目次 1. はじめに 実施工程

合成短繊維の添加によるコンクリート片剥落防止効果の確認試験

立会い試験結果報告書

製品名：シムロック

_®

ＳＸ

平成 ２２年 １１月

宇部日東化成株式会社

※シムロック_®は、宇部日東化成株式会社の登録商標です。

目 次

１．はじめに--- １ ２．実施工程--- ２ ３．合成短繊維--- ３ ４．使用材料とコンクリート配合--- ４ ５．試験項目--- ５ ６．試験結果--- ７ ６．１ 打撃試験--- ７ （１）フレッシュ試験結果--- ７ （２）圧縮強度試験結果--- ９ （３）打撃試験結果--- １０ ６．２ 分散性確認試験--- １４ （１）フレッシュ試験結果--- １４ （２）圧縮強度試験結果--- １５ （３）分散性確認試験結果--- １５ ７．おわりに--- １８

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１．はじめに

本試験は、東日本旅客鉄道株式会社編「土木工事標準仕様書 付属書 8－5 合成短繊維の添加による剥 落防止効果（打撃試験）および分散性確認方法」（2006 年 4 月）（以下、ＪＲ東日本「土木工事標準仕様 書」と呼ぶ）に準じて、コンクリート片の剥落を防止するための合成短繊維（製品名：シムロック_®SX） の適切な添加量および分散性の確認を目的とした。 打撃試験における合成短繊維の添加量は、コンクリートの容積に対して、0％（基準）を含めて 3 ケ ース（0％、0.04％、0.05％）とした。分散性確認試験は、打撃試験の結果から決定した設計添加量を 用いて実施した。 試験立会者： 東日本旅客鉄道株式会社 建設工事部 構造技術センター 木野 副課長様 佐藤 様

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２．実施工程

本試験の作業実施工程を表－1 に示す。 表－1 作業の実施工程 実施項目 日付 材齢 (日) 打撃試験用供試体の作製 9/29 (水) 0 膨張材の充填 10/ 4 (月) 5 打撃試験 10/ 8 (金) 9 分散性確認試験 10/22 (金) ―

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３．合成短繊維

使用した合成短繊維の仕様および形状を表－2 および写真－1 に示す。 表－2 合成短繊維の仕様 製造元 製品名称 材 質 断面形状 直径 長さ 宇部日東化成㈱ シムロック_®SX ポリプロピレン Ｘ字型 φ0.37mm 20mm 写真－1 合成短繊維シムロック_®SX

10mm

断面形状

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４．使用材料とコンクリート配合

使用材料およびコンクリート配合を表－3 および表－4 に示す。 コンクリート配合は、ＪＲ東日本「土木工事標準仕様書」に準拠した配合とした。練混ぜには強制二 軸練りミキサ（定格容量 50 L）を使用した。繊維補強コンクリートは、ベースコンクリート練り上がり 後、ミキサ内に繊維を所定量投入し、30 秒間追い練りをおこなって製造した。 表－3 使用材料 材料名 仕 様 セメント 普通ポルトランドセメント、密度 3.15g/cm3 細骨材① 陸砂：神栖産 密度 2.60g/cm3 _FM=2.20 細骨材② 砕砂：佐野産 密度 2.67g/cm3 _FM=3.00 粗 骨 材 砕石：佐野産 密度 2.71g/cm3 _G max=20mm 混 和 剤 AE 減水剤(標準形) 水 工業用水 繊 維 シムロック_®SX、L=20mm、φ0.37mm 備考） 細骨材混合比 陸砂：砕砂＝60：40 表－4 コンクリート配合 単位量（kg/m3_） 呼び強度 (N/mm2₎ セメント 種 類 スランプ (cm) 空気量 (％) Gmax (mm) W/C (％) s/a (％) W C S G 繊維 (vol.％) 0 (基準) 0.04 本試験 36 普通ポル トランド セメント 8.0 ±2.5 4.5 ±1.5 20 46.5 42.3 164 353 757 1063 0.05 ＪＲ 東日本 基準 27 以上 普通ポル トランド セメント 8.0 ±2.5 ±1.5 4.5 以下 20 以下 50 0%を含めて 3 ケース 以上

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５．試験項目

試験項目を表－5 に示す。 表－5 試験項目 分 類 項 目 方 法 スランプ JIS A 1101 空気量 JIS A 1128 温度 棒状温度計 フレッシュコンクリート 分散性確認試験 JR 東日本 分散性確認試験方法 打撃試験供試体 n=3 JR 東日本 打撃試験方法 硬化コンクリート 圧縮強度 n=3 φ10×20cm JIS A 1108 ＜ フレッシュ試験 ＞ ①スランプ試験 スランプ試験は、スランプコーン（上端内直径：100mm、下端内直径：200mm、高さ：300mm）、 突き棒、スランプ測定器、水密性平板、ハンドスコップを用いて、JIS A 1101「コンクリートの スランプ試験方法」に規定されている試験方法に準じて実施した。 ②空気量試験 空気量の測定は、空気量測定器、突き棒、スコップ、木槌、均し定規を用いて、JIS A 1128「フ レッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法」に規定されている試験方法に準じて実施 した。 ③コンクリート温度 コンクリート温度の測定は、ガラス製棒状温度計を用いて、JIS A 1156「フレッシュコンクリ ートの温度測定方法」に規定されている試験方法に準じて実施した。 ＜ 圧縮強度試験 ＞ 圧縮強度試験は、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に規定されている試験方法に従っ て実施した。試験には、φ10×20cm の円柱供試体を使用した。試験体数は各ケース 3 本とし、平均値を 試験値とした。

６ ＜ 打撃試験 ＞ 打撃試験は、ＪＲ東日本「土木工事標準仕様書」の打撃試験方法に従って実施した。 試験ケースは、繊維添加量の異なる 3 ケース（0、0.04、0.05vol.％）であり、試験体数は各ケース 3 体とし、その平均値を試験値とした。打撃試験は、質量 770g 程度の打撃ハンマーを用いて、同一試験 者にて実施した。なお、供試体に充填した膨張材は、JIS A 6202 に適合したものを使用し、水膨張材比 W/P＝40％で混練した。 ＜ 分散性確認試験 ＞ 分散性確認試験は、打撃試験の結果を基に決定した設計添加量を用いて、ＪＲ東日本「土木工事標準 仕様書」の分散性確認方法に従って実施した。使用したコンクリートの使用材料と配合は打撃試験の供 試体作製時と同一である（表－3、表－4）。 大型アジテータ車（4.5m3_{積）に設計添加量の繊維を水溶性風袋（1 袋で繊維 1m}3_{分）に詰めて連続投} 入し、高速攪拌を 3 分間おこなった。アジテータ車から最初に排出される部分を「前半部」、約 2m3_排出 された時の部分を「中間部」、最後の 1m3_{部分を「後半部」とし、各 3 箇所から 3 個の供試体（φ10cm} ×H20cm：約 3.8kg）を採取して繊維の洗い出し試験を実施し、供試体 3 個の平均値を各箇所の試験値と した。 繊維投入前後でスランプ試験と空気量測定試験を実施し、繊維添加によるスランプロスが施工性に影 響しないことを確認した。繊維の洗い出し試験には、専用の洗い試験機を使用した。

７

６．試験結果

６．１ 打撃試験 （１）フレッシュ試験結果 フレッシュ試験の結果を表－6 に示す。また、試験時の状況を写真－2 に示す。 試験の結果、フレッシュ性状は所定の品質管理基準を満足する結果であった。 表－6 フレッシュ試験結果 No. 繊維添加量 (vol.％) スランプ (cm) 空気量 (％) コンクリート温度 (℃) 1 0（基準） 10.5 5.0 23 2 0.04 10.5 5.5 23 3 0.05 10.5 5.4 23 ＪＲ東日本基準 8.0±2.5 4.5±1.5 No.1（繊維添加量 0vol.％）

No.2（繊維添加量 0.04vol.％） No.3（繊維添加量 0.05vol.％） 写真－2 フレッシュ試験結果

８ 打撃試験用供試体の寸法確認状況を写真－3 に示す。また、打撃試験用および圧縮強度試験用の供試 体採取状況を写真－4 に示す。 写真－3 打撃試験用供試体の寸法確認 打撃試験用（0.05vol.％） 圧縮強度試験用（0.05vol.％） 写真－4 供試体の採取

９ （２）圧縮強度試験結果 材齢 5 日（膨張材充填日）での圧縮強度試験の結果を表－7、写真－5 に示す。 試験の結果、圧縮強度の値は各ケースとも 27N/mm2_{より大きく 35N/mm}2_{未満の値であり、基準を満足} する結果であった。なお、繊維添加による圧縮強度への影響はみられなかった。 表－7 圧縮強度試験結果 No. 繊維添加量 (vol.％) 膨張材充填時〔材齢 5 日〕 （N/mm2_） 29.5 30.2 1 0 （基準） 30.3 平均 30.0 31.1 30.8 2 0.04 30.4 平均 30.8 31.3 30.7 3 0.05 31.1 平均 31.0 ＪＲ東日本基準 27＜fc＜35 写真－5 圧縮強度試験の結果（0.05vol.％）

１０ （３）打撃試験結果 打撃試験の結果を表－8 に示す。 試験の結果、基準となる繊維添加量 0vol.％の打撃回数は平均 4.3 回となった。また、繊維添加量 0.04vol.％（364g/m3_{）の打撃回数は平均 93.3 回（基本回数の 21.7 倍）、繊維添加量 0.05vol.％（455g/m}3_） の打撃回数は平均 163.3 回（基本回数の 38.0 倍）となった。 【結果の判定】 判定基準： 打撃回数が基本回数（平均 4.3 回）の 8 倍以上（34.4 回）になる繊維添加量を 確認し、その添加量を設計添加量とする。 結果判定： ・繊維添加量 0.04 および 0.05vol.％ともに所定の基準を満足する結果であった。 ・繊維添加後の分散性や試験結果のばらつきなどを考慮して、シムロック_®SX の 設計添加量は「0.05vol.％（455g/m3_{）」とした。} 表－8 打撃試験結果 No. 繊維添加量 (vol.％) 打撃回数 （回） 打撃回数／基本回数 ① 5 ② 3 1 0 （基準） ③ 5 平均 4.3 (＜50) 4.3 (基本回数) ① 81 ② 104 2 0.04 ③ 95 平均 93.3 93.3 ／ 4.3 ＝ 21.7 倍 ① 200 以上 ② 118 3 0.05 ③ 172 平均 163.3 163.3 ／ 4.3 ＝ 38.0 倍 合格基準 ≧ 8 倍

１１ 立会い試験（打撃試験）の状況を写真－6～8 に示す。

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１４ ６．２ 分散性確認試験 （１）フレッシュ試験結果 フレッシュ試験の結果を表－9 に示す。また、試験時の状況を写真－9 に示す。 試験の結果、フレッシュ性状は所定の品質管理基準を満足する結果であった。 表－9 フレッシュ試験結果 スランプ (cm) 空気量 (％) コンクリート温度 (℃) 繊維投入前 10.0 3.8 24 繊維投入後 (0.05vol.％) 9.0 3.8 24 ＪＲ東日本基準 8.0±2.5 4.5±1.5 繊維投入前 繊維投入後 写真－9 フレッシュ試験結果

１５ （２）圧縮強度試験結果 材齢 28 日での圧縮強度試験の結果を表－10 に示す。 試験の結果、材齢 28 日における圧縮強度の値は、試験方法に記載された基準値（27N/mm2_{以上）を満} 足し、また配合上の呼び強度 36N/mm2_{を上回る結果であった。} 表－10 圧縮強度試験結果 圧縮強度〔材齢 28 日〕 （N/mm2_） 53.5 53.3 繊維投入前 53.3 平均 53.4 53.2 53.7 繊維投入後 （0.05vol.％） 53.1 平均 53.3 （３）分散性確認試験結果 分散性確認試験結果を表－11 に示す。また、試験状況を写真－10 に示す。 試験の結果、各箇所で採取した繊維の量は、設計添加量 0.05vol.％に対して、前半部 0.052vol.％、 中間部 0.050vol.％、後半部 0.048vol.％であった。 【結果の判定】 判定基準： 試料採取箇所（前半部、中間部、後半部）における繊維の添加量が計算上の理論値 （0.05vol.％）の 80％以上であることを確認する。 結果判定： 全ての採取箇所における繊維添加量が設計添加量の 80％以上であり、溶け切って ない水溶性袋の固まりや繊維の固まり（ファイバーボール）が無く、シムロック_®SX が所定の分散性を有していることを確認した。

１６ 【繊維添加量計算式】 表－11 分散性確認試験結果 ｺﾝｸﾘｰﾄ密度 (kg/㎥) 繊維比重 設計添加量 (g/㎥) 添加量 (g/台) 設計添加量 (vol.％) 試験条件 2337 0.91 455 2047.5 0.05 採取 部位 NO. 容器重量 (g) 試料＋容器 (g) 試料重量 (g) 繊維重量 (g) 繊維添加量 (vol.％) ① 305.2 4,082.60 3,777.40 0.75 0.051 ② 305.2 4,093.40 3,788.20 0.79 0.054 ③ 303.5 4,075.60 3,772.10 0.76 0.052 前半部 平均 （≧0.05％×0.8＝0.04％） 0.052 ① 304.6 4,088.20 3,783.60 0.71 0.048 ② 304.4 4,123.80 3,819.40 0.71 0.048 ③ 303.1 4,118.30 3,815.20 0.78 0.053 中間部 平均 （≧0.05％×0.8＝0.04％） 0.050 ① 304.8 4,133.40 3,828.60 0.79 0.053 ② 304.6 4,149.40 3,844.80 0.71 0.047 ③ 303.2 4,141.80 3,838.60 0.68 0.045 後半部 平均 （≧0.05％×0.8＝0.04％） 0.048

f × ρ

ｃ

α＝

C × ρ

f

× 1000

×100（vol.%)

α ： 繊維添加量

（

vol.%

）

f ： 採取繊維重量

（ｇ）

C ： 採取コンクリート重量

（ｇ）

ρｃ ： コンクリート密度

（

kg/

㎥）

ρf ： 繊維比重

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繊維投入状況の確認 試料採取確認

繊維洗い出し状況（専用機械を使用） 分散性確認試験（前半部）

分散性確認試験（中間部） 分散性確認試験（後半部） 写真－10 分散性確認試験状況

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７．おわりに

シムロック_®SX は、東日本旅客鉄道株式会社編「土木工事標準仕様書 付属書 8－5 合成短繊維の添加 による剥落防止効果（打撃試験）および分散性確認方法」（2006 年 4 月）に準じて各種試験を実施した 結果、コンクリート片の剥落を防止するための適切な添加量は、繊維添加後の分散性や試験結果のばら つきなどを考慮して、シムロック_®SX の設計添加量は「0.05vol.％（455g/m3_{）」とした。} また、設計添加量「0.05vol.％（455g/m3_{）」を用いて行った分散性確認試験の結果は、繊維添加によ} るスランプロスが施工性に影響しないこと、全ての採取箇所における繊維添加量が設計添加量の 80％以 上であり、溶け切ってない水溶性袋の固まりや繊維の固まり（ファイバーボール）が無く、シムロック ®SX が所定の分散性を有していることを確認した。 以上より、コンクリート剥落防止対策として添加する合成短繊維に「シムロック_®SX」を提案する。