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超高強度・高靭性ハイブリッド型繊維補強セメント系材料の開発

Research Project

Project/Area Number 14J07167
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

クォン ソクミン  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsUHP-HFRCC / 配向性 / 耐久性 / 自己治癒 / Multi-Scale / Self-healing / Ductility
Outline of Annual Research Achievements

次世代の安全・安心建築につながる新しい建築材料となり得る,超高強度・高靱性ハイブリッド型繊維補強セメント系材料(UHP-HFRCC)の開発に当たり,平成27年度は,主に以下の2の項目について検討を行った。項目1では繊維の配向性がUHP-HFRCCの引張性能に与える影響,項目2ではUHP-HFRCCの自己治癒性能についての検討を行い,以下の成果が得られた。

(項目1)繊維補強セメント複合材料(FRCC)に用いられる補強繊維は異方形状であるため,補強鋼繊維の配向性がFRCCの力学性能に影響を与えることが知られている。 平成27年度は,打ち込み方法と試験体寸法が繊維の配向特性に与える影響を調べることを目的とした。その結果,試験体寸法・打ち込み方法と配向性を示す配向係数には強い相関がある事が確認された。また,配向係数と引張力学性能の間には相関があり,引張応力方向への繊維配向性が高いほど,引張力学性能が向上することが明らかとなった。

(項目2)UHP-HFRCCの自己治癒性能に関する検討については,自己治癒によるひび割れ閉塞の定量的な評価を行った。また,自己治癒メカニズムを明らかにする事を目的として,自己治癒による生成物質の分析を行った。その結果,UHP-HFRCCの性能を発揮する際に発生するひび割れは,ひび割れ幅が0.07mm以下と極めて微細であり,28日間の水中浸漬によってひび割れを自己治癒し,透気係数を評価パラメータとした場合にはほぼ100%回復することがマイクロスコープの観察と透気試験によって確認された。また,自己治癒物質は主にCaCO3であることがEDXとRaman spectroscopy分析によって明らかになった。加えて,UHP-HFRCCに含まれる大量の未水和セメントの再水和が,自己治癒に影響を及ぼすことを水和度分析によって確認した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Effect of Wollastonite Microfiber on Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Cement-Based Composites Based on Application of Multi-Scale Fiber-Reinforcement System2015

    • Author(s)
      Sukmin Kwon, Heeshup Choi, Tomoya Nishiwaki, Hirozo Mihashi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 13 Issue: 7 Pages: 332-344

    • DOI

      10.3151/jact.13.332

    • NAID

      130005086526

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • Year and Date
      2015-07-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Material Design Methods for Lightweight Cement-Based Composites and Its Application2015

    • Author(s)
      Kwon, S., Nishiwaki, T., Kikuta, T., and Mihashi, H.
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 178-186

    • DOI

      10.3151/jact.13.178

    • NAID

      130005130386

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • Year and Date
      2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experimental study on self-healing effect of FRCC with PVA fibers and additives2015

    • Author(s)
      Tomoya Nishiwaki, Haruka Sasaki and Sukmin Kwon
    • Journal Title

      Journal of Ceramic Processing Research

      Volume: 16 Pages: 89-94

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 繊維配向性が超高強度高靭性繊維補強セメント複合材料の引張性能に与える影響2015

    • Author(s)
      鈴木慶汰, Sukmin Kwon, 西脇智哉, 武田三弘
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 37 Pages: 1129-1134

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of Ultra-High-Performance Hybrid Fiber-Reinforced Cement-Based Composites2014

    • Author(s)
      Kwon, S., Nishiwaki, T., Kikuta, T., and Mihashi, H.
    • Journal Title

      ACI Materials Journal

      Volume: 111 Issue: 3 Pages: 309-318

    • DOI

      10.14359/51686890

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 表面改質軽量骨材による超軽量断熱コンクリートの力学特性の改善に関する実験的研究2014

    • Author(s)
      橋戸翔, 崔希燮, 西脇智哉, Sukmin Kwon
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 36 Pages: 1756-1761

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ワラストナイトによるミクロレベルのひび割れ架橋が超高強度高靭性複合材料の引張特性に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      Sukmin Kwon, 西脇智哉, 崔希燮, 三橋博三
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 36 Pages: 2212-2217

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] EXPERIMENTAL STUDY ON TIME-DEPENDENT BEHAVIOR OF CRACKED UHP-FRCC UNDER SUSTAINED LOADS2016

    • Author(s)
      Tomoya Nishiwaki, Sukmin Kwon, Hiroto Otaki, Go Igarashi, Faiz U. A. Shaikh, Alessandro P. Fantilli
    • Organizer
      International RILEM Workshop on creep behaviour in cracked section of Fibre Reinforced Concrete
    • Place of Presentation
      Valencia, Spain
    • Year and Date
      2016-03-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 繊維配向性がUHP-FRCC の引張特性に与える影響2015

    • Author(s)
      鈴木慶汰, Sukmin Kwon, 西脇智哉, 武田三弘
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県・平塚市)
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Self-healing Capability of Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Concrete (UHP-FRC) Self-healing Capability of Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Concrete (UHP-FRC)2015

    • Author(s)
      S. Kwon, T. Nishiwaki, H. Mihashi
    • Organizer
      5th International Conference on Self-Healing Materials 2015
    • Place of Presentation
      Durham, USA
    • Year and Date
      2015-06-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental study on self-healing effect of FRCC with PVA fibers and additives against freeze/thaw cycles2015

    • Author(s)
      T. Nishiwaki, H. Sasaki, S. Kwon, G. Igarashi, H. Mihashi
    • Organizer
      5th International Conference on Self-Healing Materials 2015
    • Place of Presentation
      Durham, USA
    • Year and Date
      2015-06-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] UHP-FRCCにおける配向係数の評価とその引張性能への影響2015

    • Author(s)
      鈴木慶汰, Sukmin Kwon, 西脇智哉, 武田三弘
    • Organizer
      日本建築学会東北支部研究報告集
    • Place of Presentation
      山形大学小白川キャンパス(山形県・山形市)
    • Year and Date
      2015-06-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental study on recovery of watertightness due to self-healing capability of FRCC panels2015

    • Author(s)
      Tomoya Nishiwaki, Haruka Sasaki, Sukmin Kwon and Hirozo Mihashi
    • Organizer
      International Conference on the Regeneration and Conservation of Concrete Structures
    • Place of Presentation
      Nagasaki Brick Hall (長崎県・長崎市)
    • Year and Date
      2015-06-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ワラストナイトの混入が超高強度モルタルの靱性に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      Kwon Sukmin, 西脇智哉, 三橋博三
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Year and Date
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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