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X線CTを用いた空隙構造の三次元画像計測と電気泳動によるコンクリートの空隙評価

Research Project

Project/Area Number 19656106
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Civil engineering materials/Construction/Construction management
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

杉山 隆文  Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (70261865)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 志村 和紀  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60187474)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2008: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords高分解能X線CT / 3次元細孔構造 / セメントペースト / コンクリート / 空隙率 / 屈曲 / ランダムウォークシミュレーション / 連続空隙率 / 空隙
Research Abstract

コンクリートの微細構造を三次元で抽出するために、放射光X線CTおよびX線マイクロCTによる画像計測手法を開発することを目的に研究を実施した。画像解析においては、一般的に、試料から一部を抽出して解析を行うが、抽出する要素が試料全体の特性を表わしていることが不可欠である。そこでREV(representative elementary volume)解析に基づいて代表要素を抽出し、この抽出領域の特性が試料全体の特性を代表しているかについて研究した。すなわち、試料全体を代表する標本を抽出できるように、十分小さくかつ空隙を巨視的に捉えられるようにREVの最適値に関して研究を実施した。本研究の範囲内で得られた知見は、次の通りである : (1)VOIのサイズが小さいほど抽出位置による空隙率のばらつきが大きいことが観測された。(2)400^3voxels以上で空隙率、標準偏差とも一定値に収束したことから、REVの最適値はその最小値を採用して、400^3voxelsすなわち200^3(μm)^3と推測した。次に、取得したデータを演算処理して得られた画像データを用いて、空隙構造の定量化指標を決定するためにランダムウォークシミュレーション法の適用を引き続き研究した。使用した供試体は、普通ボルトランドセメントを用いたセメントペーストである。材齢を2、7、28日として、空隙構造について、空隙率、連続空隙率、拡散屈曲度をそれぞれ定量化することができた。材齢が進むにつれて、これらの指標は変化し空隙構造が緻密化することを定量化できた。今後の検討事項として、空隙の定量化にあたって、空隙と固相との区別に関する閾値の研究、パーコレーションの依存性に関する研究を明らかにした。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Characterizing the 3D Pore Structure of Hardened Cement Paste with Synchrotron Microtomography2008

    • Author(s)
      Michael A. B. PROMENTILLA
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology Vol.6, No.2

      Pages: 273-286

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] コンクリートの空隙構造観察のための高輝度X線CTの利用について2007

    • Author(s)
      川北昌宏, 杉山隆文, 田村優介
    • Journal Title

      第61回セメント技術大会講演要旨

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Studies on 3D Micro-Geometry and Diffusion Tortuosity of Cement-Based Materials using X-Ray Microtomography,2007

    • Author(s)
      Michael Angelo B. Promentilla and Takafumi Sugiyama
    • Journal Title

      Proceedings of the 32nd Conference on Our World in Concrete and Structures

      Pages: 389-396

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Studies on Pore Structure Characterization in Hydrated Cement System based on 3D Micro-Geometry Technique,2007

    • Author(s)
      Michael Angelo B. PROMENTI-LLA, Takafumi SUGIYAMA, Tak-ashi HITOMI and Nobufumi TAKEDA:
    • Journal Title

      耐久性力学に関するシンポジウム論文集, JCI

      Pages: 357-366

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] セメントペーストのX線CT画像におけるREV解析2008

    • Author(s)
      増田亜由子
    • Organizer
      第62回セメント技術大会
    • Place of Presentation
      ホテルメトロポリタン,東京
    • Year and Date
      2008-05-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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