低量鋼繊維補強自己充填コンクリートの機械的特性および耐久性特性に対する超可塑剤用量の効果
Effect of Superplasticizer Dosage on Mechanical and Durability Properties of Low-Volume Steel Microfiber Reinforced Self-Compacting Concrete
本研究は、鉄道構造物用自己充填コンクリート(SCC)における、低量鋼繊維(0~0.4体積%)および超可塑剤(SP)用量(0.8重量%および1.5重量%)の影響を調査した。水結合材比は0.28で一定とした。フレッシュ性状(スランプフロー)、機械的特性(90日までの圧縮強度、28日曲げ強度)、耐久性(乾燥収縮、200サイクル後の凍結融解抵抗性)、微細構造(水銀圧入法)を評価した。SPは流動性を向上させる一方、鋼繊維は流動性を低下させる。SP 0.8%と繊維0.4%の混合物以外は、中国規格JGJ/T 283-2012のSCCの作業性要件を満たした。圧縮強度と曲げ強度は一般的に繊維量とともに増加するが、SP用量が0.8%から1.5%に増加すると低下した。鋼繊維は乾燥収縮を効果的に低減し、200サイクル後の相対動弾性係数の上昇と質量損失の低下により、凍結融解抵抗性を向上させた。微細構造分析により、SP用量(1.5重量%)が高いと空隙率が大幅に増加し、これが観察された高い収縮率と低い強度を説明している。機械的特性、耐久性、施工性を考慮すると、鉄道構造物用途には鋼繊維0.3体積%、SP 0.8重量%のSCC混合物が推奨される。
- 低量鋼繊維(0〜0.4体積%)と超可塑剤用量(0.8重量%、1.5重量%)を組み合わせた自己充填コンクリート(SCC)の性能評価を実施し、鋼繊維0.3体積%+超可塑剤0.8重量%の配合が鉄道構造物用途に最適と結論づけた。
- 超可塑剤用量が0.8%から1.5%に増加すると、圧縮強度と曲げ強度が低下し、空隙率が大幅に増加することが確認された。
- 鋼繊維の添加により乾燥収縮が低減し、200サイクル後の凍結融解抵抗性が向上したことが確認された。
鉄道構造物向け自己充填コンクリート(SCC)における鋼繊維と超可塑剤の配合最適化に関する研究成果であり、材料分野の実用技術として投資判断に資する。特に、鋼繊維0.3体積%と超可塑剤0.8重量%の組み合わせが、機械特性・耐久性・施工性のバランスで最適と結論づけられており、鉄道インフラ建設市場におけるコンクリート材料の性能向上イノベーションとして注目に値する。ただし、中国規格JGJ/T 283-2012に基づく研究であり、実際の商業展開や企業実装の有無は不明確な点がある。