コンクリートは圧縮に対して優れた性能を発揮しますが、完全な強度に達する前にひび割れが生じ、使用荷重の下でひび割れが拡大することがあります。繊維は、この問題のさまざまな側面に対処するのに役立ちます。 微細な合成繊維は、初期の塑性収縮ひび割れを抑制する可能性があります。一方、より太い合成繊維や鋼繊維は、マトリックスが硬化した後のひび割れを架橋することができます。その効果は、繊維の種類、コンクリートの配合、およびプロジェクトの具体的な測定値によって異なります。.
山東建邦では、繊維の選定をコンクリート生産システム全体の一部として捉えています。中国では、 JGJ/T 221-2010, 繊維補強コンクリートの施工に関する技術仕様書, には有用な枠組みが示されている。すなわち、適格な原材料を選定し、配合を設計・試験し、製造および打設の過程で繊維の分布を維持し、さらに生コンクリートと硬化後のコンクリートの両方を検査することである。この規格は、短繊維および合成繊維を対象としている。その規定については、当該プロジェクトの仕様書および適用される現地の規格と併せて参照すべきである。.
このガイドでは、その枠組みを、請負業者、レディーミクストコンクリートメーカー、あるいは購入者が活用できる具体的な判断基準へと落とし込んでいます。また、どこで Ecocretefiber™ 製品 カタログの説明文を構造的なテスト結果として扱わずに、会話に自然に溶け込ませる。.
必要なパフォーマンスから始めましょう
“「繊維補強コンクリート」とは、単一の配合ではなく、一連の材料群を指すものです。まず検討すべきは、そのプロジェクトにおいて、初期段階でのひび割れの抑制、ひび割れ発生後の強度回復、耐衝撃性、あるいはこれらの性能の組み合わせのいずれが必要かということです。.
| プロジェクトの目的 | 検討すべきファイバーの選択肢 | 提出を求める証拠 |
| コントロール プラスチック収縮クラック スラブ、トッピング、またはモルタルとして | 細い合成繊維（多くの場合、ポリプロピレン） | 試験配置、施工完了性、および初期段階のひび割れに関する観察 |
| 改善する 亀裂発生後の曲げ応答 床、舗装、または吹付けコンクリートにおいて | スチール繊維、または認定されたマクロ合成繊維 | 提案された投与量および配合によるビームまたはパネル試験 |
| 亀裂の早期抑制と亀裂発生後の靭性を組み合わせる | 細い繊維と太い繊維を意図的にブレンドしたもの | 統合システムに対するフレッシュミックス検査および性能試験 |
これらはあくまで出発点であり、互いに置き換え可能な仕様ではありません。微細なポリプロピレン繊維であっても、鋼繊維やマクロ合成繊維に期待される残留耐力を自動的に提供するわけではありません。同様に、亀裂発生後の性能を重視して選定された鋼繊維であっても、適切な養生や初期段階の保護に代わるものではありません。設計者は、メッシュや鉄筋を含む従来の補強材に対するいかなる変更についても承認しなければなりません。.
JGJ/T 221-2010では、鋼繊維コンクリートと合成繊維コンクリートを区別している。合成繊維については、モノフィラメント、束状繊維、フィブリル化フィルム、および粗繊維について論じている。また、ポリプロピレンについても、, ポリアクリロニトリル, 、ポリアミド、および ポリビニルアルコール 候補となる材料の中から。したがって、その選択は、単に「繊維」という一般的な言葉ではなく、意図された機能と実証済みの特性に基づいて行われる。“
ミキサーに到達する前に繊維を確認してください
鋼繊維：形状、強度、および状態
鋼繊維には、直線状のものや変形したものが存在する。フックや凹みなどの形状は、アンカー効果や引き抜き挙動に影響を与える。長さ、等価直径、アスペクト比は、分散性、作業性、およびひび割れを横切る繊維の本数に影響を与える。引張強度は重要であるが、それだけではコンクリート梁の残留強度を予測することはできない。 繊維は単独では強度が高くても、特定の配合では分散性が悪かったり、接着が不十分だったりする場合がある。.
特定のグレードの長さおよび直径の許容差、引張試験報告書、形状の一貫性、曲げ性能、および不純物の許容限度について確認してください。梱包に破損、湿気、または汚染がないか点検してください。提案された Ecocretefiber™ フック付き鋼繊維, 、製品データシートおよびバッチ証明書の内容が試作混合物と一致していることを確認してください。記載されているすべてのモデルが同一の寸法であるとか、一般的な範囲があらゆる床やトンネル内張りの性能を保証するとは想定しないでください。.
合成繊維：機能と分散
合成繊維については、この規格では引張特性、初期弾性率、伸び、耐アルカリ性、および分散性に注目している。また、主に亀裂抑制を目的とする繊維と、靭性の向上を目的とする繊維とを区別している。この区別は、比較を行う際にも有用である。 ポリプロピレン極細繊維 ～と マクロ合成オプション.
軽量な合成繊維は、袋単位での投与が簡単そうに見えますが、投与のタイミングを誤ると、繊維が浮いたり、塊ができたりする可能性があります。サプライヤーにグレードごとの投与方法を確認し、最初の生産ロットについて、均一に分散されているかを確認してください。耐火性能、化学物質への耐性、または構造上の役割が謳われている場合は、実際のコンクリートシステムおよび関連する設計基準に基づく試験を依頼してください。.
本規格の材料表には、定義された繊維カテゴリーごとの範囲および試験基準が記載されています。これらは、現行の製品認証やプロジェクトの性能スケジュールの代わりとなるものではありません。本規格で定義された鋼材または合成繊維の範囲外にある製品については、別の適用規格および別途の認定が必要となる場合があります。.
検証可能な成果を軸にミックスを設計する
基層コンクリートは、依然として強度、耐久性、および打設に関する要件を満たさなければならない。 繊維は、不適切な骨材の粒度分布、不適切な水・結合材比、あるいは養生の不備を補うことはできません。JGJ/T 221-2010では、通常のコンクリートの配合に基づいて繊維混和コンクリートの配合を策定し、その後、試験バッチの製造、調整、および生産検証を行うことを求めています。.
この規格は、以下のことを規定している。 食物繊維の摂取量 2つの実用的な方法で。. 1立方メートルあたりの質量 購入やバッチ処理に便利です。. 体積分率 設計や比較に役立ちます。実際の繊維密度を用いて両者を換算します。kg/m³単位の質量は、体積分率（小数）に繊維密度（kg/m³）を乗じた値に等しくなります。 例えば、密度900 kg/m³のポリマーに対する体積比0.1%は、0.9 kg/m³に相当します。この計算結果は、推奨添加量や性能を保証するものではありません。.
2010年の規格では、特定の用途における鋼材の使用量の目安範囲が示されており、特定の建築部材における初期収縮の抑制については、0.06%～0.20%という代表的な合成繊維の範囲が示されています。また、粗粒強靭性繊維については、異なる範囲が認められています。この規格の根本的な原則は、単に数値を丸写しすることよりも重要です： 試験により最終的な繊維含有量を確認する 目標性能と実際の配合を比較して評価する。床の設計荷重、目地の配置、厚さ、路盤、および暴露条件はすべて、適切な試験でどのような結果が得られるべきかに影響を与える。.
現実的なベースミックスと、2～3種類の候補となる繊維添加量を基に、試験マトリックスを作成する。具体的な繊維のモデル、ロット、長さ、質量などを記録し、, 混合順序, 、混和比、スランプまたは流動性、必要に応じて空気含有量、および温度。代表的なロットから試料を採取して成形する。規定の養生期間経過後、圧縮強度および規定されている曲げ強度や残留強度を比較する。ミキサーに添加できる最大添加量ではなく、実用的な生産性を維持しつつ、性能目標をすべて満たす最低の添加量を選択すること。.
見かけ上の流動性を優先して耐久性を犠牲にしてはならない
繊維は、生コンクリートの流動性を変化させることがよくあります。水を多く加えると、最初のバッチは打設しやすそうに見えますが、強度、透水性、収縮、および設計上の水・結合材比に変化が生じる可能性があります。制御された試験を通じて、骨材の粒度分布、ペースト量、および適合する減水剤を調整してください。 この規格では、打設中の給水を明示的に禁止している一方で、規定された条件下において、排出前のスランプ低下を抑制するために、適切な減水剤の使用と撹拌を認めている。.
プロジェクトチームは、塩化物濃度の許容限界値およびその他の耐久性要件を定義すべきである。これらは、コンクリートに鋼繊維、鉄筋、またはプレストレス鋼が含まれているかどうか、および環境条件によって異なる。古い表から塩化物濃度の許容限界値を1つだけ抜き出して、すべての現代のプロジェクトに適用するのは安全ではない。採用されているプロジェクトの設計基準および最新の材料仕様書を確認すること。.
ひび割れ発生後の重要な特性を測定する
圧縮強度はコンクリートの強度クラスを示すものですが、曲げひび割れ発生後の荷重支持能力についてはほとんど何も示していません。有用な繊維コンクリートの検収計画では、以下の3つの点を区別します：
1. 基礎コンクリートは、このプロジェクトに十分な強度と耐久性を備えているか？
2. 新しい混合物は、指定された繊維を均一に分散・配置できるか？
3. 硬化後の材料は、 曲げ靭性, 、残留荷重、衝撃応答、あるいは設計上必要とされるその他の挙動などでしょうか？
JGJ/T 221-2010 の付録には、その他の機械的試験や耐久性試験に関する規定に加え、曲げ靭性および初亀裂挙動に関する試験手順が記載されている。同規格では、2つの曲げ靭性試験方法には相違があることに注意を促しており、プロジェクトでは、数値結果を混同することなく、いずれかの方法を選択し、その方法を明記すべきであるとされている。国際的なプロジェクトの場合、, ASTM C1609/C1609M-24 これは、曲げ性能を評価するための現行のビーム試験法の一つである。試験方法、試験片の形状、経年、所定のたわみにおける目標値、サンプリング頻度、および合格基準をまとめて指定すること。ある方法によって得られた結果を、別の方法による結果と直接同等であるかのように提示してはならない。.
繊維自体の引張強度は、材料の試験結果によるものです。 コンクリートの亀裂発生後の挙動は、システム全体の結果です。マトリックスの強度、繊維の配向、接着性、配置方向、養生はすべて、その結果に影響を与えます。サプライヤーが、特定のスラブにおいてその製品がメッシュの代わりになると主張する場合は、技術的な設計書と関連するコンクリート試験の結果を求めましょう。均一に混合された材料で納入されるレディーミクストFRCについては、, ASTM C1116/C1116M-23 別の仕様フレームワークを提供しており、その適用範囲は、それ自体では納入後の設置および養生には及ばない。.
製造工程全体を通じて繊維を均一に分散させる
この規格では、校正済みの機器を用いた管理されたバッチ処理と機械的混合が推奨されています。記載されている製造手順では、結合材、水、および混和剤を添加する前に、繊維を粗骨材および細骨材とともに投入し、乾式混合を行います。 規定されている乾式および湿式混合の間隔は、プラントでの試験において有用な参考値となるが、実際の設備、繊維の包装形態、体積分率、および配合設計については、生産時に確認する必要がある。目標は、繊維の塊や分離が生じず、作業性が過度に低下しない均一なバッチを得ることである。.
実用的な起動手順は、非常に簡単です：
1. 混合指示書、繊維の等級、1立方メートルあたりの目標質量、および繊維供給装置の校正を確認してください。.
2. 繊維を、分散が図れる速度とタイミングで投入し、当該プラントおよび製品について検証済みの手順に従うこと。.
3. 排出時には、少なくとも最初の数バッチを観察してください。塊、乾燥した部分、浮遊する繊維、および粘度の変化がないか確認してください。.
4. ミキサー処理時間を記録し、所定の箇所および頻度で生鮮特性を測定する。.
5. 骨材の含水率、混和材、繊維の等級、または生産設備に大幅な変更があった場合は、試験を繰り返し行うこと。.
ポンプ送りまたは吹付けコンクリートの場合、提案された繊維の長さと添加量について、配管、ポンプ、ノズル、および作業手順を確認してください。実験室でのバッチは均一に見えても、ホースや吐出点では異なる挙動を示すことがあります。 また、試打工事では、締固めと仕上げの状態も確認する必要があります。コンクリートがポンプで送れる状態を維持しなければならない場合、見かけのスランプが低いからといって必ずしも欠陥とは限りませんが、スランプが高いからといって分離が生じても許容されるわけではありません。.
JGJ/T 221-2010 では、分離を行わない運搬、排出高さの制御、混合物を過度に撹拌しない振動、および鋼繊維の露出を防ぐ表面仕上げについても規定されている。打設したコンクリートは、その露出状況およびプロジェクトの仕様に従って養生すること。 繊維を使用しても、打設直後のスラブを急激な蒸発から保護したり、部材を不適切な温度管理から守ったりする必要性がなくなるわけではない。.
「受諾」を証拠の連鎖とする
信頼性の高い検収手続きは、納入前から始まります。2010年版規格では、繊維や混和剤について、型式試験報告書、工場検査報告書、証明書、使用説明書などの品質関連書類を供給業者に提出するよう求めています。また、入荷検査および施工中の検査も義務付けています。鋼繊維については、サンプリング項目として引張強度、曲げ強度、寸法偏差、不純物などが挙げられています。 合成繊維については、引張挙動、初期弾性率、伸び、耐アルカリ性、分散性、および関連するコンクリートの性能指標が挙げられている。.
現場では、生コンクリートについて、一貫性、分離、ブリーディング、粘度、保水性、および時間の経過に伴う作業性の低下などを、必要に応じて検査する。本規格では、混合地点および打設地点での確認を含め、試料採取箇所と頻度を規定している。 鋼繊維コンクリートについては、生コンクリート中の繊維体積分率を測定する方法が規定されている。その後、硬化した試験体により、規定された強度、靭性、および耐久性の基準が満たされているかどうかが確認される。建設工事自体は、依然として、該当する構造物、床、屋根、防水、または舗装に関する検収規則の対象となる。.
すべての現場測定結果を、繊維の出荷ロットおよびコンクリートのバッチと関連付ける、追跡可能な記録を残してください。以下の依頼内容は、発注書として簡潔でありながら、試験不合格の原因を特定できるほど詳細です：
| 記録 | 最低限必要な詳細情報 | その重要性 |
| 繊維の供給 | 等級、形状、ロット、密度、試験証明書、取扱説明書 | ミキサーに実際に投入されたものを確認する |
| コンクリートの製造 | 混合ID、繊維含有量（kg/m³）、その他の成分、ミキサーの順序、時間 | 認定試験を再現する |
| 生コンクリート | サンプリング地点、スランプまたは流動性、均一性、温度、欠陥 | 配置や配置位置の問題を検出します |
| 養生済みコンクリート | 試料の年齢、養生、試験方法、強度、残留値または靭性の結果 | フィールドでの性能と設計要件を関連付ける |
この記録は、プロジェクトでサプライヤーや製造工場が変更された場合にも役立ちます。公称材質や長さが同じ繊維であっても、必ずしも同等であるとは限りません。性能に関するすべての項目を比較し、必要な試験を再度実施してください。.
山東建邦がプロジェクトの試験運用をどのように支援しているか
Ecocretefiber™ は、以下を含む複数の繊維シリーズを提供しています。 スチールファイバー そして ポリプロピレン繊維. 当社は、プロジェクトのひび割れ抑制や靭性に関する目標に基づき、適したコンクリートグレードの候補を絞り込むお手伝いをし、配合検討に必要な製品情報を提供いたします。その後、技術者とコンクリート製造業者は、それぞれの配合、設備、暴露条件、および検収プログラムに合わせて、選定されたグレードの適格性を確認します。.
有用な問い合わせには、用途、部材寸法、コンクリートの強度等級、予想される暴露条件、ミキサーおよびポンプの構成、要求される生コンクリートの物性、適用される試験方法、ひび割れ発生後の目標値（ある場合）、および提案される試験量が含まれます。これらの事実が揃えば、繊維の公表されている引張強度に基づく推測ではなく、明確な実験に基づいた選定が可能になります。.
よくある質問
1本の繊維で、塑性収縮と構造的ひび割れの両方を抑制することは可能でしょうか？ 複数の段階を目的とするシステムもあるが、主張される各利点については、適切な試験が必要である。極細の合成繊維と マクロ繊維またはスチール繊維 多くの場合、それぞれ異なるメカニズムに関与しています。両方の機能が重要である場合には、これらを組み合わせたシステムの導入を検討することができます。.
すべてのコンクリート床に共通する標準的な投与量はありますか？ いいえ。この規格では適用範囲が示されていますが、最終的な配合量は試験によって確定されます。床の設計、ベースミックス、繊維の形状、分布、仕上げ、および求められる残存性能によって、プロジェクトごとの配合量が決定されます。.
繊維は鉄筋や溶接金網の代わりになるのでしょうか？ その代替が、技術者の設計および適用される規則によって認められ、かつ関連する具体的な性能データによって裏付けられている場合に限り、認められる。製品データシートや圧縮試験結果だけでは、それ自体では構造上の同等性を立証することはできない。.
購入者はどの検査を依頼すべきでしょうか？ まず、設計で求められる挙動から検討を始めます。生コンの均一性と強度を規定し、ひび割れ後の性能が重要な場合は、明確な残留強度または靭性基準を定めた、公認の曲げ試験方法を指定します。最初の生産ロットを打設する前に、試料採取、養生、および合格基準について合意を形成してください。.
すべての段階でパフォーマンスを組み込む
良質な繊維コンクリートは、一連の工程を経て製造されます。具体的には、求められる性能を定義し、繊維の適性を確認し、混合物の試験を行い、均一な生産を維持し、適切に打設・養生を行い、規定された結果が得られているかを確認します。 JGJ/T 221-2010は、鋼繊維および合成繊維コンクリートに関するこれらの決定事項を体系化しています。最も優れた調達選択肢とは、工場で再現可能であり、完成したコンクリートにおいてその性能が実証できるものです。.
ミックス設計と性能目標を以下と共有してください 山東建邦／Ecocretefiber™. 実用的な繊維候補の選定や、貴社の試験チームがそれを評価するために必要な情報の特定をお手伝いいたします。.
