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水分移動センシング機能を付与した建築材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K14062
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 建築構造・材料
研究機関宇都宮大学

研究代表者

藤本 郷史  宇都宮大学, 地域デザイン科学部, 准教授 (30467766)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードモニタリング / 維持管理 / 建築物 / センシング / 計測技術 / 移動現象 / 水 / インピーダンス / コンクリート / センサ / 水分移動 / 既存建築物 / 含水率 / 建築材料 / 水分検知 / 含水 / 静電容量 / 流下 / 流入 / 劣化 / 雨水 / 鉄筋コンクリート / 材料開発 / 耐久性 / 検知
研究成果の概要

主に次の(1)~(5)の成果を得た。(1)水分検知機能の付与,特に浮遊静電容量から電極から離れた箇所にある水膜の存在の検知できることを示した。埋設条件,環境条件,水分移動の条件を検討して,本技術の適用範囲を示した。部材スケールアップや2次元化はできなかった。(2)ひび割れ内水移動現象の実験系を構築し,低水セメント比コンクリートで水の移動距離が長いという興味深い現象を発見した。(3)温度補正手法式を提案し,実建築物で提案式を使用する手順も提案・検証した。(4)適切な等価回路モデルも検討した。(5)以上を総合して,維持管理の新しいあり方および開発要素技術を含む総合的な計測システムを提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国の建築物ストックは膨大であり,効率的な維持管理が求められている。本研究は,効率的な維持管理を実現するために,従来の電子的センサに代わって,センシング機能付与型材料の開発という新たな技術に挑戦したものである。実建築物のような長期にわたって使用できる電子センサは入手困難であることを踏まえ,実建築物へ適用できる計測技術の要求条件を明らかにした点,また,分析を踏まえて劣化外力となる水の移動現象を計測できる要素技術を開発し,温度等の補正手法を構築した点で社会的な意義が大きい。また,付随的な成果としては,ある種の条件下でひび割れ内の水移動現象に特異な現象を発見した点も今後の学術的な発展に寄与する。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] コンクリートの交流インピーダンス計測における含水率と温度の相互作用に関する分析2019

    • 著者名/発表者名
      直井聡人, 藤本郷史, 原紳
    • 雑誌名

      日本建築学会学術講演梗概集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] CPE を含む等価回路モデルを用いたセメントペーストの電気化学的特性の分析2019

    • 著者名/発表者名
      小口崚平, 藤本郷史
    • 雑誌名

      日本建築学会学術講演梗概集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] LOWER WATER-TO-CEMENT-RATIO MAY INDUCE HIGHER DETERIORATION WHEN CONCRETE IS CRACKED - EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND MECHANISM -2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto, Yifter Simon Seifu
    • 雑誌名

      Proc. fib congress

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of various factors in mix design on pore structure and wettability inside mortar2018

    • 著者名/発表者名
      Yifter Simon Seifu, Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Proceeding of JCI annual meeting Tochigi Division

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Influence of absorption rate of concrete on rainwater flow inside inclined concrete cracks2017

    • 著者名/発表者名
      Yifter Simon Seifu, Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of AIJ annual meeting, 2018

      巻: A1 ページ: 789-790

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Difference in mix proportion of concrete induces different water movement inside cracks2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The 13rd Korea/Japan Joint Symposium on Building Materials and Construction

      巻: 12 ページ: 299-303

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 交流インピーダンス法を用いたセメントペーストの水和組織の形成と含水率変化の観察2017

    • 著者名/発表者名
      直井 聡人
    • 学会等名
      JCI栃木支部研究発表会
    • 発表場所
      小山市生涯学習センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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