3DPコンクリートの階層的構造形成に基づく材料挙動と力学性能の解明

• 研究課題/領域番号: 25K01300
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 橋本 勝文 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30609748)
• 研究分担者: 小野 新平 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 教授 (30371298) ; 杉山 隆文 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70261865)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2027年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2026年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2025年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 3DPコンクリート / 階層的構造形成 / 多元計測 / 非破壊検査

研究開始時の研究の概要

本研究では、3DPコンクリートの積層時において一次構造となるフィラメント内部の材料分離の発生（材料幾何の微視的領域の“不均質性”）と、積層経路に基づく界面と層間空隙の形成（構造幾何の巨視的領域の“不均一性”）による積層体内部の高次構造を解明し、3DPコンクリートがマルチスケールな材料物性と力学特性を持つ階層的材料であることを説明する。不均質性（≒材料幾何）と不均一性（≒構造幾何）が幾何パラメータとして三次元情報に内包される学術的知識を、3DPコンクリート技術の根幹として体系化し、材料と構造の階層的な組織形成による3DPコンクリートの力学特性と破壊形式を紐解く。