2016 Fiscal Year Annual Research Report
Thin Metal Wire Discharge Shock Crush Method and Crack Control for Concrete Structure
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26420448
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
村山 浩一 熊本高等専門学校, 機械知能システム工学科, 准教授 (30290836)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放電 / 衝撃波 / 破砕 / コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放電衝撃破砕工法とは，直流高電圧電源によりコンデンサに蓄積した電気エネルギーを，ソレノイドスイッチを介して金属細線に印加することで細線を溶融気化させ，その体積膨張と周囲の液状媒体の気化膨張により高い衝撃力を発生させて破砕対象物を破砕するというものである．この工法は非発破・動的工法で，火薬を使わないことから，安全性・環境性に優れており，狭い場所や室内でも施工可能である．
今年度の研究ではこの放電衝撃破砕工法において，単なる破砕をおこなうだけではなく，意図した方向や場所に破断面を生じさせることで選択的な破砕がおこなえるよう，新たに埋め込み型のカートリッジを用いた手法を考案し，その検証実験をおこなった．
衝撃波に方向性を持たせるために，直径50mm，高さ100mmの円柱型モルタルの内部に楔形状の空洞を設けたものをカートリッジとして作成し，破砕対象物と見なした直径100mm，高さ200mmの円柱型大型モルタル試験片に埋め込んた試験片を作成した．試験片とカートリッジの隙間には超速硬グラウト材を流し込んで一体化しており，カートリッジに設けられた楔形状の空洞内には真鍮製電極と金属細線を取り付け，衝撃波を効果的に伝播させるために空洞全体はゲル状のホウ砂水溶液で満たした．
金属細線として直径0.1mm，長さ10mmのアルミニウム線を用い，コンデンサー容量2μF，充電電圧25kVの条件でこの試験片を使った破砕実験を行ったところ，カートリッジに設けられた楔形状の空洞のエッジ部分に衝撃波が集中し，そこから亀裂が進展することで，埋め込まれた側の大型試験片においても破断面を制御して破砕することが可能であることを確認できた．
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