| 研究課題/領域番号 |
20F20367
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
前川 宏一 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (80157122)
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| 研究分担者 |
WANG ZHAO 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
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| キーワード | セメント硬化体 / イオン平衡 / 溶解 / 海洋コンクリート / 二酸化炭素 / カルシウム / 電気防食 / 電気泳動 / 化学平衡 / 地球化学コード / 細孔空隙 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
火災時を想定して、1,000度に至る高温下におけるセメント系複合材料の固液相と気相変化と、鉄筋コンクリート構造部材の強度劣化と徐冷後の残存性能を評価する数値計算システムを開発する。高温に暴露されることによる固体中の水分の量と分布、溶存するイオンの濃度と沈着、徐冷時の水蒸気固定と自己修復を定量化し、都市部のインフラ施設の火災後の残存耐力と復旧性を求める。あわせて火災後の早期復旧計画の策定に資する形で、予測技術を維持管理システムに組み入れる。
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| 研究実績の概要 |
常温から高温域にかけて変化するセメント硬化体中の水分変化と、溶存イオン濃度（カルシウム、マグネシウム、珪酸塩イオン、硫酸塩イオン、塩化物イオン、アルミニウム、鉄イオン）の平衡モデルと固体形成モデルとの複合を図り、鋼材腐食反応と電場の形成に関する一般化モデルを数値解析に反映させた。腐食反応に伴う鉄イオンの移動と寂の沈殿を考慮し、腐食錆びの拡散領域を計算に算入するように開発を進めた。
数値解析法の機能性を検証する目的で、高分子材料を用いた透明な疑似コンクリートを用いて、時間―空間での多種イオンの移動と平衡する固体の溶解度を測定し、モデルの適用範囲の検証を行った。また、気中の二酸化炭素濃度および火災現場での高濃度二酸化炭素濃度のもとでのセメント硬化体中のイオン平衡にも着目し、既往の実験結果を基に数値モデルの検証をすすめ、適用性を確認した。
フレッシュコンクリートの練り混ぜ水に海水を用いた海洋型コンクリートの高温時の挙動と、海水使用に伴って起こる水和結晶構造の変化と、それに連動する強度特性の変化の二者に着目し、開発したモデルの適用性の確認を行った。製造からおよそ数年までの熱力学的動態を追跡可能であることを既往の実験結果も参照して確認することができた。地中環境を想定した電場のもとで、アノード反応領域でカルシウムイオン濃度が急激に上昇することを見出し、これが二酸化炭素の溶存に関係していることも実証することができた。また、フライアッシュを結合材に混入することで、初期水和とそれに伴う細孔組織の形成が変化することを、併せて見出した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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