ハイブリッド型高靭性セメント系複合材料の開発とその構造的利用に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555157
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三橋 博三 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90091751)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 佳生 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60312617) ; 大塚 浩司 東北学院大学, 工学部, 教授 (10048803) ; 桐越 一紀 東北大学, 工学部, 教務職員 (60240660) ; 石原 誠一郎 (株)淺沼組, 技術研究所・建築構法研究室, 主任(研究職) ; 福山 洋 国土交通省, 建築研究所・国際地震工学部, 主任研究員
• Keywords: セメント系複合材料 / 繊維補強 / 有機繊維 / スチールコード / 高靭性化 / ハイブリッド複合材 / スナッビング

Research Abstract

有機系短繊維とマトリックスの適切な組み合わせにより擬似弾塑性挙動を実現すると共に、スチールコードを用いて繊維表面性状を変化させ、高靭性ハイブリッド複合材を開発するために、繊維素材の付着特性を実験的に検討すると共に、材料の靭性性能を破壊力学的に定量化した。それと並行して、内部のひび割れ観察を行った。また、せん断加力試験を実施して、内部損傷の進展度合いを超音波法によって評価する基礎的検討を行った。更にこれらの結果に基づいて、短繊維補強セメント系複合材の数値解析に利用可能な損傷モデルを検討した。以下に項目毎に列挙する。
1).マトリックスの微細構造がスチールコードの付着特性に及ぼす影響を実験により明らかにすると共に、ハイブリッド複合材料の高靭性化のメカニズムを検討した。その結果、スチールコードの付着特性はW/B=30%程度と水結合材比が低い方が優れているが、有機繊維の混入効果は見られない。しかしながら、スナッビング試験時の靭性は有機繊維の混入により大幅に改善される事を明らかにした。
2).X線造影法を用いて微細ひび割れの進展挙動を観察し、ハイブリッド複合材料によるひび割れ伝播抑制機構を明らかにした。
3).ひび割れ挙動のモデル化を行い、部材の非線形挙動を解析するためのハイブリッド複合材料の材料構成則を検討した。
4).ハイブリッド複合材料で作製した部材のせん断加力実験を行い、その靭性性能に及ぼす要因の検討を行うための準備をして、プレーンコンクリートを用い、せん断加力試験法の検討を行った。
5).本研究で開発される高靭性ハイブリッド複合材料及び部材を有効に利用した新しい構法システムを検討した。