短繊維補強コンクリート
短繊維補強コンクリートの概要
短繊維補強コンクリートは、短く不連続な繊維をコンクリート中に均一に分散させることで、以下の性能を大幅に向上させた複合材料です。
- ひび割れ抵抗性
- じん性（曲げタフネス）
- 引張・曲げ・せん断強度
- 耐衝撃性
主に使用される繊維は鋼繊維で、他にガラス繊維や炭素繊維もあります。建築分野では、ポリプロピレン繊維やポリビニルアルコール繊維が高強度コンクリートの爆裂防止に、土木分野ではRC構造物のかぶりコンクリートの剥落防止に用いられます。
- 鋼繊維の標準仕様：長さ20〜60mm、直径0.1〜0.9mm、アスペクト比（長さ/直径）30〜80
- 吹付けコンクリートでは、施工性と補強効果のバランスを考慮して繊維長を選定
- 混入率が2%以上になると、練り混ぜや繊維の均一分散が困難になります
- 混入率が増えるとスランプが大きく低下するため、細骨材率や単位水量の調整が必要
舗装コンクリート
強度と設計基準
舗装コンクリートは交通荷重による曲げ応力を受けるため、28日材齢時の曲げ強度を設計基準とします。なお、JISの2023年の改正で、特性値に圧縮強度を用いることが出来るようになりました。
材料と配合
- セメント：普通ポルトランドセメントが一般的。寒中施工や緊急工事では早強・超早強・超速硬セメントを使用。
- 骨材：最大寸法40mm以下。ロサンゼルス試験によるすりへり減量は35%以下（寒冷地では25%以下推奨）。
- 単位水量：150kg/m³以下を目安に、必要最小限とする。
- 耐久性確保のための水セメント比：凍結融解が頻繁な場合は55%、時々の場合は60%以下。
- 凍結融解抵抗性を高めるためにAEコンクリート（空気量4〜7%）が使用される。
施工と養生
- 敷きならし・締固めにはスプレッダやフィニッシャを使用。
- 表面積が大きく乾燥しやすいため、初期養生が重要。
- 養生期間は、現場供試体の曲げ強度が配合強度の70％に達するまでとします。
転圧コンクリート舗装（RCCP）
**転圧コンクリート舗装（Roller Compacted Concrete Pavement）**は、振動ローラで締固める超硬練りコンクリートを使用した舗装工法です。
特徴
- 粗骨材が多く、耐摩耗性に優れる
- 単位水量は約100kg/m³で、乾燥収縮が小さい
- 圧縮強度に対する曲げ強度の比率が大きい
- コンシステンシー試験には修正VC試験やマーシャル突き固め試験を使用
- 締固め率は96%が標準
- 平坦性重視の場合、粗骨材の最大寸法は20mmが多い
- 水セメント比は35%程度が一般的
気泡コンクリート
気泡コンクリートは、多量の気泡を人工的に混入・発生させて製造する軽量コンクリートです。
製造方法
- アフターフォームタイプ：アルミニウム粉末がセメント中のアルカリと反応し、水素ガスを発生
- プレフォームタイプ：たん白質系物質や界面活性剤を撹拌して作った気泡をセメントスラリーに混合
- ミックスフォームタイプ：AE剤などの気泡剤を練り混ぜ中に添加し、気泡を発生
遮蔽用コンクリート（JASS 5）
遮蔽用コンクリートは、放射線（主にガンマ線、X線、中性子線）を遮る目的で使用される特殊コンクリートです。
特徴と材料
- ガンマ線・X線の遮蔽には、密度の高いコンクリートが有効（密度×厚さに比例）
- 使用骨材：磁鉄鉱、パライト、砂鉄などの重量骨材
- 中性子線の遮蔽には、蛇紋岩、褐鉄鉱、ホウ素を含む鉱物（ポロカルサイト、コルマナイトなど）が有効
- セメントは低発熱・低収縮が望ましい
- スランプは15cm以下、水セメント比は60%以下（JASS 5規定）
- 打継ぎ目は極力避け、必要な場合は段差を設ける
