繊維強化コンクリートとは？

FRCと呼ばれることもある従来の繊維強化コンクリートは、他の材料の断片をウェットミックスに追加することで強化されたコンクリートです。 コンクリートは非常に脆いです。 圧縮強度は非常に優れていますが、引張強度は比較的小さいため、多くの条件下で割れやすくなります。 これは、さらなる損傷につながります。 補強されたコンクリートは、標準のコンクリートよりも割れにくい。

繊維を使用して他の材料を強化することは、新しいアイデアではありません。 実際、何千年もの間、泥レンガに混ぜられたストローとモルタルに含まれる馬の毛を使って実践されてきました。 20世紀の初期には、アスベスト繊維がコンクリートに追加されました。 1960年代までに、ポリプロピレン、ガラス、スチール繊維などのさまざまな材料が使用されました。

現在の研究では、長い繊維ではなくマイクロファイバーが引張強度を最も向上させることが示唆されています。 ただし、これらの繊維を追加しても、耐衝撃性はほとんど向上しません。 ポリプロピレン繊維は、凍結融解サイクルによる損傷を軽減し、火災が発生した場合の剥離または爆発の可能性を減らします。 遺伝子組み換えされた松の木からのセルロース繊維も、テストで有望です。

耐アルカリ性ガラス繊維を含むガラス繊維強化コンクリートは、環境条件による通常の劣化に対して特に耐性があります。 また、ガラス繊維は天然素材から作られており、生産に比較的少ないエネルギーしか必要ないため、環境に優しい素材でもあります。

この形式のコンクリートは、舗装や床などの地面レベルで一般的に使用されます。 また、特に鉄筋やスチールメッシュなどの従来の補強材と組み合わせて、基礎、柱、プレキャストフォーム、梁で使用することもできます。

繊維強化コンクリートの最新の研究は、人工セメント複合材（ECC）の開発です。 これらの複合材料は、繊維が含まれているため、およびコンクリート自体を構成する材料のために、柔軟です。 ミシガン大学は2005年に、通常のコンクリートよりも重量が40％少なく、ひび割れの影響を受けにくい500倍の製法を導入しました。 日本、韓国、スイス、オーストラリア、米国での建設に使用されています