| 研究課題/領域番号 |
25820195
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
大野 健太郎 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (80571918)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | コンクリート / 破壊エネルギー / 寸法依存性 / アコースティック・エミッション法 / 骨材最大寸法 / 切欠き高さ / 破壊進行領域 / 断面欠損率 |
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| 研究実績の概要 |
コンクリートの破壊エネルギーは，切欠きはりの3点曲げ試験から得られる荷重‐開口変位曲線下の面積と供試体の自重がなす仕事量の合計値をリガメント面積で除すことで得られる．ここで，リガメント面積とは，供試体幅と切欠き高さの積であり，2次元の場合，切欠き先端から載荷点を結ぶ1本の線で与えられ，破断面の凹凸性状は考慮されない．しかし，同一のリガメント面積であっても，個々の供試体で破壊形状は異なり，実際のひび割れ進展面積とリガメント面積は異なる．本研究では，断面欠損率（切欠き高さ／供試体高さ）と骨材最大寸法をパラメータとして，コンクリートの破壊エネルギー試験を実施し，破断面の凹凸性状と破壊エネルギーの関係について検討した．
実験に用いた供試体は，水セメントを50%として，コンクリートの構成材料である骨材の最大寸法を5，10，20mmに変化させて作製した．また，切欠き高さを30，50，60，70mmに設定した．破壊エネルギー試験時には，アコースティック・エミッション法（AE法）を適用した．また，試験後の破断面に対し3D高さ測定を実施し，破断面の全表面積に対する±2.5mm以上の表面積を凹凸率と定義し，破壊エネルギーとの比較を行った．その結果，破壊エネルギーは，断面欠損率の増加に伴い減少傾向を示し，寸法依存性が確認された．さらに，最大荷重までに消費されたエネルギーは，断面欠損率によらず一定の値を示し，骨材最大寸法の大きさによってわずかに変動することがわかった．また，AE法により推定された破壊進行領域幅と破壊エネルギーは相関し，凹凸率も破壊エネルギーと相関することが認められた．
以上のことから，初期ひび割れの形成に必要なエネルギーは，断面欠損率によらず一定であり，その後の破壊進行領域などのひび割れ進展特性ならびに最終的な破断形状が破壊エネルギーに影響することが示唆された．
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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
平成26年度の計画は，水セメントを50%に固定し，3種類の骨材最大寸法に7種類の切欠き高さをパラメータとした供試体を作製し，破壊エネルギー試験を実施するものであった．また，得られた試験結果からリガメント領域内のエネルギー分布に関する検討および破壊進行領域幅と破壊エネルギーの関係，クラック形成モードに関する考察を実施する予定であった．
平成26年度に達成できた項目は，上記項目をほぼ網羅するものであり，当初の計画通りに進展している．また，得られた実験結果を詳細に検討した結果，当初では想定していなかった結果や課題が見つかり，有意義な研究を実施できていると考える．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度に得られた知見，成果を学会および論文等で発表する．
実験においては，平成25年度および平成26年度において，水セメント比を40，50%として供試体を作製した．本年度は，これらの知見と，新たに破断面の凹凸性状を比較しながら実験を実施し，破壊エネルギーおよび破壊進行領域に及ぼす影響について検討する．
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