| 研究課題/領域番号 |
26420448
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| 研究機関 | 熊本高等専門学校 |
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研究代表者 |
村山 浩一 熊本高等専門学校, 機械知能システム工学科, 准教授 (30290836)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | コンクリート破砕 / 細線放電 / 電気エネルギー / 衝撃波 / 亀裂制御 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は,電気エネルギーと金属細線を用いた放電衝撃破砕工法において，コンクリートを破砕する際の破砕量や破砕方向を制御する技術の確立を目的としている．現在，土木現場等でのコンクリート破砕をおこなう際には主に爆薬が用いられているが，本研究においては，コンデンサーに蓄積した電気エネルギーを瞬間的に金属細線に加えることで金属細線を溶融・気化させ，その際に発生する衝撃波を用いることでコンクリートを破砕する工法について研究を進めており，今年度は破砕対象物に対して楔形状の空洞を設け，放電により発生させた衝撃波をその楔部分に集中させることで，亀裂の方向を制御する技術について研究をおこなった．
具体的には，楔形状の空洞が放電衝撃破砕をおこなう際の亀裂制御にどのような効果があるのかを調べるために，Φ100，高さ200mmのモルタル試験片においていくつかの種類の楔形状の空洞を設け，それらの試験片を放電衝撃破砕によって実際に破砕し検証をおこなった．
得られた実験結果からは，試験片に対して適切な形状，大きさの楔状の空洞を設け，適切な充電電圧によって放電をおこなうことで，楔形状に沿った方向に亀裂を生じさせることが可能で，試験片を縦方向に二分割や四分割したり，輪切りのように横方向に二分割して破砕できることを確認した．また，楔形状の形を工夫し，八面体形状の空洞を設けることで，モルタル試験片に対して縦方向と横方向の亀裂を同時に発生させ，横方向に二分割し，さらにその上部の破砕片を縦方向に四分割するような形での破砕が可能であることを実験的に確認した．
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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
これまでの実験においては，Φ50，高さ100mmのモルタル試験片を用い，楔形状の空洞を適切に試験片に対して設けることで，縦方向または横方向に亀裂を生じさせて破砕がおこなえることを実験的に確認していたが，平成26年度は，それを更に発展させ，試験片をΦ100，高さ200mmに大型化した上で，楔形状を工夫し，縦方向と横方向の亀裂を同時に発生させて破砕することに実験的に成功した，この実験とその成果は，平成26年度の研究計画として予定していた内容をある程度満たしており，おおむね順調に進展していると考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度の研究において，モルタル試験片に対して適切な楔形状の空洞を設けることで破砕時の亀裂制御が可能であることが確認できたが，この楔形状の空洞は，試験片を製作する際にあらかじめロウで作成した型を埋め込み，モルタル硬化後にそのロウを除去することで設けており，実用化という点ではそのまま適用することが難しい．そのため，平成27年度は予定している高速度カメラによる亀裂の発生メカニズムを解明することに加え，破砕対象物に対して円柱状の穴を設け，そこに楔形状の空洞を設けた小型の円柱状モルタルをカートリッジとして埋め込んで破砕する手法について，実用化に向けての実験と検証をおこなっていきたい．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
学会への移動経費として予定していたが，自家用車による移動により経費がかからなかったため，結果的に残額が生じてしまった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
主に消耗品の購入に使用する予定．
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