2020 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of microstructural damage and estimation of expansion attained to date due to internal swelling reaction of concrete
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20H02227
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
川端 雄一郎 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (10508625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川野 秀一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50611448)
渡邊 禎之 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部先端材料開発セクター, 上席研究員 (70463065)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コンクリート / 内部膨張反応 / 統計解析 / 微細構造分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）検証用試験体の作製・屋外暴露：内部膨張反応による劣化進行過程を評価するための検証用試験体を作製し，屋外に暴露した。また，関連した室内実験用の試験体を作製し，室内での実験を開始した。実験ではASRとDEFを対象としている。内部膨張反応による劣化には少なくとも1年近い期間が必要であるため，現時点ではまだ実験データが十分に蓄積されていないが，一部の試験体では膨張の傾向が確認されており，それらについては下記の微細構造分析等を実施した。
（２）微細構造分析技術の基盤構築：上記の実験（１）のうち，ASRに関する試験体の一部で微細構造分析を実施した。特に，SEMモンタージュ技術を用いた骨材内部の損傷を定量した。現時点では1材齢での結果であるが，骨材内部の損傷がコンクリートの温度履歴によって異なることが明らかになった。また，DEFに関する試験体では，拘束度の異なる試験体でのギャップの形成やひび割れの空間分布を定量評価した。コンクリート表面のひび割れ総延長は拘束度の影響をほとんど受けないものの，ひび割れ方向は拘束度で大きく異なることが分かった。固体NMRでは，標準サンプル等を用いてMQ-MAS法とピーク分離法について検討した。
（３）画像再構成技術の検討：広域で撮影したSEM/XCT画像の画像再構成技術について，画像再構成に関する基礎モデルの方向性を検討した。まず，XCTで内部ひび割れを定量するための最適撮影条件について検討した。また，統計解析を用いて，既存の内部膨張反応の膨張履歴と気象条件を関連付けるモデル化の検討を行った。
（４）ケモメカニクス解析モデルの改良：ケモメカニクス解析について，協力者のMulton博士に解析プログラムを提供いただき，DEFの膨張モデルを充実させた。また，既存のケモメカニクス解析手法に対して，微細損傷の時空間モデルを取り込むためのプログラムの改良を行った。
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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
研究対象となる実験が数年オーダーであり，現時点では十分データが蓄積されていないものの，取得データを取り扱うプラットフォームは概ね整備されつつあり，おおむね順調に進展していると判断した。実験を進める上で，所属機関のコロナ対応等で実験の実施が当初困難であったが，年度後半には概ね遅れを取り戻すことができた。また，年度前半からオンライン会議等を活用し，緊密に連絡を取ることで，相互の連携をカバーすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には当初の計画通り順調に進展しているため，継続して研究を進める。2020年度と同様，各所属機関の対応状況等を見定めながらフレキシブルに対応する予定である。
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