異種ASR反応性骨材の異方性機構に基づく微細構造指標による耐久性照査体系の革新

Research Project

Project/Area Number	23KK0075
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	三浦泰人名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10718688)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川端雄一郎国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (10508625) 高橋佑弥東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10726805) 高橋駿人東北大学, 工学研究科, 特任助教 (30861786)
Project Period (FY)	2023-09-08 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000) Fiscal Year 2026: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000) Fiscal Year 2025: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000) Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000) Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords	ASR / 異方性 / ひび割れ / 微細構造分析 / 離散解析
Outline of Research at the Start	本研究では，骨材岩種に応じた各種異方性の因果関係を説明可能なひび割れ情報に基づく微細構造指標を発見することで，各種異方性メカニズムを解明するとともに，微細構造指標に基づく構成モデルの開発を行う．微細構造分析とASRの材料-構造連成モデルについて世界を牽引する若手研究者との国際共同研究体制を構築し，国内研究者が実際にイギリスおよびフランスに赴いて，共同研究を実施し，研究の目的を達成する．
Outline of Annual Research Achievements	R5年度（10月～3月）では，異なる岩種による膨張異方性の評価を目的とした個別研究１と膨張相とひび割れの可視化に向けた個別研究２について従事した．個別研究１では，骨材界面近傍を剥離するようなひび割れが生じる安山岩を用いた2軸の膨張試験の試験条件を確立するとともに，膨張試験を開始した．個別研究２では，X線CTとDVCによって拘束環境下において骨材中のひび割れ進展を可視化する手法を構築した．反応性骨材を1つ埋設した直径20mmの微小円柱試験体を作製し，自由膨張とX線を透過するCFRP円筒による拘束膨張の試験条件を確立した．CT画像からDVCを実施し，骨材とその近傍からのひび割れの進展を確認するとともに，膨張の起点に関する情報を入手することに成功した．また，広域での微細損傷の評価に向けて，その予備検討として，空間統計モデルの適用性の検討を行うための基礎データを取得した．各種セメント系材料で材齢ごとに反射電子像を複数枚撮影し，モンタージュを作成した．モンタージュを空間モデリングの一種であるKrigingでパラメータを同定した．これらの結果から，材料や材齢でのREVの違いなどを検討した。また，海外研究者のImperial College LondonのWong博士とToulouse UniversityのMulton博士と全体オンライン会議を1回行い，研究グループの役割と方向性を確認した．また，髙橋のWong博士の研究室への渡航について2回のオンライン会議を行い，次年度以降の渡航計画について協議した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason R5年度では，半年の間に膨張試験やX線CTとDVCによる評価手法を確立することを目的としており，問題なくそれを達成できていることから，当初予定通り順調に進展していると判断した．
Strategy for Future Research Activity	R6年度では，引き続き個別研究１と２を継続するとともに，髙橋の海外渡航の準備を進める．個別研究１では，多軸拘束膨張試験を継続し，所定の膨張量に達したときに力学試験とX線CTを実施する予定である．個別研究２では，CFRP円筒による拘束膨張試験方法を確立したため，継続して実験データの拡充を行い，実験精度を向上させる．さらに，骨材を貫通するひび割れが生じる膨張試験方法を模索して，骨材中の膨張圧発現メカニズムの異なるケースの実験条件の確立を目指す．また，SEM-EDSを用いて，化学組成の観点から反応リム相や反応生成物の侵入領域を評価することを目指す．髙橋の渡航について，Wong博士と具体的な渡航計画について協議を進める．