複雑系確率理論によるコンクリートの内部変動と耐久性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13875082
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 堀口 敬 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30094816)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): STANEBA Petia 地域科学研究所, 主任研究員
• Keywords: コンクリート / ルナコンクリート / パーコレーション / 水和反応 / 物質移動

Research Abstract

コンクリート構造物の長期的な耐久性を確保することが重要な課題となっている。このためには、まず材料性能特性を十分に理解することが極めて重要である。ところが、セメント系コンクリート材料は複雑な水和反応により微視的な内部構造が時間とともに大きく変化する複雑な材料であり、様々な影響因子によってその性状が大きく異なる。従って、これらの影響因子を考慮した合理的な材料性能特性の把握が必要となるが、このためには従来からの画一的な考え方では不可能である。
本研究では複雑系確率理論の一つであるパーコレーション理論を用いて、コンクリート内部の組織構造における時系列的な水和反応現象を物質移動を含めてシミュレートすることに主眼をおいている。この手法により、様々な影響因子を自由に考慮した水和反応の経時的変化が推定可能である。本年度は特に特殊な条件下における水和反応の検討として月面でのコンクリート製造を念頭に置き、マトリックス中の空隙構造の変化や遷移帯近傍の内部構造の変化などを中心に実際の実験結果とコンピューターシミュレーションによる結果との比較検討を行った。セメントでは、特に月面で製造を仮定した場合のルナセメントを用い、水和反応としても特殊な条件であるDM/SI法(液体の水を使わず、水蒸気により水和させる方法)を含めて検討を行った。