自己充填コンクリート

自己充填コンクリートまたは自己充填コンクリート（SCC）^[1]は、降伏応力が低く、変形能が高く、分離抵抗が良好（混合物中の粒子の分離を防ぐ）、および適度な粘度（輸送中、配置中（外部圧縮なし）、およびその後コンクリートが硬化するまでの固体粒子の均一な懸濁を確保するために必要）を備えたコンクリート混合物です。

日常的に言えば、注入された SCC は、次のような特徴的な実用的な特徴を持つ極めて流動性の高い混合物です。型枠内および型枠の周囲で非常に容易に流れ、障害物を通り抜け、角を回り込むことができ (「通過能力」)、セルフレベリングに近い(実際にはセルフレベリングではないが)、注入後に振動や突き固めを必要とせず、硬化後は型枠の形状と表面テクスチャに非常に忠実に従います。その結果、SCC の注入は、標準的なコンクリート混合物に比べてはるかに労力がかかりません。注入された SCC は、硬化および養生時間 (強度の獲得) と強度の点で、通常は標準的なコンクリートと同様です。SCC は流動性を得るために大量の水を使用しません。実際、SCC には標準的なコンクリートよりも少ない水分しか含まれていない場合があります。代わりに、SCC は、砂などの細骨材の非常に高い割合 (通常 50%) と、高性能減水剤(粒子が分散し、流体混合物内で沈殿しないようにする添加剤) および粘度増強混和剤 (VEA) を組み合わせることで、その流動特性を獲得します。

通常、コンクリートは混合すると密度が高く粘性のある材料となり、建設に使用する場合は、気泡 (キャビテーション) や、特に注入時に空気が閉じ込められた表面のハニカム状の穴を除去するために振動などの技術 (圧縮と呼ばれる) を使用する必要があります。この種の空気含有量 (気泡コンクリートの場合とは異なり) は望ましくなく、そのままにしておくとコンクリートを弱めます。しかし、振動で除去するには手間と時間がかかり、不適切または不十分な振動は後で検出されない問題につながる可能性があります。さらに、複雑な形状の中には簡単に振動できないものもあります。自己充填コンクリートはこの問題を回避するように設計されており、圧縮を必要としないため、労力と時間が削減され、技術および品質管理の問題の原因が軽減されます。

SCC は、熟練労働者の供給が限られ、コンクリート関連産業に困難をもたらしていた時代に、1986 年に高知大学の岡村教授によって概念化されました。北米で使用された第一世代の SCC は、比較的高い結合剤含有量と、流動性と安定性を高めるための高用量の化学混和剤(通常は高性能減水剤) の使用を特徴としていました。このような高性能コンクリートは、主に補修用途や制限された領域でのコンクリートの鋳造に使用されていました。そのため、第一世代の SCC は、特殊な用途向けに特性評価され、仕様が定められました。

SCC は、補強の強いセクションの鋳造、バイブレーターによる締固めができない場所、通常は鋳造が不可能な複雑な形状の型枠に使用することができ、従来のコンクリートよりはるかに優れた表面が得られます。このようなコンクリートに使用される材料の比較的高いコストは、商業建設を含む建設業界のさまざまなセグメントでの広範な使用を妨げ続けていますが、生産性の経済性が、好ましい性能上の利点の達成を優先し、プレキャスト業界では経済的です。補助的なセメント材料や充填剤などの粉末を組み込むと、ペーストの容積が増加して変形性が向上し、ペーストの凝集性とコンクリートの安定性も向上します。セメント含有量を減らし、フライアッシュなどの 80 μm より細かい材料の充填密度を高めると、水セメント比と高性能減水剤 (HRWR) の需要を減らすことができます。自由水が減少すると、鋳造中およびその後硬化が始まるまで適切な安定性を確保するために必要な粘度増強剤 (VEA) の濃度が減少する可能性があります。SCC ミックスでは、総細骨材含有量 (「細骨材」、通常は砂) が総骨材の約 50% であることが適切であることが実証されています。

さまざまな種類の SCC に関する研究が数多く行われており、フレッシュ性、強度、耐久性、微細構造特性が評価されています。これらには、低粒子 SCC (LF-SCC) や半流動性 SCC (SF-SCC) などがあります。これらは、セメント代替材料としてさまざまな産業廃棄物を使用して生成できます。これらは舗装工事に使用できます <2-6>。

参照: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130036

概要

SCC は、コーンを取り除いたときに形状を維持するには流動性が高すぎるため、通常のコンクリートスランプテストではなくフローテーブルテスト(スランプフローテスト)を使用して測定されます。一般的な SCC ミックスのスランプフローは約 500 ～ 700 mm です。
SCC は振動によって強化されるのではなく、弱められます。振動は混合物の圧縮には必要ないため、振動によって得られる効果は混合物の分離と隔離だけです。

参照

参考文献

^ selfconsolidatingconcrete.org: 全米レディミクストコンクリート協会

2. 道路舗装用籾殻灰を使用した低細粒自己充填コンクリート：環境に優しく持続可能なアプローチ https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130036

3. Kannur, B., Chore, HS サトウキビバガス灰のコンクリート舗装用セメント代替材料としての利用：概要。Innov. Infrastruct. Solut. 6, 184 (2021). https://doi.org/10.1007/s41062-021-00539-4

4.フライアッシュとバガスアッシュを使用した舗装材としての低細粒自己充填コンクリートの強度と耐久性の研究 Bhupati Kannur &H. S. Chore. https://doi.org/10.1080/19648189.2022.2140207

5.Bhupati Kannur、Hemant Sharad Chore。インドにおける硬質舗装の建設に産業廃棄物を使用した半流動性自己充填コンクリート：概要。https://doi.org/10.1016/j.jtte.2023.01.001

6.B Kannur、HS Chore。「サトウキビバガス灰を使用した半流動性自己充填コンクリートの剛性舗装への応用」土木工学材料ジャーナル35（10）、04023358、2023年。https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-16355

外部リンク

自己充填コンクリートの配合 - UCL 方式 - 一般的な配合、用途、添加剤の選択、特性、および SCC に関する広範な情報をまとめた論文。
SCC での作業は当たり外れがある必要はありません。プレキャストコンクリートメーカーの経験が SCC であり、何をすべきか、何をすべきでないかを示します。

[1] selfconsolidatingconcrete.org: 全米レディミクストコンクリート協会