SFRC(Steel Fiber Reinforced Concrete:鋼繊維補強コンクリート)の一軸圧縮特性


1.はじめに

ここでは、吹き付けによって作られたSFRCには異方性が存在することを明らかにし、ついで鋼繊維と一軸引張強度、残留強度の関係についても検討した結果を述べた。

一般に、一軸圧縮特性は一軸引張特性と同様に重要であり、SFRCに関しても、多くの研究がなされている。しかし、一軸引張特性の場合と同じく、その研究のほとんどは打ち込んで作製したSFRC1)を用いており、吹き付けたSFRCに関するものは知る限りない。

打ち込んだSFRCに関する従来の研究結果では、鋼繊維混入率によってヤング率は、ほとんど変化しないとの見解でほぼ一致している2)。鋼繊維のヤング率はモルタルの5倍以上であるが、SFRCでは鋼繊維混入率は最大でも2%程度と小さいためといえる。一方、一軸圧縮強度に関しては、鋼繊維混入率の増大によって、増加するという意見3)と、変化しないという意見2)があり、結論が得られていない。このように、打ち込んで作製したSFRCでさえ、一軸圧縮特性は充分に解明されていない。

以上の状況を勘案して、ここでは、一軸引張特性と同じSFRCを使用して、一軸圧縮応力下での挙動を調べた結果を述べる。本研究の主たる目的は、次の点である。

@一軸引張応力下での挙動と合わせて検討し、SFRCの力学特性をより明瞭に把握する。

A吹き付けたSFRCは一軸引張応力下では顕著な異方性を示した。一軸圧縮応力下では異方性はどの程度かを明らかにする。

BSFRCは曲げを受ける状況下で良く使用される。この場合、SFRCは、はりの上部・下部で引張と圧縮応力を受けることになり、詳細な解析には引張応力下、圧縮応力下での特性が共に必要となる。曲げの解析のための基礎データを収集することが目的の一つである。

Cモルタルは粘弾性的な性質を持っているが4)、SFRCの粘弾性的性質については不明な点が多い。そこで、単なるモルタルとの粘弾性的性質の差異を調べ将来の本格的な粘弾性的性質の研究のための基礎データを提供する。

本章の内容としては、鋼繊維混入率を変化させた場合の吹き付けたSFRCの、一軸圧縮応力下での完全応力−歪曲線をまず求める。その際、第3章の一軸引張特性でも明らかになった異方性にも着目した。また、SFRC特有の、残留強度と鋼繊維混入率及び破壊に要するエネルギーとの関係についても検討する。ついで、SFRCの時間依存性挙動に関しても予備的に調べた結果についても述べる。最後に、圧縮に関する破壊過程を、圧縮試験の各段階での写真を通して、考察してみることとする。