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2019 年度 実施状況報告書

セメントの水和解析に基づく合理的な養生計画立案手法の提案と高精度化

研究課題

研究課題/領域番号 19K04563
研究機関石川工業高等専門学校

研究代表者

福留 和人  石川工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (60517548)

研究分担者 野間 康隆  株式会社安藤・間(技術研究所), 土木研究部, 研究員 (30796123)
齋藤 淳  株式会社安藤・間(技術研究所), 土木研究部, 主任研究員 (60724961)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード養生 / 養生計画 / 水和解析 / 水和率 / 必要養生期間 / 養生工法 / 低熱型セメント
研究実績の概要

コンクリート構造物の性能を確保する上で養生は重要な作業工程であり、養生計画を適切に立案することが重要である。本研究で提案する『セメントの水和解析に基づく養生計画立案手法』は、構造物中のセメントの水和率を解析的に予測し、標準養生供試体の水和率に達するように養生計画を立案するものであり、養生の本来の目的に立脚したものである。本研究では、提案する手法の完成度および実用性を高め、社会実装を推進することを目的に検討課題に取む。本年度は、以下に示す検討を行った。
(1)各種養生工法への適用性の拡大:各種養生工法の水分供給・保持性能を調査するとともに,コンクリートの耐久性に及ぼす影響を非破壊試験により把握した.さらに,養生工法の水分供給・保持性能に応じた境界条件の設定方法を見出すとともに,水和解析結果とコンクリートの耐久性の実測値を比較することによって,耐久性に及ぼす各種養生工法の養生効果の解析による評価の妥当性を検証した.
(2)低熱ポルトランドセメントへの適用性の拡大:研究では,既往研究2)よる実験データを用いて解析プログラム3)の低熱型セメントへの適用性を確認するとともに,提案する養生計画立案手法により低発熱型セメントを用いた時の必要養生期間の算定を試みた.低熱型セメントに限らず,任意の鉱物組成のポルトランドセメントを用いた場合の必要養生期間の算定が可能であることが示唆された.
(3)養生計画支援プログラムの開発:各種要因が必要養生期間に及ぼす影響を定量化することを目的に,ケーススタディーにより各種条件下の必要養生期間を算定した.さらに,必要養生期間の算定式を定式化し,各種条件から必要養生期間を算定する,養生計画立案支援プログラムを開発した.

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

(1)各種養生工法への適用性の拡大:各種養生工法の調査により実績,性能,分類等を考慮して代表的な養生工法を選定し,各養生工法の水分供給・保持性能を実験的に把握した.水分移動解析により,水分供給・保持性能に応じた解析における境界条件の設定方法を見出した.さらに,水和解析結果とコンクリートの耐久性の実測値を比較することによって,耐久性に及ぼす各種養生工法の養生効果の解析による評価の妥当性を実証することができた.
(2)低熱ポルトランドセメントへの適用性の拡大:既往研究よる実験データを用いて解析プログラムの低熱型セメントへの適用性を確認するとともに,提案する養生計画立案手法により低発熱型セメントを用いた時の必要養生期間の算定を試みた.その結果,低発熱型セメントでは必要養生期間が長くなるという合理的な結果が得られ,低熱型セメントに限らず,任意の鉱物組成のポルトランドセメントを用いた場合の必要養生期間の算定が可能であることを確認した.
(3)養生計画支援プログラムの開発:各種要因が必要養生期間に及ぼす影響を定量化することを目的に,ケーススタディーにより各種条件下の必要養生期間を算定するとともに,必要養生期間の算定式を導出した.さらに,導出された算定式を組込みことによって,各種条件から簡易に養生計画を立案することができる養生計画立案支援プログラムの開発にも取り組み,プロトタイプを完成させた.

今後の研究の推進方策

次年度は、以下の検討を進める.
(1)各種養生工法への適用性の拡大:検討する養生工法の拡大を図るとともに,コンクリートの配合条件の影響評価も試みる.さらに,養生工法に応じた境界条件の設定方法の検討結果を基に,各種養生工法における必要養生期間の算定を行う.得られた結果から,養生工法の性能に応じた必要養生期間の算定式を導出する.
(2)C種混合セメントへの適用性の拡大:昨年度と同様,既往研究よる実験データおよび実験データを用いて解析プログラムのC種混合セメントへの適用性を確認するとともに,提案する養生計画立案手法によりC種混合セメントを用いた時の必要養生期間の算定を試みる.
(3)養生計画支援プログラムの開発:本年度は,さらに広範な条件でケーススタディーを実施し,昨年度導出した算定式の精度向上を図る.さらに,(1)の成果も組み込み,各種養生工法にも対応した完成度および汎用性の高い養生計画立案支援プログラムの開発を進める.

次年度使用額が生じた理由

理由:実験により発生したコンクリート塊の処理に関し,所要量が蓄積されてから実施しているが,一部の処理が若干残ったため.
使用計画:次年度に発生するコンクリート塊とともに,次年度に処理を行うこととする.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 水和解析に基づく養生計画立案手法の低熱型ポルトランドセメントへの適用検討2019

    • 著者名/発表者名
      福留和人
    • 学会等名
      土木学会,コンクリート構造物の養生効果の定量的評価と各種養生技術に関するシンポジウム
  • [学会発表] 水和解析に基づく養生計画立案手法の低熱型セメントへの適用検討2019

    • 著者名/発表者名
      梶山優
    • 学会等名
      土木学会令和元年度全国大会第74回年次学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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