インテリジェント材料を用いたコンクリートの温度ひび割れ制御技術の開発に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15206061
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三橋 博三 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90091751)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 直洋 西松建設株式会社, 技術研究所, 課長(研究職) ; 坂井 悦郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90126277) ; 金子 佳生 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60312617)
• Keywords: マイクロカプセル / 遅延剤 / 水和熱 / 温度ひび割れ / インテリジェント材料

Research Abstract

養生過程で温度履歴を受けたセメントペースト、モルタルおよびコンクリートの圧縮強度、弾性係数ならびに破壊エネルギーから活性化エネルギーを算出し、有効材齢を求めた結果、反応速度と終局値との間には、強い相関性があり、終局値は反応速度係数の累乗の関数で精度良く近似することができることを明らかにした。
また、圧縮強度の終局値が養生温度の上昇に伴って低下することを考慮して定式化を行い、有効材齢評価によって養生過程での温度履歴の影響を考慮することによって、より適切に強度を推定できることを明らかにした。
一方、ある民間企業の協力を得て、従来の遅延剤混入マイクロカプセルに代るものの試作を重ね、水和発熱の抑制・制御性能を調査した。
従来のカプセルは、ワックスと液状遅延剤を溶融したものを空気中に噴霧することで急速に冷却する方法により製造したものである。それに対して今年度試作されたものはより剛性が高いカプセルを構成できる方法で製造されており、コンクリートとの練り混ぜにも適している。
水和熱の発生に伴う温度の上昇過程を、断熱温度上昇試験並びに発熱速度測定試験により調べた結果、以下の3つのフェースで温度上昇変化勾配に特徴的なプロセスが見られることが判明した。
1).初期の温度上昇の遅延
2).カプセル無添加よりもややゆるやかな勾配での温度上昇
3).カプセル無添加よりも明らかにゆるやかな勾配での温度上昇
本研究では、各々の温度上昇勾配に対応したメカニズムを考察しながら、より適切なカプセルの選定を行った。
更に、マイクロカプセル混入による水和熱制御方法を実構造物の施工に導入する際に施工上問題となりそうな諸課題を洗い出し、対策方法の検討を行った。

Research Products

• [Publications] 伊藤 憲雄: "養生過程で温度履歴を受けたコンクリートの活性化エネルギーと有効材齢"コンクリート工学論文集. 第15巻・1号. 100-109 (2004)
• [Publications] 伊藤 憲雄: "セメント硬化体の力学的特性増進の温度依存性"セメント・コンクリート研究討論会論文報告集. 1-6 (2003)
• [Publications] 伊藤 憲雄: "養生過程で温度履歴を受けたセメント硬化体の力学的性質に対する推定法とその適合性"日本建築学会構造系論文集. No.577. (2004)