自己治癒機能を有する繊維補強セメント系複合材料の開発と適用

• 研究課題/領域番号: 23686078
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 西脇 智哉 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60400529)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2011年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 建築構造・材料 / 自己治癒 / 繊維補強セメント系材料 / ひび割れ / メンテナンスフリー / 構造・機能材料 / コンクリート / 長寿命化

研究概要

コンクリートに生じるひび割れを、材料自らが閉塞させることが可能な利用可能な新しい繊維補強セメント系複合材料（Fiber Reinforced Cementitious Composite; FRCC）の開発とその適用方法について検討を行った。適切な合成繊維や混和材料を用いることで自己治癒の効果を増大することが可能であることが、マイクロスコープ観察や水密試験などの性能評価試験から確認された。また、実環境を意識した様々な養生条件下においても自己治癒が発揮されることが確認された。防水層など実構造物への適用を意識した自己治癒FRCCの適用方法についても検討を行った。

研究成果

• [雑誌論文] 養生条件の違いが繊維補強セメント系複合材料のひび割れ自己治癒に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木悠、山田洵、崔希燮、西脇智哉
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: Vol.36(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-healing capability of fiber reinforced cementitious composites for recovery of watertightness and mechanical properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Nishiwaki, Sukmin Kwon, Daisuke Homma, Makoto Yamada, Hirozo Mihashi
  • 雑誌名: Materials 巻: Vol. 7, No. 3 号: 3 ページ: 2141-2154
  • DOI: 10.3390/ma7032141
  • 査読あり
• [雑誌論文] 繊維の種類と形状がFRCCのひび割れ自己治癒に与える影響に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田洵、国府田まりな、西脇智哉、三橋博三
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: Vol.34、No.1 ページ: 1426-1431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Self-Healing Capability of FRCC Using Different Types of Synthetic Fibers (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Nishiwaki, Marina Koda, Makoto Yamada, Hirozo Mihashi, Takatsune Kikuta
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology 巻: 10 号: 6 ページ: 195-206
  • DOI: 10.3151/jact.10.195
  • NAID: 130001924893
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] ひび割れ自己治癒FRCCによる防水パネルの開発に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木悠、山田洵、崔希燮、西脇智哉
  • 学会等名: 014年度日本建築学会大会学術講演会
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] 乾湿繰り返し環境下におけるFRCCのひび割れ自己治癒性能に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木悠、山田洵、崔希燮、西脇智哉
  • 学会等名: 第77回日本建築学会東北支部研究報告
  • 発表場所: 日本大学工学部
• [学会発表] 乾湿繰り返し環境下における FRCC のひび割れ自己治癒性能に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○佐々木悠、山田洵、崔希燮、西脇智哉
  • 学会等名: 日本建築学会東北支部研究報告会
  • 発表場所: 日本大学工学部
• [学会発表] ひび割れ自己治癒FRCCによる防水パネルの開発に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○佐々木悠、山田洵、崔希燮、西脇智哉
  • 学会等名: 2014年度日本建築学会大会学術講演会
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] 乾湿繰り返し環境下におけるFRCCのひび割れ自己治癒に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田洵、西脇智哉、三橋博三
  • 学会等名: 013年度日本建築学会大会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-09-01
• [学会発表] Evaluation of Self-Healing Capability of FRCC using PVA as Reinforcing Fiber and Admixture (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Nishiwaki, Makoto Yamada, Takatsune Kikuta, Hirozo Mihashi
  • 学会等名: International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies (SCMT3)
  • 発表場所: 京都リサーチパーク
  • 年月日: 2013-08-19
• [学会発表] Experimental Study on Self-Healing Capability of Cracked Ultra-High- Performance Hybrid-Fiber-Reinforced Cementitious Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Sukmin Kwon, Tomoya Nishiwaki, Takatsune Kikuta, Hirozo Mihashi
  • 学会等名: International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies, (SCMT3)
  • 発表場所: 京都リサーチパーク
  • 年月日: 2013-08-19
• [学会発表] Experimental study on evaluation of self-healing capability of FRCCs consist of different components (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Nishiwaki, Makoto Yamada, Takatsune Kikuta, Sukmin Kwon, Hirozo Mihashi
  • 学会等名: 4th International Conference on Self-Healing Materials 2013, (ICSHM2013)
  • 発表場所: Ghent University, Belgium
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] Experimental Study on Self-Healing Capability of FRCC with Different Fiber Types and Shapes (2013)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yamada, Tomoya Nishiwaki, Shigetaka Kawakami, Hirozo Mihashi, Takatsune Kikuta
  • 学会等名: 4th International Conference on Self-Healing Materials 2013, (ICSHM2013)
  • 発表場所: Ghent University, Belgium
  • 年月日: 2013-06-17
• [学会発表] Evaluation of Self-Healing Capability of FRCC using PVA as Reinforcing Fiber and Admixture (2013)
  • 著者名/発表者名: ○Tomoya Nishiwaki, Makoto Yamada, Takatsune Kikuta, Hirozo Mihashi
  • 学会等名: International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Experimental Study on Self-Healing Capability of Cracked Ultra-High-Performance Hybrid-Fiber-Reinforced Cementitious Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: ○Sukmin Kwon, Tomoya Nishiwaki, Takatsune Kikuta, Hirozo Mihashi
  • 学会等名: International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Experimental study on evaluation of self-healing capability of FRCCs consist of different components (2013)
  • 著者名/発表者名: ○T. Nishiwaki, M. Yamada, T. Kikuta, S. Kwon, H. Mihashi
  • 学会等名: 4th International Conference on Self-Healing Materials 2013
  • 発表場所: Ghent, Belgium
• [学会発表] Experimental Study on Self-Healing Capability of FRCC with Different Fiber Types and Shapes (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, ○T. Nishiwaki, S. Kawakami, H. Mihashi, T. Kikuta
  • 学会等名: 4th International Conference on Self-Healing Materials 2013
  • 発表場所: Ghent, Belgium
• [学会発表] ひび割れ内部の表面粗さがFRCCのひび割れ自己治癒現象に与える影響に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田洵、西脇智哉、三橋博三、菊田貴恒、国府田まりな
  • 学会等名: 2012年度日本建築学会大会学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 合成繊維を用いた繊維補強セメント材料のひび割れ自己治癒 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西脇智哉
  • 学会等名: 独)日本学術振興会建設材料第76委員会第408回会議
  • 発表場所: 学士会館
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] FRCCのひび割れ自己治癒性状と破断面の凹凸性状の関係に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田洵、西脇智哉、三橋博三、菊田貴恒
  • 学会等名: 第75回日本建築学会東北支部研究報告
  • 発表場所: 八戸工業大学
  • 年月日: 2012-06-16
• [学会発表] PVA混和剤及びフライアッシュがFRCCのひび割れ自己治癒性状に与える影響に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田洵、国府田まりな、西脇智哉、三橋博三
  • 学会等名: 第66回セメント技術大会
  • 発表場所: ホテルメトロポリタン池袋
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] ひび割れ内部の表面粗さがFRCCのひび割れ自己治癒現象に与える影響に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田洵、西脇智哉、三橋博三、菊田貴恒、国府田まりな
  • 学会等名: 日本建築学会大会
  • 発表場所: 名古屋大学