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コンクリート構造物の施工に伴う空気量の変化と耐凍害性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K04209
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関岩手大学

研究代表者

小山田 哲也  岩手大学, 理工学部, 教授 (70361045)

研究分担者 羽原 俊祐  岩手大学, 理工学部, 嘱託教授 (10400178)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードスケーリング抵抗性 / 連行空気 / 振動締固め / 微細気泡 / セメントコンクリート / 連行空気量 / コンクリート / 耐凍害性 / コンクリート構造物 / 気泡間隔係数 / トンネル二次覆工 / 気泡径分布 / 運搬 / 圧送 / 締固め / 気泡測定 / 凍害 / スケーリング
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、コンクリート構造物の耐凍害性確保に関する施工上の留意点について整理することである。
施工工程の内、運搬、圧送および振動締固めよる空気量への影響を3年間で検討する。工事の受発注者の協力を得て、東北地方で工事される30工事程度の中から、出荷前、荷卸し、圧送、振動締固めの工程でコンクリートを採取する。硬化したコンクリートの耐凍害性を測定して、施工上の問題点が明確とする。
この結果に対して、硬化後のコンクリートの空気量はもとより、コンクリート中の気泡径
分布や緻密性を検討する。施工によるコンクリート中の連行空気の変化の原因とその対応策をまとめ、耐凍害性確保に関する学術的見解を明らかにする。

研究成果の概要

コンクリートの施工による耐凍害性への影響について連行空気に着目し、3つの重要な成果を得た。1つ目は、同等な強度レベルのコンクリートのスケーリング抵抗性は、使用材料に関わらず、硬化後の連行空気の量と強い相関があり、特に150μm以下の連行空気が必要であることが分かった。次に、スケーリング抵抗性に必要なコンクリート中の空気の径は150μm以下であり、一般強度の場合、コンクリート中に3%程度の空気量を確保すれば、目標上限値を満足することが分かった。3つ目はバイブレータによる連行空気の移動であり、コンクリート中の連行空気は、気泡の大小の別に関わらず、バイブレータから離れる方向へ移動することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンクリートの凍害劣化は復興・復興支援道路の長期耐久性確保に向けた取組みの中で重要視した課題の一つであった。特に施工工程を経たコンクリートの耐凍害性確保における本研究の知見は、国内でその妥当性が評価されるなど学術的な反響は大きい。またコンクリートの施工に伴う連行空気を明確に位置付け、そもそも硬化コンクリートの空気量を確保しなければならない点、どの程度の質と量を確保すれば良いかの点、施工に伴う連行空気の移動を実験的に検証した点など、今後のコンクリート構造物の施工方法の改善に対する留意点も挙げている。国土交通省東北地方整備局では、この研究結果を手引きとして通知しており、社会的な貢献も大きい。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] 振動締固め方法によるコンクリート中の連行空気の移動に関する基礎的検討2023

    • 著者名/発表者名
      小山田 哲也, 伊藤 いずみ, 一戸 暖生, 中村 大樹
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート論文集

      巻: 77 ページ: 584-591

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 収縮低減剤を用いた高強度コンクリートの耐凍害性2023

    • 著者名/発表者名
      小山田 哲也, 佐藤 栄司, 中村 敏之, 加藤 陽菜
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート論文集

      巻: 76 ページ: 386-392

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小片凍結融解試験法によるコンクリートのスケーリング抵抗性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      小山田 哲也, 藤齋 祐希, 青山 桃子, 羽原 俊祐
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート論文集

      巻: 76 ページ: 372-378

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 施工の各種工程がトンネル覆工コンクリートの連行空気とその耐凍害性に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      小山田哲也,味噌作知樹,高橋慧,椎名貴快
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 44 ページ: 526-531

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スケーリング抵抗性に対するコンクリート中の必要空気量の基礎的実験2023

    • 著者名/発表者名
      青山桃子、小山田哲也、中村大樹、藤齊祐希
    • 学会等名
      第77回セメント技術大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 膨張材を使用したコンクリートのスケーリング特性とその要因の検討2023

    • 著者名/発表者名
      澤田拓真、小山田哲也、中村大樹、五十嵐峻英
    • 学会等名
      第77回セメント技術大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 棒状バイブレータを使用した振動締固めによるコンクリート内外の気泡径分布の経時的変化2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤いずみ、小山田哲也、一戸暖生、中村大樹
    • 学会等名
      第77回セメント技術大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 振動締固め方法によるコンクリート中の気泡径分布の相違に関する基礎的検討2023

    • 著者名/発表者名
      小山田哲也、伊藤いずみ、一戸暖生
    • 学会等名
      令和5年度土木学会第78回年次学術講演会要旨
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 施工工程が高強度コンクリートの空気量と耐凍害性に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤栄司、小山田哲也、中村敏之、高橋亮、安部達也、山岸拓人、中井風佳、荒谷海希
    • 学会等名
      令和5年度土木学会第78回年次学術講演会要旨
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] CO2環境下で混合したカーボンエントレインドコンクリートの空気連行とスケーリング抵抗性2023

    • 著者名/発表者名
      向井雅人、小山田哲也、本田和也、黒岩笑海歌
    • 学会等名
      令和5年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 収縮低減剤を用いた高強度コンクリートの耐凍害性とその改善2023

    • 著者名/発表者名
      武川侑史、小山田哲也、佐藤 栄司、中村 敏之
    • 学会等名
      令和5年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 棒状バイブレータを用いた振動締固めによるコンクリート内外の気泡径分布の経時的変化2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤いずみ、小山田哲也、一戸暖生、中村大樹
    • 学会等名
      セメント協会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 膨張材を使用したコンクリートのスケーリング特性とその要因の検討2023

    • 著者名/発表者名
      澤田拓真、小山田哲也、中村大樹、五十嵐岐英
    • 学会等名
      セメント協会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] スケーリング抵抗性に対するコンクリート中の必要空気量の基礎的実験2023

    • 著者名/発表者名
      青山桃子、小山田哲也、中村大樹、藤齊祐希
    • 学会等名
      セメント協会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 施工の各種工程がトンネル覆工コンクリートの連行空気とその耐凍害性に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      小山田哲也
    • 学会等名
      日本コンクリート工学会年次大会2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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