| 研究課題/領域番号 |
21H01402
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
杉山 隆文 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70261865)
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| 研究分担者 |
松本 浩嗣 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10573660)
高橋 駿人 東京理科大学, 創域理工学部社会基盤工学科, 助教 (30861786)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | Ｘ線ＣＴ / コンクリート / 放射線技術 / 生産性 / X線CT / 研究生産性 / 新材料 / 新工法 / 劣化現象 / カーボンニュートラル / 長寿命化 / 建設材料 / 放射光 / X線CT法 / 環境負荷低減 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の概要は、新しいコンクリート材料が研究開発される中で、放射線技術を積極活用することで、研究開発に要する時間を著しく短縮するとともに生産性を向上させる新たな研究手法を開発することにある。特性把握のための適正な試料寸法に基づき、時空間を極限まで縮小し、この構造内部を非破壊で繰り返し観察できる3次元透視技術を開発する。高強度X線および放射光X線等を用いることで、材料開発におけるデジタルデータを一元化して、これにより「土木構造材料開発におけるデジタルエンジニアリング」の構築に資する材料開発手法を研究する。
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| 研究成果の概要 |
新材料や新工法の開発において、放射線技術を積極活用することで、研究に要する時間を著しく短縮して研究生産性を向上させる手法を研究した。長期に渡って進行するセメント水和物の溶脱について、1か月間の溶出実験を実施し、非破壊CT-XRD連成法を適用することで、溶出領域と非溶出領域を分離できることを明らかにした。また、これまで困難であったコンクリート内部の骨材を分離して、その空間配置を可視化した。さらに、３DCP（コンクリートプリンティング）の積層造形後の内部空隙をCT法から調べ、造形方法の影響を研究した。これらにより、「土木構造材料開発におけるデジタルエンジニアリング」の構築に資する手法を研究した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コンクリートは、地球上で大量に使用され、その使用環境も多岐に及んでいる。その結果、コンクリート材料は多様化して、要求性能を満足する品質の確保やより一層の品質向上が図られている。耐久的なコンクリートの性能を照査するために、長い研究期間や多くの実験が繰り返されてきた。将来にわたり、研究生産性を確保しながら向上するには、マテリアルズインフォマティクス（ＭＩ）の手法に資するデジタルエンジニアリングの構築が必要である。本研究は、放射線技術を積極利用することで、コンクリートの強度や耐久性を支配する内部構造を透視して、それらをデジタルデータとして解析することで研究生産性の向上を目指す手法を研究した。
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