2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of essential rheological property of Bingham fluid based on the focal point formation among flow curves of fresh cementitious materials
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15K14011
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岸 利治 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90251339)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コンクリート / フレッシュ / レオロジー / 流動 / 塑性粘度 / 流動速度分布 / 単純ずり |
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| Outline of Annual Research Achievements |
回転粘度計を用いてフレッシュモルタルの見かけのせん断速度（Ｘ軸）－せん断応力（Y軸）関係を取得し、SP添加率を変化させた場合のこれらの関係を外挿した直線群が、X座標・Y座標とも負である第三象限において焦点を結ぶという規則性と、その焦点位置が回転粘度計のローターの回転数を切り替えてからの経過時間に応じて動的にシフトし、その軌跡が正の傾きを持った線形関係を示すという規則性を発見した。この特性は、流体の「くっつき力」を初めて定量的に同定したものと考えられる。また、回転数を段階的に変化させてセメントペーストの応力時刻暦を測定した結果、測定時の円筒間距離により流動曲線のヒステリシス挙動が異なることが分かった。この挙動の違いは流動場における速度分布の相違に起因すると考え、各種粒子分散系の二重円筒間における速度分布のNMRによる測定事例を詳細に調査し、既発表データに基づき流動場の特性を詳細に考察した。その結果、粒子分散系の特性として、流動場はせん断流動域と非流動領域に分かれ、その境界は急であることを確認した。また、傾域の境界では速度分布は０ではない傾きを持ち、これは従来の降伏値を持つモデルでは再現されないことを確認した。また、クリアランスの全域がせん断流動していない場合には、異なるローター速度間で速度分布形が相似となる場合があることを明らかにした。さらに、流動速度分布形は冪関数ではなく、二次関数あるいは三次関数で近似すべきであることを明らかにした。このことは、クリアランスが狭くて全域が流動している場合でも、レオロジー分野における流動速度分布が線形になるという仮定、すなわち「単純ずりの仮定」は厳密には成立していないことを意味していると考えられることを明らかにした。また、ローターの回転数を変更した後の速度分布は、100秒程度あるいはそれ以上の時間をかけて緩慢に変化することを確認した。
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Research Products
(2 results)
