジェクトのより厳しい要件を確認する必要があります。.
玄武岩繊維についても精査が必要です。その化学的性質や表面処理は様々です。. アルカリ性バインダーに関する研究 特定のアルカリ暴露条件下では、バサルトやEガラスはARガラスよりも強度を著しく低下させる可能性があることが判明した。この結果は、あらゆるバサルトグレードがあらゆるポルトランドセメント混合物において破断するという意味ではない。しかし、バサルトがセメントのアルカリ性に対して本質的に耐性があるという無条件の主張が、長寿命設計の根拠としては不適切である理由を示している。 関連するpH、温度、時間、および湿度条件下における残留強度や複合耐久性のデータを求めるべきである。短時間の酸浸漬試験だけでは、セメントのアルカリ性に関する疑問を解消することはできない。.
暴露環境は、ラベルと同じくらい重要です。レジンコンポジットを囲む海水、コンクリート内部のアルカリ性細孔水、高温の酸性プロセス水は、それぞれ異なる環境です。レジンの選定、コーティング、マトリックスの設計、ひび割れへの曝露状況によって、完成したシステムの挙動は変化します。まず暴露環境を特定し、その後、同じ試験プロトコルに基づいて候補となるシステムを比較検討してください。.
耐熱性および耐火性能の評価には、システム試験が必要である
玄武岩もガラスも無機質であり、有機ポリマーのように燃えることはありません。しかし、「不燃性繊維」であるからといって、樹脂複合材、コーティング、メッシュ仕上げ、あるいは組み立てられた部品が、火災時にも設計強度を維持できるとは限りません。 高温下では、繊維は軟化する前に強度を失う可能性があり、ポリマーマトリックスやサイズ剤はそれよりもさらに早く劣化することがあります。試験時間や荷重も重要な要素となります。.
玄武岩は、適切なグレードが選定されれば、アスファルトの処理温度で混合できるため、ホットミックスアスファルトの材料として検討されています。ARガラスは、セメントパネルやその他の指定製品に採用されています。いずれの用途においても、ある繊維が600°Cで強度の正確な割合を維持する、あるいは通常のガラスが特定の温度で破損するという、普遍的な主張を裏付けるものではありません。 そのような主張を行うには、具体的なグレード、試験方法、曝露時間、および保持特性の測定値が明記されている必要がある。.
プロジェクトに耐火性または耐熱性の要件がある場合は、実際の組み立て状態での試験を依頼してください。繊維のデータシートは選択肢を絞り込むのに役立ちますが、認定された部品の試験は、プロジェクトの条件下での性能を評価するものです。これは、ファサードパネル、断熱システム、ブレーキ部品、および構造用複合材料において特に重要です。.
それぞれの繊維が実用的な意味を持つ場所
薄型セメント製品用ARガラス
GFRCファサード, 、装飾用成形品、薄肉プレキャスト外皮、および多くのセメントボードには、薄い断面に分散または配置できる繊維システムが必要です。ARガラスは、この種の用途において長年の実績があります。 この材料は、プレミックス用のチョップドストランド、スプレーアップ用の連続ストランド、あるいは設計された補強層用のテキスタイルとして供給可能です。ACIの報告書では、これらを別個の製造プロセスとして説明しています。パネル設計における形状や繊維含有量は、製品ページのコンクリート配合をそのまま模倣するのではなく、設計に基づいて選択してください。.
壁の左官仕上げに使用されるガラスメッシュについても、適合するコーティング、メッシュの形状、および施工システムが必要です。「グラスファイバーメッシュ」という名称だけでは、それがセメント系か石灰系かを見分けることはできません。該当するメッシュおよびシステムの試験報告書を請求してください。.
特定のコンクリートおよびアスファルト混合物用の玄武岩
短繊維の玄武岩 モルタル、コンクリート、アスファルト混合物において、ひび割れ抑制や靭性の観点から評価することができます。アスファルトの場合、繊維の効果はバインダー含有量、骨材の粒度分布、混合、および締固めに依存します。セメントの場合、アルカリ性環境および長期にわたる物性の維持について確認する必要があります。Ecocretefiber™には以下が記載されています 3、6、9、および12 mm 同社は、玄武岩製品の標準的な切断長さを提示しており、アスファルトやコンクリートへの使用に関する目安も示しています。最終的な長さと配合量は、実際のプラントでの試験および性能目標に基づいて決定する必要があります。.
玄武岩繊維製品と玄武岩FRP棒は、異なる設計区分に属します。これらは設計上の補強案として検討することは可能ですが、その製品認定は短繊維とは別個のものとなります。. ASTM D8448/D8448M-22 ロービングやチョップドストランドなどの玄武岩ストランドを対象としています。. ASTM D8505/D8505M 玄武岩およびガラス製FRP棒材について規定している。棒材に関する規格は、チョップドファイバーのコンクリートにおける性能を証明する根拠としては使用できない。.
高分子複合材料と電気分野での用途
ガラス繊維は、多くのポリマー複合材料、断熱システム、および電気用積層板に広く採用されていますが、その性能はガラスの配合、サイジング、樹脂、および積層板の設計によって決まります。また、製造業者が剛性、温度応答性、および加工性の特定のバランスを重視する樹脂複合材料においては、バサルトも選択肢として検討できます。 厚さ、繊維体積分率、樹脂系、試験条件が同一の完成した積層板を比較してください。繊維の名称だけから、軽量化や電気的利点があると推測してはなりません。.
価格や環境に関する主張には、明確な根拠が必要である
ガラス製造には、大規模で成熟したサプライチェーンが存在します。玄武岩ガラスやARガラスは、グレード、地域、形状、注文数量、認証パッケージによって価格が異なる場合があります。過去のトン当たりの価格だけでは、現在の納入コストを算出することはできません。また、トン当たりのコストには、必要な添加量、加工、廃棄物、人件費、輸送費、検査費、および耐用年数の影響が反映されていません。.
比較する コンプライアンス要件を満たした完成品1個あたりのコスト. GFRCパネルの場合、その単位は、指定された厚さと強度における1平方メートルとなる可能性があります。 コンクリートの場合、必要な生コンおよび硬化後の物性を満たす1立方メートルが1単位となる場合があります。アスファルトの場合、目標とする配合設計で敷設された1トンが1単位となる場合があります。あるグレードが同じ要件を満たすために、より多くの繊維を必要としたり、異なる工程を必要としたりする場合、初期の繊維価格は差額のほんの一部に過ぎない可能性があります。.
バサルトを原料とする岩石や、ガラスに配合される鉱物そのものが、それだけでカーボンフットプリントの低さや、ほぼ完全なリサイクル可能性を証明するものではありません。どちらのプロセスにおいても、溶融にはエネルギーが必要です。採掘、燃料や電力源、選別、廃棄物処理、輸送、そして完成品の耐用年数など、あらゆる要素が重要となります。 定量的なサステナビリティに関する主張を行う前に、製品固有の環境製品宣言（EPD）や、同一の機能単位を用いた透明性の高いライフサイクルアセスメント（LCA）を求めるようにしてください。.
誤った比較を防ぐための購入者チェックリスト
両方のサプライヤーに、同じ仕様書を送付してください。繊維をコンクリートに混入するか、アスファルトに配合するか、メッシュに織り込むか、あるいはFRP製品に加工するかを明記してください。また、結合材または樹脂、暴露条件、施工方法、目標耐用年数、および適用される試験方法も記載してください。.
1. 正確な学年とクラス名を特定してください。. 組成、長さ、繊維の形状、直径、サイズ、およびロットごとの追跡可能性を記録する。.
2. 適切な耐久性試験を確認してください。. セメントについては、アルカリへの曝露や保持特性について確認してください。樹脂複合材については、選定した樹脂・繊維系を実際の曝露条件下で試験してください。.
3. 代表的な生産試験を実施する。. 計画された装置を用いて、分散性、流動性、ポンプ送液や噴霧の挙動、および仕上げ品質を測定する。.
4. 完成した素材をテストしてください。. 両方の代替案について、同一の試験方法において、曲げ、引張、衝撃、またはその他の基準を定義すること。. ASTM C1609/C1609M-24 これは、繊維補強コンクリート梁において広く認められている曲げ解析法の一つである。.
5. プロジェクト全体のコストを比較する。. 合格に必要な数量、生産ロスの量、検査、および保守に関する仮定を、裏付けとなる証拠とともに盛り込んでください。.
構造用メッシュ、鉄筋、またはその他の補強システムの代替として繊維の使用が提案された場合、プロジェクトエンジニアは、その設計および検証計画を承認しなければならない。材料の引張強度の数値だけでは、同等性を立証することはできない。.
Ecocretefiber™ を活用して、最適な候補者を見つけましょう
山東建邦は、以下の両方を供給しています 玄武岩繊維 そして ARグラスファイバー Ecocretefiber™ シリーズの一環として。これにより、材料を選定する前にその機能について検討することができます。薄層のセメントファサード、チョップドファイバーを配合した舗装材、そして腐食にさらされる複合材料は、それぞれ異なる技術仕様を必要とします。.
最終製品、マトリックス組成、繊維形状、寸法、目標添加量、製造設備、曝露条件、および試験基準についてお知らせください。弊社では、現在のグレード情報および試験候補品をご提供いたします。最終的な選定は、試験可能な製品仕様および実際の配合または成分による試験結果に基づいて行う必要があります。.
よくある質問
玄武岩は、ガラス繊維よりも常に強度が高いのでしょうか？ いいえ。強度はグレードや試験方法によって異なります。ARガラス、Eガラス、および特殊ガラスは、1つの数値に統合することはできません。同じ方法を用いて認定製品を比較し、完成した複合材を評価してください。.
通常のEガラスをポルトランドセメントに混ぜることはできますか？ その耐アルカリ性については、慎重な評価が必要です。ARガラスはGFRCにおいて定評のあるガラス材料であり、当該プロジェクトにおいては、その組成および試験結果を確認する必要があります。.
玄武岩は岩石に由来するからといって、自動的に耐アルカリ性となるのでしょうか？ いいえ。原料の化学的性質、表面処理、およびセメントの周囲環境が耐久性に影響を与えます。関連する保持特性データおよび複合試験データについて確認してください。.
FRPバーのデータシートを使って、チョップドファイバーを指定することはできますか？ いいえ。バーとは、形状や試験方法が異なる繊維・樹脂複合材のことです。チョップドストランドとその具体的な性能については、別途指定してください。.
どちらの素材の方が安いですか？ これは、完成品の仕様を満たすために必要な、具体的な等級、形状、注文内容、納入先、および数量によって異なります。同等の納品条件での見積もりと試験結果についてお問い合わせください。.
検証済みのシステムを選択してください
玄武岩とガラスは、原料が異なるものの、用途が重複する場合があります。セメントの分野において最も有用な区別は、特定された玄武岩グレードと アルカリ性セメント用に設計されたARガラス, 、一方、一般的なEガラスは別の用途に分類されます。形状、コーティング、マトリックス、および試験方法によって、どちらの選択肢が完成品に適しているかが決まります。.
山東建邦へのお問い合わせ 最終用途や性能目標に合わせて。Ecocretefiber™は、選択肢を絞り込み、貴社のチームが説得力のある材料選定を行えるよう、試験の実施を支援します。.
