| 研究課題/領域番号 |
17K06641
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
伊庭 千恵美 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10462342)
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| 研究分担者 |
谷口 円 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 建築研究本部北方 建築総合研究所, 研究主幹 (20462351)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 凍害 / 熱力学 / 過冷却 / DSC / TMA / 多孔質材料 / 熱水分同時移動解析 / 破壊エネルギー / 熱分析 / 示差走査熱量計 / 熱機械分析 / 凍害機構 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、多孔質建築材料の凍害に着目し、熱分析装置を用いた熱力学的アプローチから材料の破壊エネルギーの定量化を試みた。微小試験体を用いた示差走査熱量計（DSC）による試料の凍結・融解に伴う放熱・吸熱量の測定では、装置の精度上破壊エネルギーの検出は困難であった。熱機械分析（TMA）では、含水率の異なる試料を用いて測定を行い、飽和度とひずみの関係を調べた。
実大試料を用いた凍結融解実験を行い、試料の温度変化を測定した。実験に対応した数値解析では、既往の三相系熱水分同時移動理論に、DSCで得られた氷の生成速度を関数として入力し、実験で得らえた過冷却解消による急激な温度変化を再現することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
建築材料の分野ではこれまで、凍害の根本的な原因である水の相変化と、材料力学的な局所破壊を共通の物差しとなるエネルギーで論じることはなされておらず、その点を結び付けようとした試みは学術的に意義があると考える。破壊エネルギーを検出するには至らなかったが、今後より精度の高い機器を用いて測定するための基礎情報が得らえた。
また、実験により急激な過冷却解消という現象が凍結による材料損傷の主原因ではないかと推察し、過冷却解消過程の温度変化を数値解析により再現できたことは、今後の過冷却解消時の変形および材料損傷を予測する手法の構築につながる。
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