2012 Fiscal Year Annual Research Report
コンクリート細孔に存在する凝縮水の圧力変動と移動による構造物動的応答の変化
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24686054
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
藤山 知加子 法政大学, デザイン工学部, 専任講師 (60613495)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | コンクリート / 凝縮水 / 圧力変動 / 動的応答 / 細孔構造 |
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| Research Abstract |
コンクリート細孔中の凝縮水の水圧変化が構造物の動的応答に及ぼす影響を定量的に明らかにすることが,本研究の目的である.粘弾性体である水の物理的性質に着目し,細孔内の凝縮水の動態という微小現象から,マクロなコンクリート構造物の動的応答を明らかにするところに,本研究の眼目がある.最終的には,道路橋設計荷重に衝撃を考慮するための割増係数と,水の存在による材料係数の低下という,個別に簡易な手法によって考慮されてきた損傷促進要因を,水の動態という機構に基づき一貫して評価する手法の構築を目指している.
本研究では3つのステップを想定している.1.飽和コンクリートの細孔構造と短時間外力による変形特性の関係を定量的に調べる実験,2.含水状態の違いが短時間外力に対する構造物の動的応答に与える影響を調べる実験,3.細孔中の水の影響を考慮したコンクリート材料の構成則の提案と検証(H24～26)である.そのうち,平成24年度は段階1の実験および3の構成則の大まかな提案を行うことができた.
具体的には,1.では水セメント比および混和剤により硬化体中の細孔状態の異なるコンクリート円柱供試体を5水準作成し,ひずみ速度に換算するとおよそ100倍異なるふたつの載荷速度を用いて,強度試験を行い,動的計測システムを用いてサンプリング速度100Hzで応力-ひずみの性状を詳細に記録した.その結果,当初予測どおり高速載荷時は,含水によりコンクリートの見かけの剛性が増加すること,破壊が脆性的になることを確認した.また,これらの力学的特性の変化とセメント硬化体の細孔分布の関連が示唆された.この結果をもとに,力学特性に細孔量と細孔径の分布をとりいれた応力-ひずみモデル構築の方針を決定し,簡易なモデルを提案した.これらの成果をとりまとめ,査読付き論文集への投稿を行った(現在審査中).
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定どおり3段階のうちに最初の材料実験を行った.結果は査読付き論文集へ投稿することができた(現在審査中).ただし実験はこれで完了ではなく,さらにパラメータを絞った確認実験を本年度継続する予定である.また,3段階のうちの最終段階と位置付けている力学モデルの構築について,方向性を得ることができた.簡易モデルを提案し,実験結果との比較検証を行った.順調に進展していると言える.
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は,要素実験を継続するとともに,新たに水銀圧入試験によるコンクリート細孔構造の分析を追加実施する予定である.申請当初は計画していなかったが,昨年度の結果から最終目標であるモデルの構築には細孔構造の詳細な分析が不可欠であるとの判断に至った.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度以降は,当初計画に追加した上記の細孔構造の分析とともに,構造物実験を行う予定である.両試験の実施には他大学あるいは他の研究機関の施設を借用する予定である.また,構造物実験に用いる試験体は鉄筋や型枠の加工に特殊な技能が必要となるため,専門技術を有する機関に委託する予定である.
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Research Products
(5 results)
