2014 Fiscal Year Research-status Report
コンクリートの可変速ミキシングによる強度および流動特性の改善
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26820243
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| Research Institution | 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) |
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Principal Investigator |
山崎 尚志 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基, その他部局等, 助教 (80648965)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 可変速ミキサー / インバータ / コンクリート / セメントモルタル / 流動特性 / 強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、インバータによりコンクリートミキサーを可変速に制御し、練り混ぜ方法がコンクリートの諸物性にどのように影響するかを検討するものである。平成26年度は、可変速ミキサーの流動性計測装置の設計･開発、練り混ぜ中および練り上がり直後のコンクリートの流動性計測、硬化後のコンクリートの強度計測を予定としていた。
平成26年度の研究実績は、セメントモルタルを対象とし、ミキサーの可変速制御化を達成し、セメントモルタルに関して、練り混ぜ時の速度や練混ぜ時間がモルタルの諸物性に及ぼす影響を実験的に検討し、合理的なコンクリートの練り混ぜ方法を提案するための基礎的データを得ることができた。実験では、水セメント比や砂セメント比、混和材料の添加量などを変化させた複数の調合のセメントモルタルを対象に、練り混ぜ条件である周波数や練り混ぜ時間を変化させセメントモルタルを練り混ぜた。練り混ぜたセメントモルタルのフレッシュ性状としてフロー値と空気量、硬化後の基礎物性として圧縮強度を測定し、練り混ぜ条件がセメントモルタルの基礎物性に及ぼす影響を確認した。特に、調合や練り混ぜ条件により、練り混ぜに消費した電力量が変化することに着目し、練り混ぜに消費した電力量とセメントモルタルの諸物性の関係を検討した。その結果、セメントモルタルに混和材料を混入しない場合と、混入する場合では異なる結果を示すことが確認された。具体的には、1)電力量の増加に伴い、モルタルのフロー値は増加する。2)電力量の増加に伴い、SP無しのモルタルは空気量が減少するが、SPを添加することで空気量は増加する。特にSPとSiを併用したモルタルはその傾向が顕著となる。3)電力量の増加に伴い、SP無しのモルタルは圧縮強度が増加し、SPを添加することで圧縮強度は低下する。ことが確認された。
研究の成果は、日本建築学会大会（近畿）で発表した。
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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
平成26年度には、コンクリート可変速ミキサーを試作し、コンクリートの練り混ぜ条件とコンクリートの諸物性の関係を確認することが計画当初の予定であった。平成26年度の実績は、対象材料がセメントモルタルではあったが、セメントモルタルはコンクリートを扱ううえで基本的な情報をもつ材料であり、得られた知見はコンクリートへの応用が可能である。平成27年度には、予定しているトルク制御によるコンクリートミキサーの試作が可能であることを見込んでおり、当研究はおおむねね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は、26年度において試作した可変速ミキサーにより、練り混ぜ速度がコンクリートの強度および流動特性におよぼす影響を明らかにし、可変速コンクリートミキサーの駆動方法を誘導モーターからインバータ駆動モーターに変更するとともに、可変速コンクリートミキサーのトルク値を計測できるようにミキサーを整備し、よりインバータ制御を行いやすいインバータ駆動式ミキサーの開発を行う。これにより練り混ぜ中のミキサーのトルク値を管理することができ、このトルク値をインバータにフィードバックすることにより、実際の練り混ぜ中のコンクリートの流動特性に応じたエネルギー管理を行うことが可能になる。
インバータ駆動式ミキサーの開発が計画通り進んだ場合はコンクリートの主要構成材料であるセメント、水、細骨材、粗骨材に加えて、高強度コンクリートや高流動コンクリートに使用される微粉材料および流動化剤などの影響を考慮したコンクリートの練り混ぜ実験を行い、コンクリートの強度および流動特性に及ぼす影響を測定する。これらの実験と平行して、練り混ぜに必要なエネルギーとコンクリート特性についての解析を行い、評価方法の提案を開始する予定である。
28年度は、27年度に引き続き、コンクリートの主要構成材料であるセメント、水、細骨材、粗骨材に加えて、微粉材料および流動化剤などの影響を考慮したコンクリートの練り混ぜ実験を行い、コンクリートの強度および流動特性に及ぼす影響の測定を完了する。実験データの計測が終了した後は練り混ぜに必要なエネルギーとコンクリート特性についての解析を行い、コンクリートの練り混ぜ評価方法の確立を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度に調達を予定していた物品、材料ならびに研究発表・調査にかかる費用については、おおむね予定どおり使用したが、所属する研究機関の経理システム上、物品の納入額を事前に把握するのは難しいため、交付額400,000円に対し多少の次年度使用額として1,936円が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に調達する物品の購入に充てる予定である。
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