| 研究課題/領域番号 |
18360323
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田邊 靖博 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70163607)
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| 研究分担者 |
赤津 隆 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (40231807)
宮内 博之 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (40313374)
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| キーワード | セメント・モルタル / 衝撃試験 / 複合材料 / CNF / PVA繊維 / 鋼繊維 |
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| 研究概要 |
実用衝撃負荷速度域において、耐衝撃抵抗性が高く、不測の場合には制御された破壊を起こす新たな繊維強化セメントおよびコンクリートを創製するための基礎的知見を与えることを目指している。
昨年度の結果から、材料の靱性が衝撃特性に大きな影響を与えることが明らかとなったため、強度のみならず、靱性(破断伸び)を向上させることをも考慮して、PVA繊維、鋼繊維、CNFを用いた繊維強化モルタルを作製し、衝撃試験を行ない、その破壊様式を詳細に観察・計測した。CNF繊維については、表面処理の効果についても検討を加えた。
繊維強化することで、試料を貫通するのに必要な飛翔体速度は増加した。CNFに表面処理を施すことで、曲げ強度が2割程度上昇した。しかし、裏面の剥離寸法に大きな違いは認められなかった。CNFの様に繊維が短い場合には、衝撃に伴う剥離をおさえる効果は小さいと考えられる。これに対して、PVAあるいは鋼強化では、衝撃に伴う裏面剥離の直径が半分程度に低減した。本研究で用いたPVA繊維と鋼繊維とは、長さは同じであるが径が異なる。さらに、物性も大きく異なる。これらのことを考えあわせると、裏面剥離の寸法には強化繊維の長さが関係していることが推察される。PVA繊維強化では、繊維量を増加しても曲げ強度の向上は認められなかった。加えて、僅かではあるが圧縮強度は低下した。しかし、貫通に必要な飛翔体速度は、増加する傾向が認められたことから、材料の靱性が大きく関係していることが分かった。繊維添加による、裏面から飛散する破片の速度の低下は認められなかったが、破片寸法が小さくなる傾向が認められた。繊維強化によって貫通速度の向上のみならず、飛散するモルタル・セメントの破片による損傷を低減できる可能性が示唆された。
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