タフネスとは供試体を完全に破壊するまでに吸収するエネルギー量と定義する
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4．繊維コンクリートの成形方法
複合体、特にガラス繊維セメントの複合材の特色は強度、耐衝撃性及び耐水性等において優れ、その製品応用への開発が進められている。
FRP のマトリックスをレジンカラセメントに代えたという概念からスプレー方式で成形する工法が多くその応用製品の形状、用途も近似している。
例えば、上記特性を生かして床、壁、屋根等のプレキャストパネル、カーテンウオール等の化粧版カラボード、ポンツーン、容器、パイプ等に至るまで、薄いプレキャスト部材への応用は広いものと思われる。
次に成形方法を挙げる。
（1）
スプレーアップ
① 成形方法
一般にスプレーアップ法が多い。 その理由は開発の発想がFRPガラスフャイバー生じているので、それらの使用に機器備品をそのまま流用していたところにある。 従って、成形物はシート状の成形に適している。
② 使用材料
使用セメントは普通ポルトランドセメント。
細骨材は、相模川産で、FM＝ 2,90 、比重＝ 2,63
粗骨材は、相模川産で、FM＝ 5,60 、比重＝ 2,62
繊維は耐アルカリガラス Cemfil を使用した。
③ 主な仕様
引張強度 = 31,640 kg/㎠
弾性係数 = 6,33×10⁵kg/㎠
比重 ＝ 2,69
単位繊維径 ＝0,0127㎜
単位長さ ＝25,4 ㎜
ストランド当りの単位繊維数 ＝204本
ストランド外表面積/ 単位長さ＝0,62 ㎜²/ ㎜
④ 配合
配合は実験計画を行って水セメント比、繊維混合率の範囲を決める。
主に、遠心成型と転圧成型タイプにおいて、遠心成型は薄肉であることも考慮してセメントペーストを基盤に細骨材を内面仕上げや内面収縮の抵抗材のため補助的に混合した。
|
配合No |
水セメント比 |
粗骨材 10㎜ |
細骨材 |
ガラス繊維 |
繊維 Prewett |
As |
投入水 |
セメント |
|
１ |
36% |
900kg |
895kg |
44kg |
|
|
157kg |
440kg |
|
２ |
36 |
865 |
865 |
73 |
36,5 |
|
157 |
440 |
|
３ |
36 |
900 |
910 |
|
|
0,157 |
157 |
440 |
|
４ |
38 |
|
357 |
120 |
|
|
540 |
1420 |
⑤
混合
スプレー方式でモルタルと繊維を交互に吹付けると15%程度の繊維混入が可能であるが、Premix法でスランプあるコンクリートの繊維の混合は２％程度がフロー値やスランプの低下、繊維のbolling 現象等のため困難になる。
金属繊維や有機繊維の混合に際しても種々の繊維分散の研究が行われているが、従来のコンクリートで計られてたきたウオーカビリチイの尺度では当て嵌まらない状態が見受けられる。
本実験では、予めコンクリートミキサーで混煉りしたモルタルまたは、コンクリートに繊維を手練りによって充分に練り混ぜた。 繊維は乾燥したものとprewetting したものを使用した。
配合No1～3 はスランプのないコンクリートであったので、何の繊維の分散も良好で通常な能率と変わらない作業性で混練り可能であった。
⑥
成型
パイプの形状は次に示す通りである。
A―Φ400×200×40
B―Φ500×200×40
C―Φ464×200×8
D―Φ260×600×15 (ソケット付)
（2）
遠心成形
型枠はCD タイプを使用した。 配合はNo4で実験成型機を使用した。
投入方法はスプレー式と同様にモルタルと繊維を交互に投入する方法とPremix 法と区別したが、強度に余り差異は生じなかった。 繊維の投入には特に円周方向の配向性を高めることに意を使いパイプ内面の仕上げには空練りモルタル（1：1）を使用した。 遠心力は6~20 G ,時間は5~20分間を要した。
（3）
転圧成形
型枠はAとBタイプのものを使用した。 投入方法は遠心成型と同じ様にPremix 法とスプレー法で投入した。 繊維のPrewettinng には繊維1kg 当たり500ｇの4%界面活性剤（Ls400）を噴霧し浸した。
（４）養生
成型2日後に脱型し、20℃ で湿潤養生を行う（1部は脱形後水中養生を行う）。
（５）試験方法および結果
材令14日にＪＩsＡ-5302 規定する外圧試験を行う。 ひずみは1/100㎜ マイクロメーターを内径（管端より50㎜）に固定し、測定した。 結果は何れも平均値で示す。
|
供試対No |
寸法 |
自重 Kg |
半径 |
外圧荷重 |
曲モーメント |
曲げ応力 |
||
|
ヒビワレ |
ヒビワレm¹ |
破壊 ｍ² |
σ¹ kg/㎠ |
σ²kg/㎠ |
||||
|
１ |
464×200×8 |
5,9 |
0、238 |
0、563 |
4429 kg/㎠ |
5416 kg/㎠ |
415 |
512 |
|
２ |
464×200×8 |
5,9 |
0、238 |
0、325 |
sen |
|
|
|
|
３ |
260×600×15 |
30,0 |
0、133 |
1,982 |
|
|
|
|
|
４ |
500×200×40 |
33,0 |
0、270 |
1,500 |
|
|
|
|
|
５ |
500×200×40 |
33,0 |
0、270 |
2,500 |
|
|
|
|
|
６ |
500×200×40 |
33,4 |
0、270 |
2,750 |
|
|
|
|
|
７ |
500×200×40 |
25,6 |
0、220 |
2,250 |
|
|
|
|
|
８ |
500×200×40 |
26,0 |
0、220 |
2,000 |
|
|
|
|
C―Φ464×200×8
D―Φ260×600×15 (ソケット付)
（5） 遠心成形
型枠はCD タイプを使用した。 配合はNo4で実験成型機を使用した。
投入方法はスプレー式と同様にモルタルと繊維を交互に投入する方法とPremix 法と区別したが、強度に余り差異は生じなかった。 繊維の投入には特に円周方向の配向性を高めることに意を使いパイプ内面の仕上げには空練りモルタル（1：1）を使用した。 遠心力は6~20 G ,時間は5~20分間を要した。
（6） 転圧成形
型枠はAとBタイプのものを使用した。 投入方法は遠心成型と同じ様にPremix 法とスプレー法で投入した。 繊維のPrewettinng には繊維1kg 当たり500ｇの4%界面活性剤（Ls400）を噴霧し浸した。
（４）養生
成型2日後に脱型し、20℃ で湿潤養生を行う（1部は脱形後水中養生を行う）。
（５）試験方法および結果
材令14日にＪＩsＡ-5302 規定する外圧試験を行う。 ひずみは1/100㎜
マイクロメーターを内径（管端より50㎜）に固定し、測定した。 結果は何れも平均値で示す。
|
供試対No |
寸法 |
自重 Kg |
半径 |
外圧荷重 |
曲モーメント |
曲げ応力 |
備考 |
||
|
ヒビワレ |
ヒビワレm¹ |
破壊 ｍ² |
σ¹ kg/㎠ |
σ²kg/㎠ |
|||||
|
１ |
464×200×8 |
5,9 |
0、238 |
0、563 |
4429 kg/㎠ |
5416 kg/㎠ |
415 |
512 |
湿潤養生 |
|
２ |
464×200×8 |
5,9 |
0、238 |
0、325 |
2628 |
3,574 |
246 |
334 |
水中養生 |
|
３ |
260×600×15 |
30,0 |
0、133 |
1,982 |
15,316 |
32,550 |
408 |
868 |
5% Wet |
|
４ |
500×200×40 |
33,0 |
0、270 |
1,500 |
13,843 |
24,676 |
48 |
92 |
普通コン |
|
５ |
500×200×40 |
33,0 |
0、270 |
2,500 |
22,529 |
31,115 |
84 |
116 |
1,8％ Wet |
|
６ |
500×200×40 |
33,4 |
0、270 |
2,750 |
24,675 |
35,408 |
93 |
132 |
3% Wet |
|
７ |
500×200×40 |
25,6 |
0、220 |
2,250 |
16,450 |
31,115 |
61 |
116 |
普通コン |
|
８ |
500×200×40 |
26,0 |
0、220 |
2,000 |
14,701 |
28,693 |
55 |
107 |
1,8％ Wet |