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高機能・高性能FRCCの合理的な材料設計手法と包括的な評価手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 17H03337
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 建築構造・材料
研究機関東北大学

研究代表者

西脇 智哉  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60400529)

研究分担者 井上 真澄  北見工業大学, 工学部, 准教授 (00388141)
菊田 貴恒  日本工業大学, 建築学部, 准教授 (20599055)
崔 希燮  北見工業大学, 工学部, 准教授 (70710028)
五十嵐 豪  東北大学, 工学研究科, 助教 (10733107)
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
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワード繊維補強セメント系複合材料 / データベース / 性能評価指標 / 単繊維引抜試験 / 建築構造・材料 / 補強繊維 / 複合効果 / 総合評価指標 / 性能指標 / 単繊維引抜
研究成果の概要

本研究課題では、繊維補強セメント系複合材料に着目し、高機能化・高性能化を実現する材料設計のためのデータベース構築と、包括的な評価手法の開発に取り組んだ。FRCCに対して用いる補強繊維について、センチメートル~ナノメートルオーダー、かつ、様々な材質について実験検討などを行って、データベースを整備した。このような幅広い補強繊維の組み合わせを利用した調合設計が可能となるよう、目標として定めた複数の指標(例えば、ひずみ硬化、自己修復効果、ワーカビリティ、コストなど)を総合的に評価するための指標を整備した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

FRCC材料は、長期に亘る建築や社会インフラストックの有効活用や、それを支える維持管理の確実な遂行に資すると期待される一方で、その高機能化・高性能化を実現する材料設計手法は必ずしも体系立てられていなかった。本研究課題で示した各種補強繊維の横断的なデータベースや、FRCC材料の総合評価手法は、設定した性能項目に対して適切な補強繊維の組み合わせ方法を検討するための、材料設計手法に大きく資するものである。

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

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件)

  • [国際共同研究] Politecnico di Torino(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Manado State Polytechnic(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた FRCCの単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能の評価2020

    • 著者名/発表者名
      三浦大樹、西脇智哉、菊田貴恒
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compressive and Flexural Strength Behavior of Ultra-high Performance Mortar Reinforced with Cellulose Nano-fibers2019

    • 著者名/発表者名
      Supit Steve W.M、Nishiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology

      巻: 9 号: 1 ページ: 365-365

    • DOI

      10.18517/ijaseit.9.1.7506

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 異なる径のPP短繊維を多添加した繊維補強コンクリートの材料特性及びひび割れに対する自己修復機能に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      李豪傑、西脇智哉、佐藤駿介、五十嵐豪
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 305-310

    • NAID

      120007032167

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tailoring Confining Jacket for Concrete Column Using Ultra High Performance-Fiber Reinforced Cementitious Composites (UHP-FRCC) with High Volume Fly Ash (HVFA)2019

    • 著者名/発表者名
      Fantilli Alessandro P.、Paternesi Meloni Lucia、Nishiwaki Tomoya、Igarashi Go
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 12 号: 23 ページ: 4010-4010

    • DOI

      10.3390/ma12234010

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 細径PP繊維を多混入した繊維補強コンクリートの作製方法に関する一検討2018

    • 著者名/発表者名
      李豪傑、西脇智哉、菊田貴恒、佐藤駿介
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40 ページ: 321-326

    • NAID

      120007032169

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ひび割れを有するUHP-FRCCの曲げクリープ時のひび割れ変化2018

    • 著者名/発表者名
      高桑謙吾、西脇智哉、Kwon Sukmin、五十嵐豪
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40 ページ: 285-290

    • NAID

      120007032171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ひび割れを有するUHP-FRCCの凍結融解抵抗性能および自己治癒2018

    • 著者名/発表者名
      大坂祐樹、西脇智哉、石山智、五十嵐豪
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40 ページ: 279-284

    • NAID

      120007032170

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ひび割れを有するUHP-FRCCの曲げクリープ時のひび割れ変化2018

    • 著者名/発表者名
      高桑謙吾,西脇智哉,Kwon Sukmin,五十嵐豪
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40

    • NAID

      120007032171

    • 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] ひび割れを有するUHP-FRCCの凍結融解抵抗性能および自己治癒2018

    • 著者名/発表者名
      大坂祐樹,西脇智哉,石山智,五十嵐豪
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40

    • NAID

      120007032170

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ナノスケールのひび割れ補強繊維を用いたモルタルからの単繊維引抜性状の検討2020

    • 著者名/発表者名
      三浦大樹、西脇智哉、菊田貴恒
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(関東)学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 繊維配勾を考慮した複数サイズのひび割れ補強繊維における複合効果の検討2020

    • 著者名/発表者名
      三浦大樹、西脇智哉、菊田貴恒
    • 学会等名
      第83回日本建築学会東北支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ca2+とCO32-を用いた自己治癒によるセメント系複合材料の効果的ひび割れ制御に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      井田知利、崔希燮、井上真澄
    • 学会等名
      土木学会北海道支部 令和元年度年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単繊維引抜き性状に及ぼす引抜き角度の影響に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      菊田貴恒
    • 学会等名
      第83回日本建築学会東北支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超高強度高靭性繊維補強セメント系複合材料を用いた梁の力学性能とその環境影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      安達由佳、西脇智哉、五十嵐豪
    • 学会等名
      2019年度日本建築学会大会(北陸)学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細径PP繊維を多混入した繊維補強コンクリートの製作方法に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      李豪傑、西脇智哉、菊田貴恒、佐藤駿介
    • 学会等名
      第81回日本建築学会東北支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] 細径PP繊維を多混入した繊維補強コンクリートの作製方法および収縮特性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      李豪傑、西脇智哉、佐藤駿介、菊田貴恒
    • 学会等名
      2018年度日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細径 PP 繊維を多混入した繊維補強コンクリートの製作方法および収縮特性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      李豪傑、西脇智哉、菊田貴恒、佐藤駿介
    • 学会等名
      2018年度日本建築学会大会(東北)学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 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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