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2019 年度 実績報告書

高機能・高性能FRCCの合理的な材料設計手法と包括的な評価手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 17H03337
研究機関東北大学

研究代表者

西脇 智哉  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60400529)

研究分担者 井上 真澄  北見工業大学, 工学部, 准教授 (00388141)
菊田 貴恒  日本工業大学, 建築学部, 准教授 (20599055)
崔 希燮  北見工業大学, 工学部, 准教授 (70710028)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード建築構造・材料 / 繊維補強セメント系複合材料 / 補強繊維 / データベース / 複合効果 / 総合評価指標
研究実績の概要

[1] ナノ~ミクロレベルでの繊維補強メカニズムの確認と横断的なデータベースの構築について、前年度までの研究を継続させ、各種繊維材料に関するデータベースの一層の拡充を図った。特に、ナノレベルの補強繊維について、異なるサイズとの組み合わせに着目してた単繊維引抜試験装置を実施した。この結果、複合的な使用によって各種力学特性が向上し、配向角の影響を強く受ける傾向を確認した。これを含めたここまでの検討結果をまとめ、データベースとして整備する一方で、この利用方法の一つとして、近年注目されるマテリアル・インテグレーション(もしくはマテリアル・インフォマティクス、MI)に応用可能なように、補強繊維そのものだけでなく、マトリックスについても併せて可能な限りデータを網羅した。
[2] 相乗効果の期待されるFRCC材料とその総合評価指標の提案について、既往の検討例を含めてここまで得られたFRCC材料を対象に、幾つかの大項目(力学特性・施工性・自己治癒など機能発現など)に分類したうえで指標化し、これを合計することで総合評価とする方法を提案した。この評価指標を用いることで、たとえば部位・部材で必要な性能項目について、目標を定めて実現するための合理的な繊維の選択・組み合わせが可能となった。本申請課題は今年度が最終年度であるが、より高度な材料設計を実現するため、上述のMIにも適用可能なビックデータ化を目指してデータベース整備を続けていきたい。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] Politecnico di Torino(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Politecnico di Torino
  • [国際共同研究] Manado State Polytechnic(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      Manado State Polytechnic
  • [雑誌論文] 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた 複数の補強繊維を用いた FRCCの単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能 の単繊維引き抜による力学的性能の評価2020

    • 著者名/発表者名
      三浦大樹、西脇智哉、菊田貴恒
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compressive and Flexural Strength Behavior of Ultra-high Performance Mortar Reinforced with Cellulose Nano-fibers2019

    • 著者名/発表者名
      Supit Steve W.M、Nishiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology

      巻: 9 ページ: 365~365

    • DOI

      10.18517/ijaseit.9.1.7506

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 異なる径のPP短繊維を多添加した繊維補強コンクリートの材料特性及びひび割れに対する自己修復機能に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      李豪傑、西脇智哉、佐藤駿介、五十嵐豪
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 305-310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tailoring Confining Jacket for Concrete Column Using Ultra High Performance-Fiber Reinforced Cementitious Composites (UHP-FRCC) with High Volume Fly Ash (HVFA)2019

    • 著者名/発表者名
      Fantilli Alessandro P.、Paternesi Meloni Lucia、Nishiwaki Tomoya、Igarashi Go
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 12 ページ: 4010~4010

    • DOI

      10.3390/ma12234010

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ナノスケールのひび割れ補強繊維を用いたモルタルからの単繊維引抜性状の検討2020

    • 著者名/発表者名
      三浦大樹、西脇智哉、菊田貴恒
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(関東)学術講演会
  • [学会発表] 繊維配勾を考慮した複数サイズのひび割れ補強繊維における複合効果の検討2020

    • 著者名/発表者名
      三浦大樹、西脇智哉、菊田貴恒
    • 学会等名
      第83回日本建築学会東北支部研究報告会
  • [学会発表] Ca2+とCO32-を用いた自己治癒によるセメント系複合材料の効果的ひび割れ制御に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      井田知利、崔希燮、井上真澄
    • 学会等名
      土木学会北海道支部 令和元年度年次技術研究発表会
  • [学会発表] 単繊維引抜き性状に及ぼす引抜き角度の影響に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      菊田貴恒
    • 学会等名
      第83回日本建築学会東北支部研究報告会
  • [学会発表] 超高強度高靭性繊維補強セメント系複合材料を用いた梁の力学性能とその環境影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      安達由佳、西脇智哉、五十嵐豪
    • 学会等名
      2019年度日本建築学会大会(北陸)学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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