| Research Abstract |
本研究では,膨張材を混和したコンクリートの膨張収縮挙動およびひび割れ抑制効果に対して実験的な検討によって,定量的に評価し,膨張材の効果について明らかにした。一方,このような膨張材の効果がどのように発揮するかについて,微視的な観点から検討を行い,膨張材の水和による膨張機構に基づいて膨張材を混和したコンクリートの理論的なモデルを構築し,膨張材によるコンクリートの収縮低減効果およびひび割れ抑制効果を統一的に説明できるマクロ予測手法を提案した。上記の目標を達成するため,以下について詳しく検討した。
(1)膨張材の収縮低減効果およびひび割れ抑制効果に対する実験的検討:膨張材を混和したモルタルの非拘束実験および内・外部拘束条件が異なるリング型拘束収縮実験により,膨張モルタルの拘束膨張収縮特性,応力挙動,拘束度,応力弛緩およびひび割れ抵抗性に対して検討を行った。併せて,膨張コンクリートを対象としてVRTN(Variable Restraint Testing Machine)による擬似完全拘束条件下における若材齢コンクリートの膨張収縮挙動や発生応力の評価および直接引張強度をベースとしたひび割れの発生可能性の検討を行ない,膨張材の効果について定量的に評価した。(2)膨張材を混和したコンクリートのモデル化および検証:膨張材を混和したセメント硬化体の圧縮強度および弾性係数発現などの力学的特性のモデル化,体積変化モデル化およびクリープ現象に対する理論的なモデル化を試み,各モデルにおける滴合性を実験によって検証した。一方,クリープ現象を拘束状態での応力変化の計算に用いて,膨張収縮ひずみが拘束された状態での発生応力の予測を行った。応力に予測において,先立って行ったリングテストおよびVR胴の結果を拘束条件下のデータとして用いて,モデルによって予測した応力の結果と比較,検討することでモデルの適合性を確認した。(3)膨張コンクリートの実構造物への適用およびひび割れ抑制効果:実構造物レベルにおける膨張コンクリートの効果を定量的に検討するため,膨張コンクリートおよび普通コンクリートを適用した実構造物の外壁およびスラブの膨張収縮挙動を測定し,実部材における膨張収縮挙動,拘束度および発生応力の評価を行った。一方,既征の応力評価方法として拘束圧による自山膨張ひずみ増分を低減する方法を採用し,実部材測定ひずみに基づく発生応力を評価し,その結果と本研究のモデルによって卸定した発生応力の結果と比較することで実部材へのモデルの拡張を試み,その有効性を確認した。一方,長期材齢におけるひび割れ調査などを複合的に行い,実構造物レベルでの膨張材の収縮低減効果およびひび割れ低減効果を明らかにした。(4)膨張コンクリートの収縮およびひび割れ低減マクロ予測手法の提案:以上からの結果をまとめ,ひび割れの抑制対策として適用性が増加している膨張コンクリートについて力学的特性モデル,体積変化モデルおよびクリープモデルなどの理論的なモデルを適川し,膨張コンクリートの初期物性発現と,それに基づく応力の予測および予測した応力と引張強度の大小関係から,膨張材によるコンクリートの収縮低減効果およびひび割れ抑制効果について統一的に説明できるマクロ予測手法を提案した。
本研究から行った膨張材を混和したセメント硬化体に対する理論的なモデルの検討から,膨張コンクリートの実構造物レベルでの検討とともに,収縮低減およびひび割れ抑制効果に対するマクロ予測手法の提案は,今後膨張コンクリートの1歯川および実用化において,実証的なデータを提供できると考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
膨張材の効果を実験的に検耐し,膨張材を混和したコンクリートのモデル化の構築,各モデルの検証および適用性の検討とともに膨張材を適用したコンクリートの収縮低減およびひび割れ抑制効果に対するマクロ予測手法を提案することで,膨張材の効果を実用的に予測できるモデルをほぼ完成させるに至った。あと一ヶ月余りでは博士論文の完成に至るものと考えられ,研究の達成度として元々の計画より1～2ヶ月程度遅れていると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
膨張材を混和したコンクリートは水和物の構造や生成速度などが普通コンクリートと比べて異なることから,膨張材とセメントの水和反応における相互依存性,セメントと膨張材反応の温度依存性などを考慮した水和反応モデルについてはまだ明らかに検認されていないのが現状である。したがって,セメントの反応と膨張材の膨張機構を考慮した水和反応モデルの構築およびそれに基づく膨張コンクリートの膨張収縮挙動やクリープ挙動などより広い範囲の実験データを加え,予測モデルに導入するのが必要であると判断され,膨張材の水和反応モデルを含め,モデルの拡張や,より推定程度や汎用性が高いモデルへの発展が必要であり,これについて研究を続ける。
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