| 研究課題/領域番号 |
15H04084
|
|---|
| 研究機関 | 鹿島建設株式会社（技術研究所） |
|---|
研究代表者 |
閑田 徹志 鹿島建設株式会社(技術研究所), その他部局等, その他 (40416780)
|
|---|
| 研究分担者 |
溝渕 利明 法政大学, デザイン工学部, 教授 (60339504)
濱 幸雄 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70238054)
小島 正朗 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (80507244)
佐川 孝広 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (90621045)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | マスコンクリート / 高炉スラグ / 温度ひび割れ / 線膨張係数 / 若材齢クリープ / 自己収縮 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では、高炉スラグを高含有した高炉セメントC種によるコンクリート（BCコンクリート）のマス部材を対象に、高い環境性能に加え耐久性に富むRC躯体を実現すべく、物理的視点に加え化学的アプローチに基づき最適化を可能とする温度ひび割れ制御手法の構築を目的とする。本研究の目標は、i）温度ひび割れ抵抗機構の定量評価と構成則の提案、ii）初期水和機構の解明と温度ひび割れ抵抗性向上に資する材料構成の最適化、iii）温度ひび割れ制御設計法の構築とその妥当性の検証で、これらを国内外に先駆け達成することで高炉セメントの利用拡大を図り、建設工事の環境負荷低減へ貢献する。
初年度となる平成27年度では、上記i)に関連する検討実験および解析を実施した。温度応力拘束試験装置(TSTM)を用いた実験結果から、少量混合成分である石こうおよび炭酸カルシウムを増量したBCコンクリートの温度ひび割れ抵抗性が普通コンクリートと比較して優れていることを定量的に明らかとした。この要因として、初期高温履歴を受けるマス部材の温度・自由ひずみ測定実験により、発熱が小さいことに加え、自己収縮の影響を含む見掛けの線膨張係数が小さいことが大きく貢献していることを見出した。また、温度ひび割れ挙動を解析的に再現するために必要なクリープについて、若材齢クリープ実験結果に基づき数値モデルを提案した。線膨張係数の部材寸法依存性については実験を継続中で、H28年度には引き続き水分分布が及ぼす影響を考慮した前記依存性を解明する計画である。
|
| 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
概ね当初計画に基づき順調に進展しており、BCコンクリートの温度ひび割れメカニズムに関する新しい知見や構成則のデータが抽出され、本研究の最終目標に繋がる研究実績が得られている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
H28年度目標：初期水和機構の解明と温度ひび割れ抵抗性向上に資する材料構成の最適化
H28年度は、BCコンクリートの初期水和機構を詳細に検討し、温度ひび割れ抵抗性に及ぼすセメントの材料構成の影響を明らかにする。温度ひずみおよび温度応力を支配する見掛けの線膨張係数は、高炉B種セメント（BB）コンクリートに比べ、炭酸カルシウムや石こうなどの少量混合成分を増量することで、大幅に小さくできることが初年度の実験から示唆されている。これを受け、BCコンクリートに初期高温履歴を与え、温度履歴の時系列に沿って水和物の定量分析を行う。水和物分析には、X線回折法(XRD)に基づくリートベルト解析を採用する。特に温度履歴ピーク後のエトリンガイトとモノサルフェートの生成量が焦点であり、自己収縮を増大させ見掛けの線膨張係数を増大させるモノサルフェートの生成を抑制する材料構成を見出し、ひび割れ抵抗性をさらに高めたBCコンクリートを実現することを目指す。また、この最適化BCコンクリートについては、TSTMにより温度ひび割れ抵抗性を定量評価し、その効果を実験により検証する。
以上の実験および解析の結果から見込まれる材料構成の最適化により、線膨張係数と温度変化の積の時間累加として表される温度ひずみを抑制し、BCコンクリートの温度ひび割れ抵抗性の向上に資することを目標とする。
|
