| 研究課題/領域番号 |
21K04332
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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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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
杉山 央 宇都宮大学, 地域デザイン科学部, 教授 (50344015)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | コンクリート / 調合 / 養生 / シミュレーション / モニタリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
コンクリート製品の生産におけるリモート化および自動化を推進するためのリモート生産管理システムを提案する。本システムは、①コンクリート製品の形状・寸法に応じて温度履歴、含水率の経時変化および強度発現の予測計算を行い、それによって納品時に必要な強度を満足するために最適な調合および養生計画を導出して製造工場にリモート指示する、②計画通りの養生が行われているか等の製造工程を遠隔管理する、③製造におけるトレーサビリティ管理を行い、その履歴情報を発注者に提供するという３つの役割を担う。本研究では、リモート生産管理システムの実現に資するため、プロトタイプを開発する。
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| 研究実績の概要 |
コンクリート製品のリモート生産管理システムのプロトタイプを構築するために、本研究では①コンクリート製品の形状・寸法・調合・製造条件が温度履歴・含水率・強度発現に及ぼす影響を明らかにするための実験、②コンクリート製品に最適な調合および養生計画を導出する計算モデルの提案、③センサ等を利用したコンクリート製品のモニタリング計測技術の調査・実験、④モニタリング計測データをもとに製造工程をリモート管理する技術の提案、⑤コンクリート製品にICタグを取り付けて製造過程の履歴情報を記録・保存するトレーサビリティ管理技術の提案、⑥前記の基礎技術を統合したシステムのプロトタイプ構築を行う。
2021年度には、②の計算モデルを構築した。すなわち、研究代表者がこれまでに開発を進めてきたコンクリート部材の発熱、熱伝導、水分移動、強度発現のシミュレーション技術を発展させ、工場で生産するコンクリート製品にも適用できるようにした。
2022年度には、現場で施工するコンクリート部材とは異なるコンクリート製品に特有の加熱養生、早期脱型などの製造条件も考慮した上で①の実験を実施した。その実験結果を利用して、②の計算モデルの諸係数の数値を設定した。また、③のセンサ等を利用したコンクリート製品のモニタリング計測技術に関する調査・実験を行った。
2023年度には、④のモニタリング計測データをもとにしたリモート管理技術および⑤のICタグを利用したトレーサビリティ管理技術について検討した。また、2022年度の研究成果の一部を日本建築学会技術報告集に投稿し、採用・掲載された。
2024年度には、コンクリート製品の実工場において検証実験を行う機会が得られる予定であり、③のセンサ等を利用したコンクリート製品のモニタリング計測技術の実証実験を行う計画である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2021年度に計画していた実験が2022年度に先送りになる等の遅れが生じたが、2022年度にはある程度挽回することができ、順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度には計画していた実験が行えずに大幅な遅れが生じたが、2022年度にはある程度挽回することができた。2023年度にはモニタリング計測データをもとにしたリモート管理技術およびICタグを利用したトレーサビリティ管理技術について検討するとともに、それまでの研究成果を学術誌に投稿し、採用・掲載された。
2024年度には、コンクリート製品の実工場において検証実験を行う機会が得られる予定であるため、これまでに提案した技術の実証実験を行う計画である。また、それらの研究成果を学術誌に投稿する予定である。
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