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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 TypeMulti-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 InstitutionHiroshima 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 / 膨張材 / 性能
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結果について精査し,地球化学モデルを用いたエトリンガイト生成量との関係性について検討を行った.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に加え,養生温度に着目した検討を行った.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,繰り返し載荷試験を用いて議論した.その結果,微細ひび割れの存在によって耐疲労抵抗性が向上する傾向の結果が得られた.また,静的載荷試験で得られるせん断耐力を破壊エネルギーの観点から評価する簡易手法についても検討を進めた.

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

当初の計画通りに進めるが,研究者グループにおいての連携をさらに密にし,材料から構造までの包括的な議論を深化させる.

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Strength and air permeability of steam-cured expansive concrete: effects of chemical prestress, water-to-binder ratio, and curing condition2023

    • Author(s)
      Wijaya Adhitya Leonard、Kajita Saeko、Tadokoro Yuji、Uchino Masayuki、Nakarai Kenichiro
    • Journal Title

      Materials and Structures

      Volume: 56 Issue: 7 Pages: 133-133

    • DOI

      10.1617/s11527-023-02223-8

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高炉セメントの水和発熱速度と自己収縮に及ぼす無水石こうと石灰石微粉末の影響2023

    • Author(s)
      佐川孝広,清野竜雅,茂木裕晃
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 45

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 膨張材を混和したセメントの水和発熱速度2024

    • Author(s)
      佐川孝広,樋渡陵太
    • Organizer
      日本セラミックス協会2024年年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Chemical prestress effect on the carbonation resistance of steam-cured normal-strength concrete2023

    • Author(s)
      Adhitya Leonard Wijaya, Kenichiro Nakarai
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Green Construction and Engineering Education
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Steam-cured calcium sulfoaluminate-based expansive concrete: An alternative for precast materials2023

    • Author(s)
      Adhitya Leonard Wijaya, Kenichiro Nakarai
    • Organizer
      The 13th International Conference on Geotechnique, Construction Materials & Environment
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shear strength of expansive RC beams using limestone aggregate with shear reinforcements2023

    • Author(s)
      Shogo Kuroiwa, Masahiro Hamamoto, Kenichiro Nakarai
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Green Construction and Engineering Education
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] せん断補強筋を有する石灰石骨材CPCはりのせん断強度2022

    • Author(s)
      黒岩省吾,濵本将,半井健一郎
    • Organizer
      土木学会中国支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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