繊維補強コンクリート, と略されることが多い。 FRC, コンクリートは、セメント、骨材、そして 強化繊維 材料に混入される。ACIは繊維補強コンクリートを、主に水硬性セメント、骨材、および不連続の補強繊維からなるコンクリートと定義している。ASTM C1116でも、繊維補強コンクリートは、材料が均一に混合された状態で納入されるコンクリートとして扱われ、使用される繊維によって、鋼繊維、耐アルカリ性ガラス繊維、合成繊維、天然セルロース繊維に分類されている。.
簡単に言えば、繊維補強コンクリートは、ミックス全体に散布された多数の小さな繊維を含む通常のコンクリートである。これらの繊維は、鉄筋のように一列に固定されているわけではない。コンクリートの体積全体に分布しているため、材料が多方向のひび割れに抵抗するのを助けるのです。そのためFRCは、ひび割れの抑制、靭性の向上、ひび割れ後の挙動の改善など、通常のコンクリートよりも優れた性能を必要とするプロジェクトでよく使用されます。.
で エコクリートファイバー, FRCはコンクリートとは全く異なる材料群です。FRCはコンクリートとはまったく別の材料です。コンクリートであることに変わりはありません。異なるのは、繊維の種類と投与量に応じて、ひび割れ前、ひび割れ中、ひび割れ後のコンクリートの挙動を改善するために短繊維が加えられることです。これが、山東建邦化学繊維有限公司が繊維の選択を単なる材料表示ではなく、性能の決定として扱う理由である。.
繊維補強コンクリートの意味するもの
FRCを理解する最も簡単な方法は、普通のコンクリートと比較することだ。普通コンクリートは圧縮には強いが、引張には脆く、ひび割れ後の延性はあまりない。ACIの報告書では、普通コンクリートのような脆いマトリックスには、ひび割れ後の延性はあまりなく、繊維を加えることによって、マトリックスや使用する繊維によって、小さいものから非常に大きなものまで、弾性後の特性が変化すると説明している。.
これが繊維を加える理由だ。ひび割れが生じ始めると、繊維がそのひび割れを橋渡しし、コンクリートがよりよく結合するのを助ける。正確な効果は、繊維材料、長さ、形状、アスペクト比、表面結合、および添加量によって異なる。ACIは、繊維補強コンクリートがどのように機能するかについて、これらすべてを重要な変数として強調している。.
だから、「繊維補強コンクリートとは何か」と聞かれたら、直接的にこう答えるのが一番だ： これは、ひび割れを抑制し、靭性や残留強度を向上させるために、多くの短い繊維が混合物中に分散しているコンクリートである。. 繊維の中には、主に初期のひび割れを抑制するために使用されるものもある。また、主にひび割れ後の耐荷重性を向上させるために使用される繊維もあります。優れたFRCの設計は、どの役割が必要かを知ることにかかっています。.
繊維補強コンクリートのしくみ
FRCが機能するのは、応力が微小ひび割れやより大きなひび割れを発生させ始めた後に、繊維がコンクリート内部で作用するためである。1つのひび割れを自由に開かせるのではなく、繊維がひび割れを橋渡しし、損傷部全体で応力を共有するのを助けるのだ。ACIは、繊維がコンクリートの弾性後の応答を変化させ、これが実際に使用される主な理由であると説明している。.
これは、繊維がコンクリートをひび割れなくするという意味ではない。コンクリートにはまだひび割れがある。真に価値があるのは、繊維が き裂の幅を制御し、き裂の成長を遅らせ、エネルギー吸収を向上させ、母材がき裂した後も断面が荷重を支え続けるのを助ける。. .これが、FRCが工学的用途において靭性や残留強度と密接に結びついている理由です。最近のコンクリート協会のリーフレットでも、繊維がコンクリートの靭性を大幅に向上させ、ひび割れ後の荷重を維持することを可能にしていると説明されています。.
繊維によってその効果は異なる。微細なマイクロファイバーは、プラスチック収縮ひび割れを軽減することで、初期段階で最も役立つことが多い。硬化したコンクリートでひび割れ後の性能を強化する必要がある場合は、より大きなスチール繊維やマクロ合成繊維が選択されることが多い。コンクリート協会は、短いポリプロピレン繊維は主に若いコンクリートにおける初期のひび割れ形成を抑えるために使用され、一方、大きなマクロ合成繊維は用途によっては鋼繊維と同様のひび割れ後の強度を与えることができると指摘している。.
繊維補強コンクリートの主な種類
FRCを理解する最も明確な方法の1つは、繊維の種類によるものです。ASTM C1116では、繊維補強コンクリートを4つの材料クラスに分類しています：タイプIの鋼繊維補強コンクリート、タイプIIの耐アルカリ性ガラス繊維を用いたガラス繊維補強コンクリート、タイプIIIの合成繊維補強コンクリート、タイプIVのセルロース繊維を用いた天然繊維補強コンクリートである。ACIの総説も同様の構成で、鋼繊維、ガラス繊維、合成繊維、天然繊維を主なグループとして論じている。.
鋼繊維補強コンクリート
鋼繊維補強コンクリートは、最もよく知られたFRCタイプのひとつである。プロジェクトが強力なひび割れ後耐力、耐衝撃性、疲労性能、または高い靭性を必要とする場合によく使用されます。ACIのファイバー・レポートには、鉄骨FRCに関する完全なセクションが含まれており、ACIのFAQによると、FRCは3次元補強によりひび割れ抵抗性と耐用年数が向上するため、スラブ・オン・グラウンド、床、舗装に広く使用されている。.
合成繊維補強コンクリート
合成繊維補強コンクリートは通常、ポリプロピレン、ポリオレフィン、または同様のポリマーを使用する。このシリーズには、極細合成繊維とマクロ合成繊維の両方が含まれる。コンクリート学会は、短いポリプロピレン繊維は主にプラスチッククラックの抑制に使用され、大きいマクロ合成繊維は、場合によっては鋼繊維と同様のひび割れ後の強度を提供できるため、舗装、吹付けコンクリート、プレキャストユニットに使用されると説明している。.
ガラス繊維補強コンクリート
ガラス繊維強化コンクリートは、通常のガラス繊維ではなく、耐アルカリ性ガラス繊維を使用している。ASTM C1116では、タイプⅡのガラス繊維補強コンクリートは耐アルカリ性ガラス繊維を含むと明記されており、ACIのレビューでは、ガラス繊維補強コンクリートの挙動や耐久性の問題が鋼や合成システムとは異なるため、ガラス繊維補強コンクリートに関する独立したセクションが設けられている。このタイプは薄型建築製品やGFRCパネルに広く使用されている。.
天然繊維補強コンクリート
天然繊維補強コンクリートは、セルロースやその他の植物由来の材料などの繊維を使用します。ASTMは天然セルロース繊維コンクリートをタイプIVとしている。ACIもサイザル麻やジュートなどの植物性繊維をFRCの一般的定義の補強オプションとして挙げている。このグループは、主流の重量コンクリート工事ではあまり一般的ではありませんが、それでも広範なFRCファミリーの一部です。.
繊維補強コンクリートがもたらすもの
FRCの第一の利点は クラックコントロール. .これが、多くのバイヤーがコンクリート繊維に最初に注目する理由である。ACIとコンクリート学会は、繊維がひび割れを軽減するために使用されることを示しているが、ひび割れの種類は選択された繊維に依存する。細い合成繊維は、特に若いコンクリートの塑性収縮ひび割れの減少に関連している。.
2つ目の大きな利点は タフネス. .靭性とは、コンクリートがより多くのエネルギーを吸収し、ひび割れが発生した後もより良く機能し続けることができることを意味する。これはスラブ、舗装、吹付けコンクリート、衝撃を受けやすいコンクリートでは特に重要である。ACIは、繊維を加えることでコンクリートの弾性後の応答が変化すると述べており、コンクリート協会は、繊維が靭性とひび割れ後の荷重保持力を大幅に向上させることができると指摘している。.
3つ目の大きなメリットは クラック後の性能向上. .すべての繊維が同じようにこれをするわけではない。. マイクロファイバー しかし、マクロ合成繊維やスチール繊維は、ひび割れ後も構造物に有用な荷重を与えなければならない場合によく使用される。このような理由から、エンジニアは生の繊維強度だけを見るのではなく、繊維の種類、形状、試験結果に細心の注意を払うのです。.
FRCシステムの中には、耐衝撃性、耐疲労性、摩耗挙動、耐久性に関連する性能を向上させるものもあります。正確な改善効果はマトリックスと繊維システムによって異なるため、購入者はすべてのFRCを同じ製品として扱うことは避けるべきです。優れた性能は複合材料から生まれるものであり、繊維だけから生まれるものではありません。.
繊維補強コンクリートが使用される場所
実際のところ、FRCの最大の利用分野のひとつは次のようなものだ。 地面に平板. .ACIのFAQによれば、主な適用分野は、住宅や商業施設の床や舗装を含む地上のスラブである。同じ情報源によれば、繊維は表面付近の耐クラック性を向上させ、耐用年数の延長に役立つとのことである。.
FRCはまた、次のような分野でも広く使われている。 舗装および外部舗装エリア. .これらのゾーンでは、車輪の繰り返し荷重、収縮応力、長期摩耗が発生するため、ひび割れの抑制と靭性が重要になる。コンクリート協会によれば、より大きなマクロ合成繊維は、以下のような同様の用途に使用されている。 スチールファイバー, 舗装を含む。.
もうひとつの重要な用途は 吹付けコンクリートまたは吹付けコンクリート. .コンクリート協会によると、短いスチール・ファイバーは、凝集力を高め、リバウンドを減らし、ひび割れを抑制するために吹付けコンクリートに使用される。マクロ合成繊維も、特に耐久性の問題が繊維の選択に影響する場合に、吹付けコンクリートで使用される。.
FRCはまた、次のような場合にもよく見られる。 プレキャストユニット. .コンクリート学会は、マクロ合成繊維の用途としてプレキャストユニットを挙げており、業界の多くの文献も、トンネルセグメント、橋梁デッキ、複合スラブ、その他の特殊なプレキャストまたは半構造用途を指摘している。.
FRCが現代のコンクリート設計において非常に重要となっている理由のひとつは、このような用途の広さである。FRCは1つのニッチ市場に限定されるものではありません。FRCは、繊維の種類と設計方法が業務に適合していれば、日常的な工業用床だけでなく、より要求の厳しいエンジニアリング・システムにも使用されています。.
繊維補強コンクリートとは何か
FRCはしばしば2つの点で誤解されている。最初の間違いは、繊維がすべてのひび割れを防ぐと考えることだ。そうではありません。コンクリートは依然として収縮し、動き、ひび割れを起こす。繊維はひび割れの形成やひび割れの幅をコントロールするのに役立ちますが、コンクリートがひび割れから免れるわけではありません。だからこそ、優れた目地設計、養生、そして全体的な構造設計が重要なのだ。.
つ目の間違いは、ファイバーが自動的にすべての鉄筋の代わりになると考えることだ。これも真実ではありません。用途によっては、ファイバーが公称鉄筋を置き換えたり、鉄筋レイアウトを簡素化したりすることもある。コンクリート学会は、金属デッキ上のいくつかの複合スラブにおいて、スチールまたはマクロ合成繊維の使用が承認されていることを指摘しているが、特定の組み合わせのみが承認されているとも述べている。言い換えれば、置き換えは一般的な主張ではなく、試験されたシステムと適切な設計に依存する。.
だから、FRCを奇跡の製品として見るのがベストではない。それは パフォーマンスツール. .適切な繊維が選択され、コンクリートがうまく設計されれば、FRCはひび割れ制御と靭性の真の問題を解決することができる。繊維の選択を誤ると、材料は必要な結果をもたらさないかもしれない。.
繊維補強コンクリートの混合と打設の方法
FRCは通常、従来のコンクリート工法に近い方法で打設され、仕上げられる。コンクリート協会は、繊維を含むコンクリートは繊維を含まないコンクリートと同じ方法で打設、締め固め、仕上げができると述べているが、振動と適切な分布は依然として重要である。同協会はまた、繊維をトラックで添加する場合は、荷重を完全に分散させる必要があると警告している。.
FRCは現場に不必要な困難をもたらすものではないからだ。優れた繊維製品は、混合物中でよく分散し、繊維玉を避けるべきである。ASTM C1116でも、繊維補強コンクリートは納品時にファイバーボールがないことが望ましいとされています。これは単純なことですが、実際の製造において重要な品質ポイントです。.
エコクリートファイバー™では、優れたファイバー供給の価値をこのように説明しています。コンクリート繊維は、データシートに記載されているだけでは役に立ちません。よく混ざり、よく分散し、実際のコンクリートシステムで性能を発揮しなければならないのです。だからこそ、山東建邦化学繊維有限公司は、繊維の材料名だけでなく、コンクリートの使用条件を重視しているのです。.
繊維補強コンクリートが重要な理由
FRCが重要なのは、コンクリートの最も古い問題のひとつである「ひび割れ後のもろさ」に対処するためです。ACIのFRCに関する基本的な議論は、この点を中心に組み立てられている。平らなコンクリートは脆く、繊維はひび割れが始まった後のコンクリートの挙動を改善するために使用されます。そのため、耐久性、表面性能、耐用年数、ひび割れの抑制がすべて重要な現代建設において、繊維補強は貴重なものとなっている。.
また、ファイバー・システムの違いによって、エンジニアがさまざまな目標に向けてコンクリートを調整できることも重要である。あるプロジェクトでは、早期の塑性ひび割れ抑制、ひび割れ後のスラブ性能の向上、より優れた吹付けコンクリート凝集力、または非腐食性の補強オプションが必要な場合があります。繊維補強コンクリートは、設計チームに普通コンクリートだけよりも多くの目標を達成する方法を提供します。.
エコクリートファイバー™のようなブランドにとって、これはFRCの背後にある核となるメッセージです。目標は、マーケティングのためだけに繊維を加えることではありません。初期のひび割れが少ない、ひび割れ後の挙動が強い、あるいはスラブや舗装の耐久性が高いなど、実際の作業でよりよく機能するコンクリートを製造することが目標なのです。繊維補強コンクリートが床材、舗装、吹付けコンクリート、プレキャスト市場全体で成長を続けている理由は、このような実用的な視点にある。.
結論
繊維補強コンクリートは、混合物中に分散された短い個別の補強繊維を含むコンクリートである。. これらの繊維には、規格や用途に応じて、鋼繊維、耐アルカリ性ガラス繊維、合成繊維、天然繊維などがある。FRCの主な目的は、ひび割れ抑制、靭性、ひび割れ後の性能を普通コンクリートに比べて向上させることである。最も一般的な用途は、スラブ・オン・グラウンド、床、舗装、吹付けコンクリート、プレキャストユニットなどである。.
FRCについて考える最も有効な方法は単純だ。FRCもコンクリートであることに変わりはないが、ひび割れが始まったときに、より良い挙動を示すように設計されたコンクリートなのだ。ある種のファイバーシステムは早期ひび割れ抑制に最適です。また、ひび割れ後の残存強度に最適なものもある。繊維の種類が作業にマッチすれば、繊維補強コンクリートはより信頼性の高いコンクリートを造るための非常に実用的な方法となる。これがエコクリートファイバー™が支持するアプローチであり、次のような方法です。 山東建邦化学繊維有限公司. 現代のコンクリート繊維補強を見る。.
