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硬化過程の温度履歴によるコンクリートの異種材料界面の状態変化と耐久性の関連性評価

研究課題

研究課題/領域番号 17H03285
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関埼玉大学

研究代表者

浅本 晋吾  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50436333)

研究分担者 長井 宏平  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00451790)
蔵重 勲  一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, その他 (20371461)
全 邦釘  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (60605955)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード初期温度履歴 / 異種材料界面 / 熱作用 / 時間依存変形 / 耐久性 / 初期高温履歴
研究成果の概要

本研究では,コンクリートに最大70℃程度の高温が初期に作用したときに,構成材料の界面の損傷評価,それに伴う材料特性の変化について検討をした.その結果,使用材料によっては,初期の高温作用で界面に損傷がもたらされる可能性を示し,有害物質に対するコンクリートの移動抵抗性が低下し得ることも示した.また,体積変化や変形特性も使用材料と初期温度作用によっては大きくなり得ることが分かった.初期の高温作用が要因の膨張劣化については,炭酸イオンによって促進される可能性を実験,解析の両面で示し,フライアッシュという石炭灰による長期的な抑制効果を実験で確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

生産年齢人口の減少が進みつつあるわが国では,現場での施工を必要とせず,生産性の高いコンクリートの工場製品の土木構造物への活用が期待されている.一般に,工場製品では,初期に高温を作用させて早期強度を得ることが多く,それが耐久性といった長期の性能に与える影響は必ずしも明らかではない.使用材料と温度履歴によって変化する力学的特性から耐久性までを体系的に検討した本研究成果は,後世に堅固な構造物を残すためにも,重要な知見といえる.なお,初期の高温作用は必ずしも悪影響を与えるわけではない.また,高温作用は,熱帯地域の開発途上国では重要な命題であり,本成果は海外での問題解決にも貢献できると期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Moratuwa/Department of Civil Engineering(Sri Lanka)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A mesoscale discrete model for mechanical performance of concrete damaged by coupled ASR and DEF2020

    • 著者名/発表者名
      Wang Yi、Jiradilok Punyawut、Nagai Kohei、Asamoto Shingo
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 232 ページ: 107055-107055

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2020.107055

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expansive cracking and compressive failure simulations of ASR and DEF damaged concrete using a mesoscale discrete model2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Yi、Meng Yushi、Jiradilok Punyawut、Matsumoto Koji、Nagai Kohei、Asamoto Shingo
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Composites

      巻: 104 ページ: 103404-103404

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2019.103404

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] インドで発生したPC枕木のひび割れの原因究明とASRおよびDEFの相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      安藤陽子,片山哲哉,浅本晋吾,長井宏平
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40 ページ: 909-914

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of carbonate ions on delayed ettringite formation2017

    • 著者名/発表者名
      Asamoto Shingo、Murano Kohki、Kurashige Isao、Nanayakkara Anura
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 147 ページ: 221-226

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2017.04.107

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation on possible causes of expansion damages in concrete - a case study of sleepers in Indian Railways2017

    • 著者名/発表者名
      A. Awasthi, K. Matsumoto, K. Nagai, S. Asamoto and S. Goto
    • 雑誌名

      Journal of Asian Concrete Federation

      巻: 3 ページ: 49-66

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] DEF 促進環境におけるフライアッシュの抑制効果2019

    • 著者名/発表者名
      浅本晋吾
    • 学会等名
      「DEFのリスクを考える」に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱力学的相平衡計算に基づく系内に存在する炭酸カルシウムがettringite の安定性に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      浅本晋吾
    • 学会等名
      「DEFのリスクを考える」に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of high temperature at early age on interfacial transition zone and material properties of concrete2018

    • 著者名/発表者名
      S. Asamoto
    • 学会等名
      SynerCrete'18 International Conference on Interdisciplinary Approaches for Cement-based Materials and Structural Concrete
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fracture simulation of concrete with ASR and DEF expansions by RBSM2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Meng
    • 学会等名
      10th International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures(FraMCoS-X)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 線膨張係数の異なる骨材材料を持つモルタルの高温作用による界面損傷の検討2018

    • 著者名/発表者名
      大久保拓馬
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 初期の高温作用がコンクリートの骨材界面に与える損傷と材料特性に与える影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      浅本晋吾
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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