2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ・分子スケールのセメント水和物構造変化に基づくコンクリート構造の耐久性力学
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15H04077
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
丸山 一平 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40363030)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五十嵐 豪 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10733107)
寺本 篤史 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30735254)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 乾燥 / ひび割れ / C-S-H / コンクリート / 剛性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2015年度は，セメントペーストについては異なる水セメント比の水和と乾燥による収縮についての検討を進め，C-S-Hが乾燥に及ぼす影響について検討した。W/C=0.55，0.40，0.30の水セメント比について，材齢3，7，28，91日に脱型したときの乾燥収縮ひずみを測定するとともに，XRD/Rietveld解析によってセメントの水和に関する情報を取得した。その結果，C-S-Hの析出量の増大に伴って乾燥収縮が大きくなる傾向は，それぞれのセメントにおいて確認できたものも，水セメント比の違いによって異なる単位体積あたりのC-S-H量の大小関係は，乾燥収縮ひずみの大小関係を説明できないことがわかった。この傾向は，セメント粒子境界外に析出するC-S-Hと内部に析出するC-S-Hを考慮することでおおむね説明ができた。
コンクリートについては，異なる乾燥度合のコンクリートについて，内部の損傷と透気性の関係について測定を行った。骨材の違いによって損傷は変化するものの，透気性は大きく変化しないことが確認された。この成果は，特に乾燥過程において骨材の影響を受けない，ということを示しており，継続して検討が必要がある。
構造的検討として，RC壁を作製した。2016年度に載荷試験を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
根拠は以下の通りである。１）セメントペーストの乾燥収縮ひずみについては，いままで未解明であった材齢・水セメント比・セメント種類の違いによる影響に資するデータを取得した。このデータの一部は，外部水和物・内部水和物の挙動を考慮することにより定量的に説明できる足がかりを得ている。しかしながら，ビーライトの多いセメントについては説明ができないので，追加の検討を行う必要がある。２）コンクリートの乾燥影響については，コンクリート構造物の物性変化速度を律速する水分移動に資する乾燥と透気性に関する実験データを取得した。このデータにより，乾燥において骨材種類の影響はあまり大きく無いことが示唆された。引き続き，水分移動に関する定量データを取得する必要がある。３）RC部材性能評価については，壁試験体の準備を行った。次年度の実験によって，本事業の主目的は達成することができる見込みである。
予算減額のため，柱実験は難しいと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2015年に作製した十分水和した壁試験体について，乾燥の有無をパラメータとした載荷試験を行う。併せて，乾燥後のコンクリートの破壊根エルギー，強度の測定を行う。
本検討では，乾燥後の剛性低下現象がコンクリートの主要因であることを明らかにする実験を行うことを第一目的とする。
加えて，乾燥して剛性が低下したRC壁において，破壊モードが変化するかどうか，変化しない場合には耐力の変化がないことなどを確認することを目的とした。破壊モードが変化した場合には，そのメカニズムについて検討する。このプロセスを第二の目的とする。その他，力の流れと乾燥収縮ひび割れの影響を可視化する目的で，剛体バネモデルを基本とした数値解析手法の開発を検討する。
セメントの脱水現象はカルシウム-水の相互作用に依存するとの成果が出始めているので，1H-NMRの測定を高度化し，BRD法の適用を検討するなど微視的観点からの水分の挙動についての実験的検討を進める。また，セメントペーストの収縮メカニズムにおける異なるC-S-Hの影響を定量的に評価する目的でエーライトおよびビーライト含有量の異なるセメントについて，水和の程度とC-S-H量の差を考慮した状態でのペーストの収縮率の測定を行い，より普遍的な乾燥収縮モデルの構築を目指す。
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