2019 Fiscal Year Research-status Report

Study on Application of small-diameter drilling test to surface quality of concrete

Research Project

Project/Area Number	19K04719
Research Institution	Daido University
Principal Investigator	藤森繁大同大学, 工学部, 准教授 (60437077)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	小径ドリル型削孔試験 / 表層品質 / モルタル / 水セメント比 / 単位水量 / ブリーディング / 型枠
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，小径ドリル型削孔試験機を用いて，表層コンクリートの物質移動抵抗性を評価する新たな手法を確立することを目的とする。本試験機による削孔で得られるデータはセメントペーストと微細な細骨材の両方を削孔して得られたものである。そのため，削孔速度だけでなく，物質移動抵抗性を表す指標と密接な関係のある要因を探るために以下の点について検討した。水セメント比および単位水量を変化させたモルタル供試体を対象として，削孔速度と表層品質に影響を及ぼすブリーディングとの関係を検討した。併せて，打込み面，上部側面，および下部側面の削孔速度から，試験体高さ方向の品質が削孔速度に及ぼす影響についても検討した。実験結果より，打込み面の削孔速度は，側面より大きな値を示す傾向があり，脆弱層を評価できる可能性が示唆された。一方，試験体高さや型枠界面に発生する水みちなどの影響により，上部側面と下部側面の削孔速度に明確な差異はみられなかった。また，本実験の範囲内ではあるが，水セメント比を実験要因とした場合，削孔速度と小型容器ブリーディング量の間には相関関係がみられ，5%程度の水セメント比による差異を評価できる可能性が示唆された。また，ブリーディング量と削孔速度の間には，水セメント比を実験要因とした場合には正の相関関係が，一方，単位水量を実験要因とした場合には，負の相関関係がみられた。これらの研究実績により，小径ドリル型削孔試験機で得られる削孔速度は，物質移動抵抗性に影響を及ぼす複数の要因を複合的に評価した指標であることがより明確になり，品質評価試験方法として確立するために必要な削孔試験機の能力の一部が明らかになった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究で用いる小径ドリル型削孔試験機は，モルタルやコンクリート中のセメントペーストに該当する部分を削孔することにより，得られた削孔速度によって，これらの強度を推定できることが示唆されている。一方，得られる削孔速度は，セメントペーストのみならず，2.8mmのドリルビットの直径以下の微細な細骨材を削孔した結果を含んでいる。そのため，本年度は，削孔速度がモルタルおよびコンクリートの表層品質に影響を及ぼす要因について検討することで，試験によって得られる削孔速度が表層品質に影響を及ぼすどの要因を評価しているのかを明らかにすることを目的に研究を実施した。本年度購入予定だった市販用の機器の最終調整に当初予測以上の期間を要したため，当初予定の試験機を新規導入はできなかったが，現行の試験機を使用することで，本年度の当初の目標は概ね達成することができた。一方，削孔試験機の削孔能力と安定性の向上についての改良については，前述の通り，市販機の製作と最終調整に時間がかかったため，本年度は十分に検討することができなかった。
Strategy for Future Research Activity	本年度の研究成果から，小径ドリル型削孔試験機をモルタル，コンクリートの表層品質試験方法として確立するために必要な削孔試験機の能力の一部が明らかになり，さらに，供試体の仕上げやドリルビットのばらつきの影響が明らかになった。今後は，当初予定の通り，各種調合を変化させたモルタル，コンクリート供試体を対象とした透水および透気試験を実施し，削孔速度との関係について整理する。一方，小径ドリル型削孔試験によって得られる削孔速度が，モルタル，コンクリート中の何を評価しているのかをより明確にすることを目的として，模擬骨材を用いて，セメントペーストの挙動をより単純化した試料による供試体を作成する。加えて，型枠中に施工された，モルタル，コンクリート中のセメントペーストや骨材が，打設時，あるいは仕上げ時の，突き固め，振動および叩きによってどのような挙動をするのかを実験的に検討し，既往の研究成果と合わせて整理する。これらの結果を踏まえた上で，上述の実験によって得られた硬化後の供試体を対象にして，各種表層品質試験と小径ドリル型削孔試験を実施し，実験結果を整理，分析することによって，試験機によって得られる削孔速度が試料中の何を削孔し，評価しているのかを明らかにすることで，表層品質試験方法としての小径ドリル削孔試験機に必要な能力を見極め，試験機の改良を行う。
Causes of Carryover	当初，本研究を強く推し進めるために専用に小径ドリル型削孔試験機を本年度に購入予定であった。本研究で用いる小径ドリル型削孔試験機は，これまでの様々な研究成果を踏まえた上で，常に改良を実施してきた。本年度初頭には，強度推定を目的とした形での市販品としての最終調整が進んでいたが，安定した品質での出荷のために，当初予測（7月完成予定）以上の時間を要することになり，試験機の購入と削孔能力と安定性向上のための改良は次年度に延期することとした。本年度については，現行の試験機を使用して研究を推進してきたが，本年度2月末に市販機の出荷の目処が明らかになったため，本年度未使用の助成金については，新たな試験機の導入と削孔能力と安定性向上のための改良に使用し，次年度助成金については，当初の予定通り，試験体の作製費用，旅費，試験機に関する消耗品費として使用する。