UHPCの配合は、袋に貼られたラベルのためではなく、完成した部材の性能について承認されるべきである。 高い圧縮強度は重要ですが、それだけでは、ひび割れ発生後に接合部が引張力をどのように支えるか、薄いパネルを空隙なく充填できるか、あるいは現場養生下で規定された特性が得られるかといった点を、技術者に示すことはできません。橋梁の接合部、補修、あるいは建築部材の製造に着手する前に、これらの疑問に答えを出しておく必要があります。.
山東建邦化学繊維株式会社では、コンクリートシステム向けの「Ecocretefiber™」鋼繊維を供給しており、UHPCの試験用に微細な銅被覆タイプもご用意しています。 当社は、繊維の選定を包括的な適格性評価計画の一環と捉えています。本ガイドでは、材料、混合、打設、養生、および試験に関する要件を、購入者、製造業者、および技術者が共同で解決できる実践的な課題として提示しています。.
性能仕様から始める
超高性能コンクリートは、単一の決まった配合ではなく、高密度のセメント系複合材料の一群である。ACIは、このクラスを、高い圧縮強度、低い透水性、ひび割れ後の持続的な引張抵抗など、従来のコンクリートを上回る機械的性能および耐久性によって定義している。繊維補強は、一般的にその引張応答において中心的な役割を果たしている。その ACI PRC-239.1-24 UHPC 技術ノート これは、マテリアルクラスを理解するための有用な出発点となります。.
仕様書には、用途および所定の年齢における必要な試験を明記すべきである。現場打ちの橋梁接合部、プレキャストのファサードパネル、補修層では、初期強度、引張挙動、流動性、耐暴露性、表面品質、および養生について、それぞれ異なる要件が必要となる場合がある。 「100 MPa以上のUHPC」といった単一の数値では、これらすべての判断を網羅することはできない。多くの橋梁用途において、初亀裂発生後の引張挙動こそがUHPCが選定される理由である。これには、測定に基づく受入基準を設けるべきである。.
規格は、以下の方法で特定されなければならない。 その実際の範囲と版. 中国のアクティブ GB/T 31387-2015 のタイトルは 反応性粉末コンクリート. 。本規格を「GB/T 31387-2025」として引用したり、すべてのUHPC製品に適用されるものとみなしたりしてはならない。. ASTM C1856/C1856M-24 本規格は、規定された範囲内における代表的なUHPC試験体の製作および試験について規定している。技術者は、契約書類において、適用される設計基準、材料規格、試験手順、およびプロジェクト固有の許容値を明記しなければならない。.
「材料」を互換システムとして選択する
UHPCの性能の多くは、遊離水含有量が低く、入子が慎重に選定されたマトリックスに由来しています。セメント、細骨材、セメント系混和材、充填材、減水剤、および繊維が互いに連携して機能する必要があります。 その目的は、一貫して混合でき、実際の構造体に打設可能な、緻密で作業性に優れた材料を実現することにあります。個々の配合成分の仕様が優れているからといって、システム全体がプロジェクトの性能目標を達成できるとは限りません。.
バインダーと粒子の充填
セメントと混和材が結合材の役割を果たします。シリカフュームやその他の微粉末は、大きな粒子間の隙間を埋め、水和や作業性を変化させることができます。 最適な配合比は、セメントの種類、粒度分布、混和材、養生条件、および試験目的によって異なります。一部のシステムでは、粒度分布の整った石英砂を使用し、従来の粗骨材をほとんど、あるいは全く使用しません。また、地域ごとに異なる材料を使用する場合もあります。 FHWAによる橋梁・地域社会に関する検討 本報告書では、さまざまなUHPCの配合や、代替結合材および骨材を用いた研究について報告している。.
ある実験室での配合結果を、すべてのバッチに一定のシリカフューム含有率や特定の砂の粒度分布を含めなければならないという規則として扱ってはいけません。製造業者に、実際の材料のグレード、含水率の補正、原料の管理、および承認された許容範囲について確認してください。 セメント、シリカフューム、砂、または充填材を変更すると、名目重量が同じであっても、流動性や繊維の分散性が変化する可能性があります。.
減水剤と水分バランス
UHPCでは、水・セメント系材料比が低いことが一般的です。FHWAは、この比率が約0.25未満の現場打ちシステムについて言及していますが、目標値は普遍的な配合基準というわけではありません。 水バランスを算出する際には、骨材の含水率や液体混和剤を考慮に入れる必要がある。高範囲減水剤は、低水含有量でも適切な流動性を確保するのに役立つ。その化学的性質と投与量は、選択した結合材および打設可能時間と適合していなければならない。.
減水剤を多く使用すれば良いというわけではありません。 適合しない水減剤や過剰な添加量は、凝結性、分離抵抗性、および打設可能時間を変化させる可能性があります。製造業者は、混合終了時および打設時に流動性を確認する必要があります。周囲の環境条件と経過時間を記録してください。流動性が承認された範囲外となった場合は、現場で記録のない水を追加するのではなく、認定された手順に従って調整を行ってください。.
鋼繊維の形状と品質
多くのUHPCシステムに使用される微細な鋼繊維は、ひび割れを架橋し、最初のひび割れが発生した後も複合材が引張力に耐え続けるのを助けます。その直径、長さ、形状、強度、表面状態、および添加量は、混合、配向、引き抜き強度、および最終的な引張応答に影響を与えます。適切な繊維とは、その部材の 検証済みの複合要件 生産現場での確実な取り扱い。.
当社の Ecocretefiber™ マイクロ銅被覆鋼繊維 ページ一覧 10～20 mm 長さ、, 0.10～0.30 mm 直径、および製品の引張強度 2,850 MPa以上 表示されているオプションについて。これにより、 体積比で1.0～2.0% これは、UHPCまたは高性能部材の目安となる試験範囲であり、実際の設計内容によって異なります。これらの数値を使用する前に、正確なSKUおよび証明書を確認してください。本ページに掲載されている製品範囲は、すべてのUHPCに適用される規則ではなく、単繊維の引張試験結果は、鋳造部材の引張強さを示すものではありません。.
鋼繊維材料の仕様書が必要な場合は、, ASTM A820/A820M-22 これにより、提供された繊維のクラスや特性を定義するのに役立ちます。設計チームは、UHPC複合材について別途適格性を確認する必要があります。銅コーティングは製品の特徴の一つではありますが、部材全体の耐久性は依然として被覆、マトリックス、曝露環境、および詳細設計に依存します。.
混合と繊維の分散制御
UHPCは、従来のコンクリートよりも多くの混合エネルギーと時間を必要とすることが多い。乾燥粉末を均一に混合し、水と混和剤をバッチ全体に行き渡らせ、混合物が特有の変質過程を経て、作業可能なペースト状になる必要がある。 その後、繊維は、塊を形成することなく均一に分散されるよう、確立された供給順序に従って混合物に組み込まれる。ミキサーの容量、ブレードの形状、バッチサイズ、および原材料の状態は、各段階にかかる時間に影響を与える。.
「5分間」という固定の混合ルールや、1つの3段階速度シーケンスだけでは、すべての設備を評価することはできません。代表的なバッチサイズで実際のミキサーを試験運転し、シーケンスや、必要に応じて出力や目視上の変化を記録し、混合物が均一であることを確認してください。湿った粉末の袋や、繊維の急激な添加は、局所的な塊の原因となる可能性があります。 繊維が長かったり、繊維の体積が大きかったりすると流動性が低下する可能性があるが、混合物が適切に配置され、試験による引張応答が改善される場合にのみ、投与量の増加が有効となる。.
繊維の分散や配向は、以下の要因にも左右される。 UHPCが型枠に流し込まれる仕組み. 長い接合部の片端からの流れは、多点充填の場合とは異なる繊維配向をもたらす可能性がある。 異なる方向に鋳造された実験用試料は、完成した部材の実態を誤って示す可能性があります。FHWAの研究では、一部の形状において、配向が曲げ応答に著しい影響を及ぼすことが報告されています。認定用モックアップは、実際の形状、流動経路、寸法、補強材、および鋳造方法を反映したものでなければなりません。.
有用なバッチ記録には、材料のロット番号、水量の補正値、混和剤の投与量、混合順序、繊維の添加率、バッチサイズ、混合時間、生コンの流動性、温度、および打設時刻などが含まれます。これらの記録があれば、製造業者は、どの変数が変化したかを推測することなく、試験不合格の原因を調査することができます。.
名前付きメソッドを使用してフレッシュフローを測定する
生UHPCは、繊維を懸濁させたまま、狭い細部を流れ抜けなければならない。本プロジェクトでは、流動ウィンドウと、その測定方法を設定すべきである。プロジェクトチームによっては、スランプ・フロー式の測定法を採用する一方、修正フローテーブル法を規定するチームもある。各チームが報告した直径は 互換性がない.
例えば、, ASTM C1856/C1856M-24 特定の圧縮強度が少なくとも 120 MPa, 公称最大粒径が以下 5 mm, 、および 200～250 mm 改良型流動試験台法によって測定された流動性。これが本試験方法の適用範囲であり、すべてのUHPC製品に共通する生コンクリートの流動性目標値ではない。 別の「600～800 mmのスランプスプレッド」については、試験装置および試験方法を確認せずに、この数値と比較してはならない。試験シートには、試験名と許容範囲を併記すること。.
目視検査は依然として重要です。検査担当者は、計画された打設期間中に、繊維の塊、ペーストの漏れ、分離、空気の混入、および流動性の変化がないかを確認する必要があります。フレッシュフロー値だけでは、繊維が均一に分散していることや、鉄筋の背後の継ぎ目が確実に充填されていることを確認することはできません。.
配板計画、接合部、および養生
UHPCは、承認された配合であれば自己締固め性を持つ場合がありますが、それでも密閉性の高い型枠、明確な通気経路、および構成要素を確実に充填する施工順序が必要です。型枠は、生コンクリートの圧力に耐え、ペーストの漏れを最小限に抑えるものでなければなりません。 現場打ちの接合部の表面は、新しいコンクリートが既存のコンクリートと確実に接着できるよう、設計者の詳細指示に従って処理しなければならない。必要な離型強度に達するまでは、新しい接合部に動きが生じないようにしなければならない。.
打設方法は繊維の配向に影響を与えるため、打設方向を変更したり、試験済みのもの以外の内部振動を使用したりすると、製品の特性が変わる可能性があります。FHWAのレビューでは、次のように指摘されています。 内部振動は、一般的に推奨されません 繊維補強UHPCの場合、認定された施工方法の一部である限り、閉じ込められた空気を排出するために、限定的な外形振動の実施を検討してもよい。UHPCの仕様書には、一律の層厚や振動時間は必ずしも記載されるものではない。モックアップでは、コーナー、開口部、および薄肉部への意図された施工経路を実証すべきである。.
養生には、水分含有量の少ないマトリックスを水分損失から保護することと、所定の物性を発現させるための温度経歴を維持することという、2つの関連する役割があります。初凝固前および直後の初期段階は、乾燥の影響を特に受けやすい時期です。一部のプレキャスト工場では、初期保持後に熱処理や蒸気処理を行いますが、現場打ちの多くの施工では、承認された常温養生が採用されています。 熱処理は特性の発現を促進できますが、その温度、昇温率、および処理時間は、実際の製品および部材の形状に合わせて適正に設定されなければなりません。 FHWAによるUHPCの養生に関する検討 室温での硬化方法を含め、いくつかの硬化方法について説明しています。.
硬化開始時刻、防湿措置、温度経時変化、および型枠の撤去または積載の時刻を記録すること。設置された接合部とは異なる熱処理が施された試験片を用いて、現場の部材が同等の強度に達したと主張してはならない。.
デザインを制御するプロパティを確認する
包括的な受入計画では、以下を区別する 新規物件, 機械的特性, そして 耐久性. 。これには、サンプリング、試験片の形状、打設方向、養生、経年、試験回数、および不適合判定や再試験の基準が定められている。必要な値は、技術者の設計および暴露クラスによって決まる。一般的な「UHPCの最低基準」を示す表は、その計画の代わりにはならない。.
| 要件 | プロジェクトに関する質問 | 提出を求める証拠 |
| 新鮮な作業性 | 配置期間中に、この要素をミックスで埋めることはできますか？ | 指定流法、時間、温度、偏析および繊維分散の確認 |
| 圧縮強度 | その要素は、いつ解放、接続、または読み込みが可能になりますか？ | 代表試料、養生履歴、規定の熟成期間、および合格基準 |
| 引張応答 | その材料は、ひび割れが生じた後も耐性を維持しますか？ | 直接張力法および設計に連動した応答基準 |
| 繊維の供給 | 納入されたグレードは規定のグレードに合致していますか？ | 寸法、種類、投与量、ロット追跡可能性、および材料証明書 |
| 耐久性 | マトリックスとディテールは、この露出に適しているでしょうか？ | プロジェクト固有の輸送試験、凍結・融解試験、またはその他の暴露試験 |
| 完成要素 | 竣工時の形状は設計通りですか？ | 目地の準備、充填、被覆、許容誤差、表面状態および養生記録 |
ASTM C1856/C1856M-24 UHPCの試験片作成および試験方法を適応させる。構造設計において直接引張特性を用いる場合、, AASHTO T 397 UHPCの一軸引張試験について扱っています。曲げ梁法などの ASTM C1609/C1609M-24 プロジェクトの要件に応じて、繊維強化複合材料の挙動を定式化することは可能ですが、認められた関係式がない限り、曲げ強度の値を直接引張設計特性の代わりに用いてはなりません。.
低透水性はUHPCの一般的な利点ですが、塩化物の侵入がゼロであること、炭酸化がゼロであること、あるいは耐用年数が100年または200年に固定されていることを保証するものではありません。曝露条件、ひび割れの状態、接合部、養生、および試験方法のすべてが重要となります。耐久性の基準と、それを実証するために用いた方法を明記してください。 金属繊維を混合した場合は、結果の解釈を行う前に、その特定の繊維配置に対して電気伝導試験が適切であるかどうかも確認してください。.
UHPC用スチールファイバーの購入チェックリスト
価格を問い合わせる前に、サプライヤーに用途と性能目標を伝えてください。その繊維が、現場打ちの橋梁接合部、プレキャスト部材、オーバーレイ、薄型建築用パネル、あるいは補修のいずれに使用されるかを明記してください。また、結合剤システム、ミキサーの種類、想定される打設方法、打設ルート、養生計画、および必要な引張試験または曲げ試験についても伝えてください。.
1. その繊維が具体的に何であるかを特定してください。. 材質、ストレート型かフック型か、長さ、直径、アスペクト比、表面仕上げ、および梱包について合意する。.
2. 投与量を体積および質量で設定してください。. 密度と換算値を記録してください。体積パーセントを質量パーセントとして転記することはできません。.
3. 互換性を確認してください。. 実際の結合剤、減水剤、ミキサー、型枠を用いて、繊維の試験を行い、打設時間内における分散性と流動性を確認する。.
4. 複合材を試験する。. 圧縮、引張、および耐久性試験については、代表的なUHPC試験片および当該プロジェクトの試験方法を用いること。.
5. 変更を管理します。. 承認済みの繊維グレード、配合、成形方法、および硬化条件を、生産バッチ記録に明記してください。材料または工程の変更が、承認された応答に影響を及ぼす可能性がある場合は、再認定を行ってください。.
Ecocretefiber™では、お客様が選択されたマイクロスチールファイバーのグレードに関する最新情報を提供し、試験用数量や梱包についてご相談に応じます。当社の役割は、生産チームが、仕様が明確でトレーサビリティが確保されたファイバーを用いて生産を開始できるよう支援することです。実際の部材については、エンジニアと生産者が配合および検収基準を決定します。具体的な手順の詳細については、当社の UHPCの混合、打設、養生、および鋼繊維に関するガイド.
よくある質問
100 MPaを超えるコンクリート混合物はすべてUHPCなのでしょうか？ いいえ。UHPCは材料システムとして評価されます。圧縮強度だけでなく、引張応答、耐久性、そしてプロジェクトの定義も重要となります。.
UHPCには、常に90 °Cの蒸気養生が必要なのでしょうか？ いいえ。一部の製品やプレキャスト工事の工程では熱処理が行われますが、現場打ちのUHPCについては、常温養生で認定を受けることが可能です。承認された養生手順に従い、その条件を反映した状態で養生された試験片を使用してください。.
2%鋼繊維を体積比で配合するのは、標準的な配合量ですか？ いいえ。製剤によっては試験段階の用量となる場合もあります。繊維の形状、流動性、目標引張強度、および製造方法によって、適正な投与量が決定されます。.
繊維証明書は、UHPCの引張試験の代わりになるのでしょうか？ いいえ。この証明書は、供給された繊維を特定するものです。構造的な引張応答は、混合・成形・硬化された複合材料に起因するものです。.
スランプ・フローの直径だけで、2社のサプライヤーを比較することは可能でしょうか？ ただし、指定された試験方法および条件が同一である場合に限る。流動性、繊維分布、打設ウィンドウ、および機械的性能を総合的に考慮しなければならない。.
要素の検証を行った後、生産を拡大する
UHPCの技術要件は、相互に関連した一連のプロセスとして機能するのが最も効果的です。材料の選定は、粒子の充填状態と作業性を左右します。混合と打設は、繊維の分散と配向を左右します。養生は、物性の発現を左右します。試験は、完成した部材を忠実に反映し、設計者の設計上の疑問に答えるものでなければなりません。.
山東建邦は、そのサプライチェーンを以下の方法で支援することができます。 Ecocretefiber™ 細径スチールファイバーグレード 特定の試験において。. 弊社チームまでお問い合わせください 元素分析結果、目標応答値、提案された配合、および試験計画書を含みます。当社は、適切な繊維の選定や、認定に必要なグレード文書の作成をお手伝いいたします。.
