Establishment of fire spalling control design method using natural fiber for ultra high strength fiber reinforced concrete

Research Project

Project/Area Number	23K03984
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research Institution	Gunma University
Principal Investigator	小澤満津雄群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80313906)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	超高強度繊維補強コンクリート / Jute繊維 / リング拘束試験 / 熱応力 / 水蒸気圧 / 爆裂 / 火災 / 天然繊維 / リング加熱試験
Outline of Research at the Start	超高強度繊維補強コンクリート(以下，UHPC)は、優れた強度特性と耐久性を持つ材料である。しかし、UHPCは、火災時の高温環境下で表面が爆発的にはく離する爆裂を生じる危険性がある。そこで本研究では、UHPCの火災時における爆裂機構解明と天然繊維を用いた爆裂抑制法の提案を目的とする。爆裂機構解明のためリング拘束加熱試験と爆裂解析を実施する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では天然繊維混入型超高強度繊維補強コンクリートの爆裂抑制効果を確認するために，Jute繊維の混入率を実験因子として，小型円柱供試体の加熱試験とリング拘束加熱試験を実施した。Jute繊維の混入率は0～0.5%volの範囲としたた。以下に、結果を示す。1)本研究で用いたUHPCは圧縮強度の範囲が170～188MPaであった。Jute繊維の混入率が0.2％volで圧縮強度は最大値を示し、それ以上混入率が大きくなると強度は若干低下した。モルタルフロー値はJute繊維の混入量を増加すると低下した。 2) 小型円柱供試体による簡易爆裂試験において，850℃一定で30分間加熱試験を実施した。その結果，Jute繊維を0.5%vol混入することで爆裂継続時間の短縮と質量減少率が低下した。3)リング拘束加熱試験により，爆裂評価を実施した。その結果，Jute繊維を0.4%vol以上混入することで無混入と比較し，爆裂を抑制することが確認できた。また，蒸気圧の低減効果も確認できた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年度は小型供試体とリング拘束供試体の加熱試験を実施して、爆裂性状を評価できた。
Strategy for Future Research Activity	現状では、小型とリング試験供試体の加熱試験を実施しており、順調に研究が進んでいる。本年度も、リング拘束加熱試験を実施予定である。特に、鋼繊維の混入率とJute繊維の混入率を変えて実験を実施予定である。