石灰石骨材コンクリートにおける微細ひび割れの発生制御と高性能化

Research Project

Project/Area Number	23K22835
Project/Area Number (Other)	22H01565 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	半井健一郎広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10359656)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川由布子広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (30624564) 千々和伸浩東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (80546242) 佐川孝広前橋工科大学, 工学部, 准教授 (90621045)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000) Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000) Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords	コンクリート / 骨材 / ひび割れ / セメントペースト / 性能 / 膨張材
Outline of Research at the Start	本研究は，微細ひび割れを構造と材料の複合問題としてとらえ，その発生機構を明らかにしたうえで，コンクリート構造物としての性能への影響を定量的かつ体系的に分析することを目的としている．これにより，性能向上のために微細ひび割れを積極的に導入する手法を確立することを目指している．微細ひび割れの導入に関しては，石灰石骨材と周辺モルタル，あるいは鉄筋の線膨張係数や収縮特性の違い，さらには膨張材の活用による膨張性水和物の生成などに着目した検討を行っている．
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は，微細ひび割れを構造と材料の複合問題としてとらえ，その発生機構を明らかにしたうえで，コンクリート構造物としての性能への影響を定量的かつ体系的に分析することで，性能向上のために微細ひび割れを積極的に導入する手法を確立することである．これにより，せん断耐力の低下によって構造安全性を低下させるという，石灰石骨材を用いたコンクリート構造物の課題を解決するとともに，材料設計と構造物の性能評価を直結させるものである．本年度は，まず，材料物性の化学反応の観点からの評価として，材齢初期からの膨張材の反応とそれに伴う拘束膨張ひずみの発現に関する分析を行った．次に，膨張材の添加量を変化させた膨張コンクリートに関して，透気性の観点から，微細ひび割れと耐久性の関係を分析した．特に，鉄筋の配置による膨張の拘束方向の違いの影響に着目した検討を行った．塩分浸透性に関しては，透気性を評価したのちにコアを採取して実施する．さらに，石灰石骨材膨張材コンクリートを用いたRCはり試験体を用い，過膨張によって生じた微細ひび割れが石灰石骨材によるせん断強度の低下・回復に及ぼす影響を議論した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason およそ当初計画の通りに研究が進んでいる
Strategy for Future Research Activity	まず，材料物性の化学反応の観点からの評価として，材齢初期からの膨張材の反応とそれに伴う拘束膨張ひずみの発現に関する分析を継続する．次に，膨張材の添加量を変化させた膨張コンクリートに関して，拘束鉄筋の量や方向の影響に着目し，透気性に加え塩分浸透性の観点から，微細ひび割れと耐久性の関係を分析する．さらに，石灰石骨材膨張材コンクリートを用いたRCはり試験体を用いた繰り返し載荷試験を行い，過膨張によって生じた微細ひび割れが石灰石骨材によるせん断強度の低下・回復に及ぼす影響を議論する．