2002 Fiscal Year Annual Research Report
セメントの水和反応・組織形成シミュレーションによるコンクリートの材料特性予測
| Project/Area Number |
14750488
|
|---|
| Research Institution | Building Research Institute |
|---|
Principal Investigator |
杉山 央 独立行政法人建築研究所, 材料研究グループ, 主任研究員 (50344015)
|
|---|
| Keywords | セメント / コンクリート / 水和反応 / 微細組織 / 発熱特性 / 断熱温度上昇 |
|---|
| Research Abstract |
コンクリートは、使用セメントの種類、調合、養生方法などの各種条件によって、その特性が大きく異なる材料である。このため、コンクリートの材料特性を的確に予測することは困難と考えられてきた。しかし、コンクリートの材料特性はセメントの水和反応の進行およびその生成物である微細組織の形成に支配されているため、これらをシミュレートすることが可能になれば、コンクリートの材料特性を予測することができる。本研究では、セメントの水和反応および微細組織形成過程のシミュレーションを起点として、コンクリートの各種材料特性を予測する手法を提案する。
今年度は、以下について検討した。
1.セメントの水和反応・組織形成モデルの発展・向上
本研究の出発点となるセメントの水和反応・組織形成モデルによるシミュレーションの精度を高めるための検討を行った。すなわち、セメント硬化体の細孔径分布を調べるための系統的な実験を行い、この実験データをもとにしてモデルの諸係数の値を詳細に検討した。
2.セメントの水和反応・組織形成モデルを用いたコンクリートの発熱予測手法の提案
セメントの水和反応・組織形成モデルを用いて、コンクリートの材料特性の中でも特に重要である発熱特性を予測する手法を提案した。まず、セメントの水和反応過程をシミュレートし、それに伴って発生する水和熱量を計算した。次に、1個の仮想骨材とセメントペーストにより構成されるコンクリートセルを考え、セメントペースト部分から発生した熱が仮想骨材に伝わり、コンクリートセル全体の温度が上昇する過程をシミュレートした。他方、高精度の断熱温度上昇試験装置を用いて、セメント種類・調合の異なる12種類のコンクリートについて発熱過程を実測した。シミュレーション値と実測値を比較したところ、本手法により種々のセメント種類・調合のコンクリートについて発熱特性を精度良く予測できることが明らかであった。
|
