| 研究課題/領域番号 |
18K04442
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
渡部 憲 東海大学, 工学部, 教授 (10384934)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 構造材料 / 繊維補強コンクリート |
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| 研究実績の概要 |
平成30年度は、再生細骨材を使用した高流動・高靭性モルタルの収縮ひずみ低減のための調合や力学特性を明らかにするため、以下の検討を行った。1)調合検討：骨材種類（再生）、水結合材比（40～60％）、繊維体積混入率（PVA繊維を使用、3％）、混和剤（増粘剤、高性能AE減水剤、収縮低減剤）、フライアッシュ（置換率20%）、膨張材（石灰系、カルシウム・サルフォ・アルミネート系を単独または混合使用、単位量40～120kg/m3）を要因として、調合を試し練りにより決定した。目標スランプフローは、75㎝とした。2)各種破壊試験：圧縮および曲げ破壊試験を行った。3)長期性状試験：拘束膨張および自由膨張収縮試験を行った。
検討の結果、以下の知見が得られた。1)調合検討の結果、収縮低減剤や膨張材を使用した場合のスランプフローは、69.0～75.0cmとなり、材料分離を生じることなく、目標スランプフロー75cmを概ね達成できた。2)各種破壊試験の結果、収縮低減剤や膨張材を使用した場合においても、高流動・高靭性モルタルが実現可能であることがわかった。3)長期性状試験の結果、材齢7日における拘束膨張ひずみは、単位膨張材量が同じであれば、膨張材種類の相違および膨張材混合使用に係らず、同程度となることがわかった。また、材齢49日における自由膨張収縮ひずみは、膨張材および収縮低減剤無添加で収縮側に2042μ、膨張材および収縮低減剤添加で膨張側に512μとなっており、膨張材および収縮低減剤を併用することで、収縮ひずみを大幅に低減(膨張材および収縮低減剤無添加との差で2554μ)できることがわかった。
平成30年度の研究成果により、収縮ひずみ問題の解決手法が示唆された。
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| 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
本研究は、地球環境に配慮した、鉄筋コンクリート建築物の耐久性向上技術の提案を目的としている。筆者が注目した材料は、高靭性セメント複合材料であるが、高靭性セメント複合材料の普及には、流動性の改善、収縮ひずみの低減が重要な課題である。これまでに筆者は、流動性改善のため、再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートを開発した。そこで本研究では、まず、収縮ひずみ低減に関する検討を行うこととした。初年度となる平成30年度は、収縮ひずみを低減させた再生細骨材を使用した高流動・高靭性モルタルの開発を目標とした。次年度となる令和元年度は、収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートの開発を目標とした。最終年度となる令和2年度は、収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートを使用した鉄筋コンクリート梁試験体の載荷実験および数値解析を行い、性能向上メカニズムを解明することを目標とした。
平成30年度は、収縮ひずみを低減させた再生細骨材を使用した高流動・高靭性モルタルを実現させるための調合を検討し、各種の破壊試験、長期性状試験を実施することにより、収縮ひずみを低減させた再生細骨材を使用した高流動・高靭性モルタルの調合や力学特性を明らかにすることを目指した。【研究実績の概要】に示した通り、収縮ひずみを低減させた再生細骨材を使用した高流動・高靭性モルタルは実現可能でること等の知見が得られており、本年度の目標は、概ね達成された。しかし、研究発表については、論文等、現在、投稿中であり、本年度の成果として掲載できなかった。
以上を踏まえ、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している。」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度は、収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートを実現させるための調合を検討し、各種の破壊試験、長期性状試験を実施することにより、調合や力学特性を明らかにするため、以下の検討を行う。1)調合検討：骨材種類（天然、再生）、水セメント比（40～60％）、繊維体積混入率（0～3％）、使用繊維（PVAおよび鋼繊維）、混和剤（増粘剤、高性能AE減水剤、収縮低減剤）、フライアッシュ（置換率20%）、膨張材（石灰系、カルシウム・サルフォ・アルミネート系を単独または混合使用、単位量40～120kg/m3）を要因として、調合を試し練りにより決定する。目標スランプフロー値は、60～65㎝とする。2)各種破壊試験：圧縮および曲げ破壊試験を行う。3)長期性状試験：拘束膨張および自由膨張収縮試験を行う。
令和2年度は、前年度の試験結果から収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートの力学モデルを構築する。また、RC梁試験体の載荷試験および数値解析を行い、性能向上メカニズムを解明するため、以下の検討を行う。1)力学モデル構築：収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートの圧縮軟化挙動および引張軟化挙動について検討する。2) 収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートを使用したRC梁試験体の載荷試験および数値解析：補強筋量等を要因とした載荷試験およびFEM解析を実施する。
本研究の重点管理項目は、収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートの調合検討である。問題が生じた場合、研究協力者（企業協力者）の助言を受け、調合や使用材料の変更（増粘剤を砕石粉に変更、骨材の粒度分布調整等）を検討することにより対応する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
・理由：【現在までの進捗状況】に示した通り、論文等、現在、投稿中であり、平成30年度は研究発表等に伴う旅費が発生していないことが理由である。
・使用計画：令和元年度は、研究発表等に伴う旅費支出も予定されている。また、令和元年度は、本研究の重点管理項目である、収縮ひずみを低減させた再生細・粗骨材を使用した高流動・高靭性コンクリートの調合検討を行う。当初計画より、物品費がかさむことが予想されるため、生じた次年度使用額を使用する。
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