ポリプロピレンファイバーコンクリート

通常のポリプロピレン繊維は耐老化性に劣り、コンクリート混合中にクラスターを形成する傾向があります。変性繊維のみがセメントマトリックスと連携してコンクリート工学に使用できます。初期の用途では主にポリプロピレン フィルムの亀裂繊維が使用されていました。 1980 年代初頭、米国はモノフィラメント ポリプロピレン繊維の開発に成功しました。この繊維は、低コストでコンクリートの性能が大幅に向上したため、地下の防水、工業用および民間の建物の屋根、床、高速道路、橋梁プロジェクトで広く使用されるようになりました。 -1990 年代中期以降、広州新中華邸宅、重慶世界貿易センター、北京アジア競技大会村、武漢長江橋、三峡プロジェクトなど、中国の何千件ものプロジェクトでポリプロピレン繊維コンクリートが採用され、目覚ましい成果を上げています。結果。

1. ポリプロピレンファイバーコンクリートの特徴

コンクリートの極限引張ひずみは低く、通常 {{0}}.01% ～ 0.20% の範囲ですが、ポリプロピレン繊維の引張ひずみは最大 15% ～ 18% です。コンクリート中に均一に分布したポリプロピレンモノフィラメント繊維は、骨材の沈下を防止し、作業性を向上させ、にじみや偏析を軽減するだけでなく、コンクリートの収縮によって生じる引張ひずみにも効果的に耐えます。これにより、コンクリートの内部微小亀裂や表面マクロ亀裂の発生や進行が遅延または防止され、不浸透性が向上します。ポリプロピレン繊維コンクリートは、衝撃荷重を受けたときに亀裂の伝播を防ぎ、コンクリートの耐衝撃性、耐凍害性、耐中性化性を向上させます。

1.1 物理的性質

耐収縮性: 耐収縮性はコンクリート中のポリプロピレン繊維の最も重要な特性です。研究の結果、ポリプロピレンフィルムのクラック繊維を体積比約 1% 混入すると、コンクリートの収縮率を約 75% 低減できることがわかっています。

不浸透性: 国立建築材料試験センターによると、0.05% の用量を使用したポリプロピレン繊維コンクリートは、同じ強度の非ポリプロピレン繊維コンクリートと比較して、1.2MPa の水圧下で 70% 高い不透水性を持っています ({{6 }}日齢）。

耐火性: 最近の耐火性試験では、低融点繊維 (直径 0.1mm、長さ 12cm、投与量 4kg/m3) をコンクリートに添加すると、有望な耐火性を示すことが示されました。このようなファイバーコンクリート柱は、標準的な耐火試験の後でもほとんど損傷を示さず、低融点ファイバーがコンクリートの剥離を防ぐことができることを示唆しています。

作業性: ポリプロピレン繊維を体積比率で{{0}.05%〜0.07%添加すると、コンクリート混合物の偏析やブリーディングを効果的に抑制し、作業性を向上させます。

1.2 機械的性質

圧縮強度と引張強度: ポリプロピレン繊維コンクリートの圧縮強度と引張強度は通常のコンクリートと同様です。

曲げ強度: ポリプロピレンフィルムクラック繊維を体積比約 1% 添加すると、モルタルやコンクリートの曲げ強度は 25% しか向上しませんが、破損するまでの変形能力は非常に高くなります。

耐衝撃性: 国立建築材料試験センターによるテストでは、{{0}.05% および 0.1% の繊維含有量を含むモルタルの衝撃強度は、普通のモルタルと比較して、それぞれ 17.7% および 25.8% 増加することが示されています。

耐疲労性: 20 サイクル/秒の荷重速度での疲労試験では、200 万サイクル後、普通コンクリートは曲げ強度の 50% の最大応力に耐えることができるのに対し、0.3% の用量を使用したファイバーコンクリートは曲げ強度の最大応力に耐えることができることが示されています。最大応力は曲げ強度の 65% です。

1.3 耐久性

凍結融解耐性: 国立建築材料試験センターは、GBJ 82-1985 規格を使用して、2 つの異なる体積比でポリプロピレン繊維コンクリートの凍結融解耐性をテストしました。 100×100×100mmの大きさの標本は、平均気温が-5から0度の最も寒い月をシミュレートして、生後28日目にテストされました。その結果、ポリプロピレン繊維を添加すると、50 回の凍結融解サイクル後のコンクリートの凍結融解耐性が大幅に向上することがわかりました。

炭酸化およびアルカリ骨材反応に対する耐性: ポリプロピレン繊維コンクリートは、主にさまざまな内部亀裂を減少させ、それによってコンクリートの密度を高めることにより、中性化およびアルカリ骨材反応に対する耐性を向上させます。

2. ポリプロピレンファイバーコンクリートの用途

2.1 建築工学

ポリプロピレン繊維コンクリートは、地下スラブ、側壁、屋根スラブ、水槽などの自己防水コンクリート構造物の現場打設や、高層ビルの基礎梁やスラブなどの大容量コンクリート部​​材に使用されています。 。施工性を向上させ、自己防水コンクリートの不透水性、耐ひび割れ性、耐凍結融解性を向上させ、大容量コンクリートの温度応力によるひび割れに効果的に対処します。

2.2 土木および水理工学

ポリプロピレン繊維を使用したコンクリート道路、橋梁床版、貯水池ダム、港湾、水道橋は、通常のコンクリートプロジェクトと比較して、曲げ強度、耐亀裂性、耐疲労性、耐摩耗性、耐海水浸食性などの総合性能が優れています。特に交通量が多く、車両が頻繁に通過する環境では、ポリプロピレン繊維の耐疲労性がより顕著になります。厳しい気候変動や頻繁な凍結融解サイクルがある条件下では、ポリプロピレン繊維コンクリートの耐凍結融解性が十分に発揮されます。

2.3 プレキャストコンクリート製品

ポリプロピレン繊維コンクリートは、鉄筋コンクリートのプレキャスト部品およびセメント製品 (パイプ、ブロックなど) に使用され、外観の品質を大幅に向上させ、プレキャスト部品の表面亀裂を防止および軽減し、エッジやコーナーの破損を軽減し、鉄筋の補強を妨げる不浸透性を高めます。腐食。

2.4 生コンクリート

ポリプロピレン繊維を生コンクリートに添加すると、作業性が大幅に向上し、にじみが軽減され、商業コンクリートのプラスチックひび割れが防止されます。ポリプロピレン繊維をコンクリート中のあらゆる化学混和剤と組み合わせることで、ポンプ輸送可能なコンクリートやその他の高性能コンクリートを製造できます。高性能コンクリートは、強度が高く、流動性が高く、耐久性に優れているため、高層ビルや長大橋などに広く使用されています。複合材料にポリプロピレン繊維を使用すると、高性能コンクリートの靭性、耐亀裂性、延性を効果的に向上させることができます。