PP繊維（ポリプロピレン）とPVA繊維（ポリビニルアルコール）は、どちらもセメント系材料用の合成繊維である。それぞれの繊維は異なる問題を解決する。.
PPファイバーは通常、次のような用途に使用される。 早期クラック対策. .PP繊維はまた、広く使用されている 火災による剥落の軽減 PPは約170℃で溶融するため、蒸気圧を逃がすことができる。.
PVA繊維はしばしば次のような用途に選ばれる。 高い接着強度 セメントとPVA繊維は親水性であるため、マトリックスに強力な接着力を形成する。このため、ECCのような高延性混合物では、ひび割れ幅を狭くすることができる。.
PP繊維とは？
PP繊維はポリプロピレンの合成繊維で、コンクリートに混入される。ミックスは全容積を通して繊維を運ぶ。これにより分散補強が実現します。.
米国コンクリート工学協会（American Concrete Institute）は、合成繊維について2つの実用的なサイズグループを定義している。マイクロ合成繊維は0.3mm相当径以下。マクロ合成繊維は0.3mm相当直径以上である。同じガイダンスによると、ポリプロピレン繊維にはマイクロとマクロがある。また、PPの比重は0.91と記載されている。.
PPファイバーは主に早期性能のために使用される：
- 塑性沈下クラックの減少
- プラスチック収縮クラックの減少
- 靭性と耐衝撃性の向上（高用量でより強くなる）
全米生コンクリート協会が現場の論理を解説。繊維はマイクロクラックの成長を阻止する。繊維はまた、大きなブリードウォーターチャンネルを阻止する。これにより、後にひび割れになる弱い面が低くなる。.
PVA繊維とは？
PVA繊維は、セメント系材料に使用されるポリビニルアルコールの合成繊維である。多くのバイヤーがPVAを選ぶ理由は、セメントペーストと強力に接着するからである。.
クラレは、コンクリートにおいて重要なPVA繊維の特徴として、高強度、高弾性率、セメントとの強い接着性、耐アルカリ性などを挙げている。.
PVA繊維は親水性でも知られている。学術文献では、PVAは親水性であり、ECCタイプのシステムにおいてセメント系マトリックスと強い化学結合を形成すると記述されている。.
この強い絆は諸刃の剣である：
- 狭いクラック幅にも対応する。.
- また、混合物の設計手法に対して結合が強すぎる場合には、繊維を破断に向かわせることもある。.
絆が最大の違い
接着は、クラックが形成された後の繊維の働きを制御する。結合はまた、亀裂パターンがどのように発達するかも制御する。.
PP繊維は通常疎水性であると言われている。疎水性PPは表面処理なしでは結合力が弱いため、界面の改良に焦点を当てた研究もある。.
PVA繊維は一般的に親水性であると言われている。ECCに関する研究では、親水性によるPVA繊維とセメント系マトリックスとの強い化学結合が強調されている。.
これは現場で何を意味するのか：
- PP繊維は、初期のマイクロクラックを遅らせる「ブロッキング」ネットワークのような働きをする傾向がある。.
- PVA繊維は、特にエンジニアリング・ミックスでは、亀裂をしっかりと保持する「ハイ・グリップ」ブリッジのような働きをする傾向がある。.
機械的な役割は異なる
PPファイバーが初期ひび割れ抑制のためによく選択されるのは、投与が容易で分散しやすく、さらに大規模な打設に費用対効果が高いからである。NRMCAは、主な利点として塑性沈下ひび割れの低減と塑性収縮ひび割れの低減を挙げており、高用量ではより強靭な挙動を示す。.
PVAファイバーは、硬化した材料に強力なクラックブリッジが必要な場合に選択されることが多い。これはECCスタイルのオーバーレイ、補修層、薄いパネル、さらに微細なひび割れパターンをターゲットとする高性能ミックスによく見られる。研究によると、PVA繊維は親水性で強い化学結合力を持ち、人工セメント系複合材料のひび割れ挙動と引張ひずみ耐性を変化させる。.
実践的なまとめ
- PPファイバーは通常、「最初の数時間」の道具である。.
- PVA繊維は多くの場合、「耐用年数クラック幅」のツールである。.
火災の挙動は同じではない
PP繊維は火災のシナリオにおいて特別な価値を持つ。PP繊維は約170℃で溶融すると、専門家によるレビューで説明されている。これはコンクリート中で最大水蒸気圧が発生する温度範囲よりも低い。この溶融によって水蒸気放出経路が形成され、剥落のリスクが低減される。.
PVA繊維は、ほとんどの仕様においてPPと同じような標準的な剥落緩和の役割を担っていません。溶融温度が蒸気圧のタイミングとよく一致しているため、多くの火災による剥落対策はPPに焦点を当てています。.
バイヤーの心得：
- トンネルや耐火ライニングの仕様では、PPマイクロファイバーが要求されることが多い。.
- ひび割れ幅を重視したオーバーレイの仕様では、人工混合物にPVAを使用することが多い。.
投与量の範囲は通常大きく異なる
投与量は繊維の種類とパフォーマンスの目標によって異なる。投与量は習慣ではなく、設計パラメータとして扱うべきです。.
ACIのガイダンスでは、繊維のサイズ別に典型的な投与量帯が示されている：
- マイクロ合成繊維：体積で0.05%～0.2%、約0.44～1.8kg/m³。.
- マクロ合成繊維：体積比0.2%～1%、約1.8～9kg/m³。.
NRMCAは、マクロ合成繊維は一般的なマイクロファイバーの使用量よりも高い使用量で使用されると述べている。NRMCAはまた、マクロ合成繊維はより太い繊維であり、そのガイダンスでは使用量は5ポンド／yd³前後であるとしている。.
ECCスタイルの材料に含まれるPVAについては、ECCの設計には持続的なブリッジングとひずみ容量が必要であるため、発表された多くの研究では、エンジニアードセメント系複合材料の繊維体積分率として1%から2%程度が用いられている。.
実践的な解釈：
- PPマイクロファイバーの使用量は通常少ない。目的は早期のひび割れ抑制である。.
- 延性システムにおけるPVAの添加量は、体積比ではるかに多くなる可能性がある。目標は亀裂後の引張挙動である。.
最高の使用例PPとPVAの比較
PP繊維の最適な用途
- プラスチックの収縮クラックを少なくする必要がある地中スラブ
- トッピング、スクリード、さらに乾燥の速い薄い層
- 凝集力が重要な場合の吹付けコンクリート打設
- 緻密なコンクリート、特にトンネルにおける火災による剥落の緩和
PVAファイバーのベストフィット用途
- 狭いひび割れ幅をターゲットにしたECCスタイルのオーバーレイと補修層
- 薄型軽量セメントパネルと高性能プレキャストコンセプト
- 強力な繊維結合と耐アルカリ性が重要なUHPCスタイルのシステム（システムによる）
PP繊維とPVA繊維の選び方
シンプルな決定ロジックを使う。このアプローチは間違った期待を避ける。.
- ひび割れはいつ始まるのか？ 最初の数時間でひび割れが始まった場合、PPマイクロファイバーが最も簡単に勝てることが多い。NRMCAは、プラスチック収縮割れの減少を主な利点として挙げている。.
- 使用中に厳しいクラック幅が必要ですか？ 硬化した材料にタイトなクラックが必要な場合、親水性接着とクラックブリッジのため、エンジニアード・コンポジットではPVAがよく選択される。.
- 火災による剥落のリスクは設計の原動力か？ 火災による剥落が既知のリスクである場合、PPは170℃前後で溶融し、蒸気圧の緩和に役立つため、明らかに有利である。.
- ミックスは延性を考慮して設計されているか？ ミックスがECCスタイルの場合はPVAが一般的だが、接着レベルをコントロールする必要がある。文献によれば、PVAは非常に強く接着することがあり、これが引き抜き挙動に影響することが強調されている。.
- コードパスは何を要求しているのか？ 繊維はほとんどの構造部材において構造鉄筋の代わりにはなりません。NRMCAは、モーメント抵抗鉄筋の代替を含め、「合成繊維を使用しないでください」と明確に記載しています。.
専門家の指導
ファイバー・プロジェクトが成功するのは、ファイバーの選択が故障モードと一致したときです。.
良いサポートには以下が含まれる：
- クラックのタイミングとクラック幅の目標値に基づくファイバーの選択
- 成績目標に連動した投与量の提案と試験的バッチ処理
- 分散と作業性を保護するための混合ガイダンス
- 調達仕様書およびプロジェクト提出書類の文書化サポート
- 構造補強の必要性の明確な境界線
エコクリートファイバー™は、まず一般的な選択サポートを提供します。その上で、繊維の種類を施工対象に合わせます。また、リピートオーダーによる安定供給にも対応しています。.
ブランド エコクリートファイバー
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結論
PP繊維とPVA繊維はどちらもひび割れ制御を改善することができるが、その方法は異なる。ACIは、PP繊維をマイクロ合成とマクロ合成のカテゴリーに分類し、繊維のサイズに関連した典型的な投与量帯を定めています。.
PPファイバーは170℃前後で溶融し、蒸気圧を逃がすため、初期ひび割れ抑制や火災時の剥落抑制に広く使用されている。.
PVA繊維は、セメントとの高い結合力を得るためによく使用される。文献には、親水性による強力な化学結合が記載されており、配合が正しく設計された場合、人工セメント系複合材料における狭いひび割れ幅をサポートする。.
