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2016 年度 実績報告書

メンテナンスフリーRC構造物を実現する自己修復FRCCの開発と適用

研究課題

研究課題/領域番号 26289186
研究機関東北大学

研究代表者

西脇 智哉  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60400529)

研究分担者 権代 由範  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00553520)
五十嵐 豪  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10733107)
桐越 一紀  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術専門職員 (60240660)
高橋 典之  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60401270)
石山 智  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (80315647)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード建築構造・材料 / 自己修復コンクリート / UHP-FRCC / メンテナンスフリー / 耐久性 / Eco-Mechanical Index
研究実績の概要

平成28年度には、以下に示す3項目についての検討を行い、メンテナンスフリーRC構造物の実現に当たっての基礎的な知見を得た。
1.FRCCおよびUHP-FRCCの調合設計については、PVA繊維とUHP-FRCCの組み合わせについて検討を行い、屋外暴露試験(一部継続中)における継続的な透気係数の計測などによって、自己修復性能の改善効果を確認することができた。また、産業廃棄物であるフライアッシュ(FA)の大量使用について検討を行い、環境負荷低減と力学性能の両立について評価指標(Eco-Mechanical Index、EMI)を提案した。構造部材として用いた場合において、部材としての力学性能の変化とFA混入による環境負荷低減効果の双方を定量的に評価するための指標を提案することができた。
2.複合劣化環境における自己修復効果に関する検討については、初期ひび割れを与えた状態で、上述の屋外暴露条件に秋田県沿岸部を設定して実施したほか、凍結融解作用による性能変化を確認する実験を行った。その結果、厳しい劣化環境下においてもひび割れの自己修復と考えられる性能回復が確認できた。
3.構造部材への適用に関しては、前年度に実施したUHP-FRCCを埋設型枠パネルとした縮小サイズの梁供試体に関する実験結果をベースに、ひび割れを考慮したRBSM解析を行い、部材としての力学性状を概ね良好に記述できることを確認した。また、形状が異なるUHP-FRCCパネルを押し出し成型によって得た。このことにより、軸方向へのリブの設置など、設計の自由度が格段に向上したものと考えている。
前年度までの成果と併せて、自己修復機能を付与したFRCCを適切に適用することにより、厳しい環境下にある場合であっても、RC構造物がのひび割れ補修などの作業を省略できる可能性を示せたものと考えている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Politecnico di Torino(Italy)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Politecnico di Torino
  • [国際共同研究] Curtin University(Australia)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Curtin University
  • [国際共同研究] Land and House Institute(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Land and House Institute
  • [雑誌論文] RC梁部材の一面に設けたUHP-FRCC埋設型枠が曲げ耐力に与える影響についての考察2017

    • 著者名/発表者名
      山本拳大,高橋典之,西脇智哉
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ecological and Mechanical Properties of Ultra High Performance; Fiber Reinforced Cementitious Composites containing High Volume Fly Ash2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nishiwaki, Keita Suzuki, Sukmin Kwon, Go Igarashi, Alessandro P. Fantilli
    • 雑誌名

      Proceeding of 4th International Conference on Strain-Hardening Cement-Based Composites (SHCC 4)

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高強度高靭性セメント系複合材料の耐凍害性に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      大坂進太郎、権代由範、西脇智哉
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental study on the tensile and bending creep behavior of cracked UHP-FRCC2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nishiwaki, Hiroto Otaki, Go Igarashi, Sukmin Kwon, Faiz U.A. Shaikh, Alessandro P. Fantilli
    • 雑誌名

      Proceeding of Mechanics of Structures and Materials: Advancements and Challenges, ACMSM24

      巻: - ページ: 149-154

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ひび割れの生じた繊維補強コンクリートの繊維種類による曲げクリープ挙動の違い2017

    • 著者名/発表者名
      高桑謙吾、五十嵐豪、西脇智哉
    • 学会等名
      日本建築学会大会(中国)学術講演会
    • 発表場所
      広島工業大学、広島市
    • 年月日
      2017-08-31 – 2017-09-03
  • [学会発表] UHP-FRCC埋設型枠を一面に設けたRC梁部材の耐力と破壊挙動に関する考察2017

    • 著者名/発表者名
      山本拳大,高橋典之,西脇智哉
    • 学会等名
      日本建築学会大会(中国)学術講演会
    • 発表場所
      広島工業大学、広島市
    • 年月日
      2017-08-31 – 2017-09-03
  • [学会発表] ひび割れの生じた繊維補強コンクリートにおける曲げクリープ性状に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      高桑謙吾、五十嵐豪、西脇智哉
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      由利本荘市文化交流会館カダーレ、由利本荘市
    • 年月日
      2017-06-17 – 2017-06-18
  • [学会発表] Enhancement of self-healing capability on FRCC using different types of fibers2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nishiwaki
    • 学会等名
      2nd International Workshop on Self-Healing and Intelligent Materials 2017 (SHIM2017)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-Healing Capability of Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Cementitious Composites (UHP-FRCC) with PVA fibers2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nishiwaki, Haruka Sasaki, Sukmin Kwon, Go Igarashi, Hirozo Mihashi
    • 学会等名
      HealCON conference
    • 発表場所
      Delft, The Netherlands
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-29
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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