2020 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 / コンクリート / 調配合 / 透気試験 / 吸水試験
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およびコンクリート供試体を対象として，小径ドリル型削孔試験機を用いて削孔試験を実施し，実施後の削孔跡を利用して透気試験を実施した。水セメント比や単位水量が削孔速度や透気速度に及ぼす影響についても検討した。併せて，削孔速度と透気速度の関係に及ぼす影響についても検討した。実験結果より，削孔跡を利用した簡易透気速度は，従来法による簡易透気速度と同様に水セメント比の差異を捉えられることから，削孔跡を試験孔とした場合にも，表層品質を評価できることが示された。また，本実験においては，簡易透気速度と削孔速度の評価範囲の差異が小さいことにより，既往の研究に比べて，両者の相関は強くなった。以上のことから，従来の透気試験法に比べ，より微細な損傷で透気試験を実施できること，また，削孔試験で評価する部位とほぼ同等の部位における透気試験結果との比較検討により削孔速度に及ぼす骨材の影響が示唆された。また，再生骨材コンクリートを対象とし，簡易的な吸水試験および小径ドリル型削孔試験を実施することで，削孔速度と表層の吸水性の関係を検討するとともに，再生骨材コンクリート表層の品質評価の可能性についても検討した。実験結果より，標準養生した再生骨材コンクリートは，削孔速度と吸水率の相関は強く，コンクリートの極表層の品質評価手法として，小径ドリル型削孔試験を使用できる可能性があることを明らかにした。
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。本年度は，削孔試験を実施した跡を利用した透気試験の実施可能性を検討するとともに、昨年度に引き続き，削孔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試験体中のどのような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。現時点では公表に至っていないものもあるが，本年度の研究成果によって，これまでの削孔試験で得ていた削孔速度を利用した表層品質評価の問題点が明確になってきたため，当初予定の削孔試験機の改良とは異なる種類の改良・改善が必要となることが明らかになった。そのため，新規導入した削孔試験機の改良・改修に関する点については進捗が遅れている。一方で，本研究の目的である，表層品質評価手法へ小径ドリル型削孔試験の適用については，概ね予定通りの成果を得ている。
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速度の算出方法の問題点が改めて明らかになった。今後も，当初予定の通り，各種調合のうち，特に骨材の種類，容積などのパラメータ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を続けるが，併せて，削孔速度の算出方法，特に骨材の影響を適切に除去する方法について，模擬骨材等を利用した，よりセメントペーストの挙動をり単純化した試験体によって検討することで，これまでの削孔速度と各種品質評価試験および品質に影響を及ぼす要因との関係について，改めて整理・分析を進める。一方，当初予定よりも遅れている試験機の改良についても，本年度までの研究成果によって，その方向性が明らかになったため，これまでの成果を踏まえた上で早急に実施し，検証を行う。
Causes of Carryover	当初の予定からは遅れたものの，本年度は新規試験機の導入を行うことができたが，本年度までの研究成果によって，試験機については，当初予定していたものとは異なる種類の試験機の改良・改修の必要性が明らかになったこと，また，削孔速度の算出のために，これまでの強度推定とは別のアルゴリズムによる抽出および算出が必要となったことにより，機器およびソフトウェア改修のための時期が遅れていることに起因している。現在，試験機の改修方法とソフトウェア改修のための検討を続けており，本年度未使用の助成金については，当初予定の試験機の改修およびソフトウェア改修のために使用し，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。