若材齢における高強度コンクリートの収縮拘束応力の発現特性と微視的破壊機構

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650459
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 五十嵐 心一 金沢大学, 工学部, 助教授 (50168100)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川村 満紀 金沢大学, 工学部, 教授 (20019730)
• Keywords: 一軸引張型拘束収縮試験装置 / 自己収縮 / 若材齢 / 高強度コンクリート / シリカフューム / クリープ / 蛍光顕微鏡

Research Abstract

自己収縮が拘束されることによって発生する引張応力による内部損傷の特徴を明らかにするために,蛍光顕微鏡観察の適用を試みた。若材齢における高強度コンクリートの蛍光顕微鏡像の特徴と自己収縮拘束挙動の対応を,セメントの水和反応過程を考慮した微視的構造形成過程と関連付けながら考察した。収縮拘束試験としては,簡便な定性的評価方法としてリング試験方法を採用した。また,ひずみ成分や拘束応力,クリープ特性などの定量的な評価が可能なサーボ制御方式一軸引張型収縮拘束試験装置を作製して,材齢初期における粘弾性挙動の定量的な評価を行い,さらにその結果とリング試験結果との対応を検討した。
シリカフュームを混入することにより,若材齢高強度コンクリートの引張クリープ変形は増大することが,リング試験および一軸引張型試験から明らかになった。また,密封養生されたコンクリートの内部組織は多孔質であり,骨材粒子周囲にはバルクセメントマトリックスよりも多孔質な領域が存在することが,蛍光顕微鏡観察より明らかとなった。また,さらに,打設直後から密封養生されたシリカフュームコンクリートにおいては,周囲が幅の狭い蛍光領域で縁取られたような未水和セメント粒子が多量に存在することが確認され,それらのセメント粒子とマトリックスとの間に空隙が存在する。以上のような蛍光領域の特徴は材齢初期から十分な水分を与えたコンクリートでは消失することから,それらの蛍光領域は自己乾燥および自己収縮の拘束により発生したものと推察される。しかし,ひびわれの発生は確認されず,強度発現への影響は小さいと考えられる。しかし,その一方において,シリカフュームコンクリートにおいて顕著に認められた空隙に縁取られた未水和セメント粒子は,セメントゲルのクリープ変形に対する拘束機能が低下していると考えられ,これが引張クリープの増大をもたらし,結果として拘束応力の発現を緩和することが考えられる。

Research Products

• [Publications] 久保ホベルト洋,五十嵐心一,川村満紀: "リング試験による自己収縮拘束特性の評価と損傷の蛍光顕微鏡観察"コンクリート工学年次論文報告集. 22・2. 607-612 (2000)
• [Publications] Igarashi,S.,Bentur,A.and Kovler,K.: "Autogenous shrinkage and induced restraining stresses in high-strength concretes"Cement and Concrete Research. 30・11. 1701-1707 (2000)
• [Publications] Igarashi,S.and Kawamura,M.: "Effects of microstructure on restrained autogenous shrinkage behavior in high strength concretes at early ages"Proc.of the International Conference on Early Age Cracking in Cementitious Systems. (発表予定). (2001)