超高强度繊维补强コンクリート「サクセム」を开発、道路桥に初适用日本国内の技术と材料で强度180狈/尘尘?を実现

2006年05月24日

鹿岛、电気化学工业、住友电工スチールワイヤー、乐播传媒の4社は、强度、靱性においてこれまでのコンクリートの常识を覆す次世代の新材料「サクセム*」を开発し、このほど、道路桥に初めて适用しました。サクセムは特殊な钢繊维を混入した超高强度繊维补强コンクリートで、通常のコンクリートの10倍もの曲げ强度を持ち、鉄筋による补强が不要となる梦の材料です。鹿岛をはじめとする4社は、これまで培ってきた繊维补强コンクリート技术と超高强度コンクリート技术を発展させ、日本国内の技术と材料でこの次世代の材料「サクセム」を开発しました。このほど设计?施工技术を确立した上で、道路桥に初めて适用したものです。

*サクセム"SUQCEM：SUper high-Quality CEmentitious Material"（登録商標）

■サクセムの概要と特长

サクセムは特殊な钢繊维を混入した超高强度繊维补强コンクリートで、设计基準强度は惊异の180狈/尘尘2（普通コンクリートの5～8倍）、曲げ强度30狈/尘尘2を実现しています。特殊钢繊维の混入により引张応力を负担することができるため、构造物に鉄筋を配置する必要がありません。また、自己充填性が高く、耐久性に优れるため、部材を极限まで薄くすることができます。桥梁の桁部材に採用した场合、上部工重量を軽量化することができ、下部工を小さくすることができます。
サクセムは、プレミックス结合材、细骨材、特殊钢繊维、减水剤及び水とで构成されます。プレミックス结合材の开発と2种类の长さの钢繊维をブレンドして混入するという手法により、惊异的な构造性能と优れた施工性を効率的に実现しています。また、サクセムは非常に緻密な构造であり、内部に水がはいりにくく耐久性に非常に优れた材料です。このため、ライフサイクルコスト面で通常コンクリートと比较して有利と试算しています。
サクセムは2001年から04年にかけて材料開発を実施し、04年から、実構造物への適用検討を開始しました。実構造物への適用検討にあたり、実機プラントでの製造実験、実大部材の製作実験、実大部材の載荷実験、長期計測実験などを行い、材料の持つ性能、部材の構造性能、耐久性や施工性などを実証しました。こうした成果を受けて、サクセムは、「サクセム設計?施工マニュアル技術委員会（委員長;丸山久一長岡技術科学大学副学長）」において、土木学会「超高強度繊維補強コンクリートの設計?施工指針（案）」に示される各種性能を満足し、同指針に準拠した設計?施工が可能であることを確認しています。

优れた流动性

补强用特殊钢繊维

■道路桥への适用

サクセムは、05年11月に爱媛県西条市の道路桥「アクアタウン桥梁」の上部主桁に适用されました。
同桥は、サクセム製プレテンション桁13本で构成されており、工场で製作されたサクセム桁を运搬、架设したあと、间詰めコンクリートを打设、横缔め笔颁钢材で全ての桁を一体化させる构造形式です。本桥の场合、サクセム桁を採用することにより、従来の中空床版桁と比较して、桁1本あたりの重量を约35%减、主桁の全体重量も约26％軽量化することができました。桁の軽量化により运搬?架设设备费の軽减を図ることができるとともに、下部工の缩小が可能となり、経済的です。
「アクアタウン桥梁」に続き、熊本県多良木町の「増谷1号桥」でもサクセム桁を适用しました。増谷１号桥でも主桁全体の重量は従来のスラブ桁の约50%となり、死荷重を大幅に低减することができ、旧桥にはなかった保安施设（ガードレールと地覆）を取り付けることができました。

サクセム桁打设の様子

完成したアクアタウン桥梁

アクアタウン桥梁　上部构造比较

	主桁本数	桁高	断面形状	主方向笔颁钢材	桁1本当たり重量	全体主桁重量
中空床版桁	13本	500mm	闭断面	1厂15.2　12本	8.2tf	126.9t	35%减
サクセム製桁	13本	450mm	开断面	1厂15.2　9本	5.3tf	94.5t	26%减

増谷１号桥　上部构造比较

	主桁本数	桁高	断面形状	主方向笔颁钢材	桁1本当たり重量	全体主桁重量
スラブ桁	6本	325mm	充実断面	1厂12.7　10本	4.0tf	25.4t	47%减
サクセム製桁	5本	300mm	开断面	1厂12.7　3本	2.1tf	12.7t	50%减

■今后の展望

４社は、「サクセム研究会」を组织して実用化へ向けた各种开発及び検讨を行ってきましたが、桥梁における実绩ができ、设计施工マニュアルの整备が完了したことから、今后は、「サクセム研究会」を拡大して広く技术を公开し、サクセムの更なる普及、展开を図っていく方针です。

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