| 研究課題/領域番号 |
25420597
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
中村 成春 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (50282380)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 凍害 / 水圧解析 / プラスチック収縮ひび割れ / 水分拡散解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，サスティナブルなRC造建築物の実現に向けて，プラスチック収縮ひび割れ，アルカリシリカ反応，凍害に生じる網目状ひび割れ現象に着目し，網目状ひび割れパターンの大きさとひび割れ幅の関係を明らかにすることを目的としている。
平成26年度は，凍害による網目状ひび割れについて，破壊基準となる水圧作用モデルを解析的に検討した。また，前年度の平成25年度から継続実施しているプラスチック収縮ひび割れについて，モルタルの水分蒸発に関する水分拡散解析手法を解析的および実験的に検討した。
凍害による網目状ひび割れの破壊基準として，凍結時の水圧作用を取り上げることとし，平井モデル，岩崎モデル，パワーズモデルを検討した結果，平井モデルと岩崎モデルの両方とも，凍結度fが大きくなると，飽水度sが小さくても，水圧P’が大きくなること，一方，パワーズの水圧モデルの水圧Pは，飽水度sが氷密度ρI／水密度ρWよりも大きいと水圧Pが作用し，気泡半径rbからLmax離れたrmで最大値Pmaxになり，気泡中心からの距離rに対して水圧分布が凸型の曲線分布になること，空気量と係数Lmax／rbが一定でも，気泡半径rbが大きくなるとLmaxが大きくなり，水圧Pが大きくなること，等がわかった。
また，プラスチック収縮ひび割れ時の水分蒸発について，前年度に適用したコンクリートの平衡含水率曲線式での水分蒸発量の定常値が，実験値よりも1.5wt%程度大きくなったため，新たな平衡含水率曲線式を構築して，水分蒸発量の定常値が実験結果とほぼ同じ挙動を得ることができた。
凍害の研究成果は，現在，まとめているところである。また，プラスチック収縮ひび割れでの水分蒸発の研究成果は，本研究と別の研究テーマとなる中性化と絡めて，日本建築学会にて，近畿支部材料施工部会の技術資料や学術講演会の研究口頭発表としてまとめた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成26年度は，前年度の平成25年度から継続実施しているプラスチック収縮ひび割れ発生を検討しつつ，併せて，凍害による網目状ひび割れの破壊基準としての水圧モデルを検討した。このため，両現象の網目状ひび割れの破壊基準を検討するにあたって，別々のメカニズムの破壊基準を考えなければならず，両立するのにかなり時間を費やすことになった。
特に，凍害による網目状ひび割れの破壊基準を水圧作用モデルとして，解析手法を構築するにあたって，水と氷の相転移や細孔空隙の凍結挙動が絡むために，熱力学を踏まえて，既往研究などの内容を見直す必要があることがわかり，既往研究や熱力学等の文献のレビューや読み込みに時間を費やすこととなった。
現在，プラスチック収縮ひび割れに影響する水分拡散解析手法が完成し，応用例として，別研究テーマとなる中性化解析に連成させた論文をまとめることができた。また，凍害に影響する水圧モデルについては，凍害時の変形も考慮することとして，桂モデル，三橋・周モデル，ペンタラモデルを分析している最中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の研究計画の予定に従うと，平成27年度は，研究最終年度として，プラスチック収縮ひび割れと凍害による網目状ひび割れとともに，アルカリシリカ反応による網目状ひび割れを対象に研究を推進していくことになる。
アルカリシリカ反応のひび割れ発生原因となる膨張ひずみについて，骨材粒子とアルカリ水溶液の一次反応から反応度を解析し，その反応度から，凍害で検討している水圧および変形モデルを連成させて，膨張ひずみを定量化することを考えている。
このため，現在検討中の凍害における水圧および変形モデルの完成が急務となる。また，平成26年度で対応できなかった凍害を対象とした網目状ひび割れ解析手法の検討を進めていく。
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