2015 Fiscal Year Research-status Report
過冷却現象解消温度の確率分布に基づく熱力学的非平衡凍結水量予測モデルの確立
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15K06319
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岸本 嘉彦 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30435987)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 過冷却現象 / 過冷却解消温度 / 瞬間的含氷率増加量 / 確率分布 / 熱水分移動 / 凍害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，建築壁体に生じる凍害劣化の主要因と考えられている過冷却現象を確率的に考慮した耐久性予測モデルの開発の一環として，まずは対象材料をモルタルに限定し，凍結温度（過冷却解消温度）の確率分布に基づき，任意の最低到達温度において過冷却解消によって生じる瞬間的な凍結水量を確率的に予測する解析モデルの確立を目的とする。すなわち，対象とする地域の外界気象条件を与条件とすれば，過冷却解消により任意の凍結水量以上になる確率の予測を目指す。実際に破壊が生じる過冷却度の決定については本研究の検討内容には含まないが，将来的に破壊が生じる過冷却度が明らかになった場合には即時に対応可能なモデルである。
初年度は，提出した研究計画のうち，１）提案する解析モデルに適用可能な微小要素試験体サイズおよび測定点数の最適化，２）冷却速度，含水率をパラメータとした微小要素試験体の凍結実験を開始し，冷却速度の影響については測定を終えた。実験の結果，定性的な傾向の再現性について詳細な検討が必要と判断されたため，２）の実験については再実験を行った。また，微小要素間の干渉について追加検討する必要性が確認できたため，新たにモデル化を行い，実験結果を再現することに成功した。今後の計画においては，干渉距離に関する定量化を追加することを決定した。
暴露実験については基礎的なデータを得る予備実験を終えた。また並行して三相系熱水分同時移動モデルに基づく解析プログラムをとのカップリングを遂行中である。
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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
予定と異なる点は，実験の再現性に追加検証が必要となり，再実験を実施したこと，および微小要素間の相互干渉をモデルに組み込む必要性が明らかになったこと，そして相互干渉をモデル化することに概ね成功したことである。
初年度は，提出した研究計画のうち，１）提案する解析モデルに適用可能な微小要素試験体サイズおよび測定点数の最適化，２）冷却速度，含水率をパラメータとした微小要素試験体の凍結実験を開始し，冷却速度の影響については測定を終えた。実験の結果，定性的な傾向の再現性について詳細な検討が必要と判断されたため，２）の実験については再実験を行った。また，微小要素間の干渉について追加検討する必要性が確認できたため，新たにモデル化を行い，実験結果を再現することに成功した。今後の計画においては，干渉距離に関する定量化を追加することを決定した。
暴露実験については基礎的なデータを得る予備実験を終えた。また並行して三相系熱水分同時移動モデルに基づく解析プログラムをとのカップリングを遂行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
提出した計画書に従い，４）微小要素連続体の凍結温度確率分布の取得と解析モデルと比較・検討を行う。微小要素連続体を想定したモルタル試験体を用いて，凍結実験を行う。このとき，微小要素間の相互干渉距離についても検討可能な実験計画を立て，追加・検討する。また提案する解析モデルの妥当性について検討するため，解析プログラムに基づく計算結果と微小要素連続体の測定結果を比較・検討する。さらに実験の再現性に関する検証のための追加実験が必要となったため，提出した計画に加えて，実験を実施する。
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