フレッシュコンクリートの練混ぜ・温度・時間依存型多相流動解析モデル

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455179
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小澤 一雅 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80194546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸 利治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90251339) ; 下村 匠 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (40242002) ; 前川 宏一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80157122)
• Keywords: 固体粒子 / 構成則 / 多相モデル / 粘性流体 / フレッシュコンクリート

Research Abstract

本研究の目的は、練り混ぜ・温度・経過時間に伴う変化を考慮できる,フレッシュコンクリートの多相流動解析モデルを構築することにある。まず,コンクリートをペースト・細骨材・粗骨材の3相から構成される材料とし,粗骨材および細骨材はそれぞれ均一な粒子径を持つ固体粒子の集合体に,ペーストは粘性流体にモデル化し,全体を構築した。各相の運動方程式から,全体の構成則が算定されるのである。
各固体粒子の運動は,各相内の平均的な運動と粒子相互の接触や衝突による変動する運動によって記述される。各相内に発生する応力は、これらの各粒子間の相対速度によって支配される。これらの現象を考慮し,質量・運動量・エネルギーの保存則に基づき,各相の支配方程式を導出した。さらに,各相間の相互作用を考慮し,直応力が存在する場合の剪断応力の変化をも表現できるモデルとした。
構築された構成モデルを用いて各種配合条件下でのフレッシュコンクリートの剪断応力とひずみ速度の関係について感度解析を実施した。粗骨材相が剪断応力の発生に最も大きな影響を及ぼし,モルタルの存在や高粘性のペーストが粗骨材粒子相互の接触や衝突を抑制する働きを持つことが表現された。本研究により,フレッシュコンクリートの流動解析を実施するための基礎となる構成則のフレームワークが完成したといえる。
ペーストの構成則に粉体粒子の凝集構造を取り込んだモデルとすることで,練り混ぜ・温度・経過時間に伴う変化を精度よく予測可能なモデルとすることが可能と思われる。

Research Products

• [Publications] Amorn Pimanmas,Kazumasa Ozawa: "Mathematical Modeling of Shear Constitutive Relationship for Flowing Fresh Concrete," International Conference on Urban Engineering In Asian Cities In the 21^<st>Century,AIT,. (1996)
• [Publications] Amorn Pimanmas,Kazumasa Ozawa: "Modeling of the Mechanism of Shear Stress Generation due to Coarse Aggregate Interaction In Fresh Concrete," 51^<st> Annual Conference of JSCE,. 232-233 (1996)
• [Publications] Amorn Pimanmas,Kazumasa Ozawa: "A Microscopic Model to Predict Viscosity of Concentrated Suspension," Proceeding if JCI Symposium on Consistency and Workability of Fresh Concrete,JCI,. 19-24 (1996)
• [Publications] Amorn Pimanmas: "Multi-Phase Model for Constitutive Relationship of Flowing Fresh Concrete," Master Thesis submitted to The University of Tokyo,. (1996)