2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of higher seismic and fire-resistant timber slender frame structure using eco-friendly and sustainable materials

Research Project

Project/Area Number	21H01481
Research Institution	Osaka Metropolitan University
Principal Investigator	谷口与史也大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30254387)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	Sanjay PAREEK 日本大学, 工学部, 教授 (20287593) 荒木慶一名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50324653) 石山央樹大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90634436) 鈴木裕介大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90635400)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	木質構造 / 低環境負荷 / 高耐震 / 高耐火 / ジオポリマー
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、低環境負荷型かつ持続可能型材料を用いた新しい高耐震（安全性と修復性）・高耐火木質構造システムの開発し，実験による当架構の各種性能の明確化と評価法の確立を目指す。2023年度は、提案する木質複合部材に対し、（高耐震高耐火を効果的に発揮するための）最適なジオポリマーの調合設計法の確立により注力し、各材料（フライアッシュ、NaOH水溶液、水ガラスなど）の質量比などをパラメータとした、ジオポリマーモルタルの力学特性試験及び耐火性能試験を実施した。調合設計法の検討に関する具体的な実験変数は、NaOH水溶液の濃度及び量、水ガラスの量、及び、練り混ぜ時間であり、評価項目はこれらの実験変数に対する施工性（フロー値）及び力学特性（圧縮強度、曲げ強度、ヤング係数）の関係である。以上の結果、提案部材に利用するにあたりジオポリマーの最適な調合設計法の基礎資料を整備することができた。また、上記検討の調合設計で作成したジオポリマーモルタル単体、及び、ジオポリマーモルタルで木材を被覆した供試体の加熱試験を行った。その結果、ジオポリマーモルタル単体を各温度（200, 400, 600, 800℃で45min.）で加熱した場合の力学特性（圧縮及び曲げ強度）変化を定量的に示した。また、ジオポリマーモルタルで木材を被覆した供試体については、木材の全焼を防止することが可能であることを示すとともに加熱温度の上昇に伴う炭化層の増大について調べることができた。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。