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

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15206061
• 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): 金子 佳生 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60312617) ; 桐越 一紀 東北大学, 大学院・工学研究科, 教務職員 (60240660) ; 坂井 悦郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90126277) ; 西山 直洋 西松建設(株), 技術研究所, 課長(研究職)
• Keywords: マイクロカプセル / 水和反応 / 温度ひび割れ / インテリジェント材料 / 遅延効果

Research Abstract

研究代表者・三橋は、共同研究者の坂井らと協力しながら、マイクロカプセルの改良を進めた。マイクロカプセルを構成するワックスと遅延剤の割合を変化させたり、単位質量を増大させてフレッシュコンクリート中のマイクロカプセルが表面に浮いてくることのないように、石灰石微粉末や高炉スラグ微粉末をワックスに加えるなどの試みを行った。
作成されたマイクロカプセルは、セメント及び水と一緒に練り混ぜ、水和反応速度の測定や断熱温度上昇試験を実施し、その水和熱の制御性能について実験的に検討した。
一方、東北大学の金子・桐越は、昨年度購入したコンクリートの温度応力シミュレーション装置を用いて、水和過程に伴うコンクリート試験体の膨張・収縮過程を詳しくモニタリングすると共に、収縮過程にあるコンクリートの収縮ひずみを1マイクロメータの精度で制御し、温度ひび割れの発生過程をシミュレーションするシステムの構築に努めた。ひずみ制御対象に求められる精度が極めて高いために、通常のコンクリートの実験では問題にならないような室内温度環境や様々な実験条件の見直しを行った。
西松建設の西山は、実際のマスコンクリート構造物の打ち込みを模擬するためにコンクリート製造工場の実機プラントで練り混ぜ、ミキサー車で撹拌し、一辺が1メートルの立方供試体のコンクリートを打ち込んだ。カプセルの投入場所や撹拌時間を変化させて、実際の製造工程がカプセル混入コンクリートに適合できるかどうかを確認した。その結果ミキサー車による撹拌は、マイクロカプセルの破壊も少なく、十分に実用に供し得る可能性を有していることがわかった。また、細骨材として用いる砂の種類によってはマイクロカプセルの温度制御効果に大きな影響を及ぼすことがわかった。