セメントの水和解析に基づくコンクリート構造物の養生計画立案手法の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26420445
• Research Institution: Ishikawa National College of Technology
• Principal Investigator: 福留 和人 石川工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (60517548)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 淳 株式会社安藤・間(技術研究所), その他部局等, 研究員 (60724961)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 養生 / 養生計画 / 湿潤養生 / 水和解析 / 水セメント比 / 養生温度 / 圧縮強度 / 質量変化率

Outline of Annual Research Achievements

コンクリート構造物の性能を確保する上で養生は重要な作業工程であり、養生計画を適切に立案することが重要である。本研究では、養生で達成されるセメントの水和の程度を解析的に予測して養生計画を立案する手法を開発することを目的とする。本年度は、以下に示す検討を行った。
(1)養生条件の影響に関する基礎データの取得：研究代表者らは、湿潤養生条件がセメントの水和に及ぼす影響を把握するために、各種セメントを用いたコンクリートの各種養生条件下における圧縮強度発現特性を把握し、養生条件がコンクリートの強度発現に及ぼす影響評価手法を提案した。本研究では、評価手法の汎用性を高めるために、種々の温度条件および配合条件において、湿潤養生条件がセメントの水和に及ぼす影響に関するデータの取得を行った。すなわち、3水準の水結合材比（55、40、30％）および温度条件下（10、20、30℃）において、養生条件（水中、封緘、水中＋気中、型枠存置＋気中、等）が圧縮強度発現に及ぼす影響を把握した。その結果、コンクリートの圧縮強度に及ぼす養生条件の影響への養生温度・配合条件の依存性を定量化し、提案している評価手法へ組込みを行った。
(2)供試体レベルの水和解析手法の検討：既存データおよび本年度取得データを用いて、供試体レベルの水和解析を行い、解析パラメータの同定、解析条件の設定方法等の検討を行った。使用する解析プログラムは、コンクリート材料性能解析プログラムDuCOM-SDであり、任意の使用材料，配合および養生条件におけるセメント鉱物の水和解析が可能である。その結果、使用した解析プログラムによって，供試体レベルの水和解析に基づく養生効果の評価がおおよそ可能であることを明らかとした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

（1）養生条件の影響に関する基礎データの取得については、当初計画どおりの温度条件３水準および配合条件３水準の条件において、養生条件（水中、封緘、水中＋気中、型枠存置＋気中、等）が圧縮強度発現に及ぼす影響を把握した。その結果、コンクリートの圧縮強度に及ぼす養生条件の影響への養生温度・配合条件の依存性を定量化し、提案している評価手法へ組込みを行った。
（2）供試体レベルの水和解析手法の検討については、コンクリート材料性能解析プログラムDuCOM-SDにより、既存データおよび取得データを用いて、供試体レベルの水和解析を行い、解析パラメータの同定、解析条件の設定方法等の検討を行った。その結果、使用したプログラムにより、供試体レベルの水和解析に基づく養生条件の影響評価が可能であることを明らかとした。

Strategy for Future Research Activity

次年度は，以下に示す部材レベルの実験および解析を行い、セメントの水和解析に基づく養生計画立案手法の開発を進める。
（1）各種養生方法の効果に関する基礎データの取得：各種方法による養生効果の確認には、養生中の内部の水分量を把握する必要がある。本研究では、水分センサーを埋め込んだ小型供試体の一面を種々の方法で養生し、深さ方向の水分量の分布および経時変化を把握することで養生効果を評価する。検討する養生方法は、既存方法、近年開発の方法から代表的な方法を選定する。
（2）部材レベルの水分移動および水和解析手法の検討：（1）で得られた実験データを用いて能解析プログラムによる部材レベルの水分移動および水和解析を行い、解析パラメータの同定、解析条件の設定方法等の検討により、部材レベルの水分移動および水和解析手法を確立する。
最終年度は、実構造物における各種養生方法の効果の測定および解析を行うことで、実構造物への適用性を検証する。すなわち、各種養生方法で養生した実構造物の表面からの深さ方向の水分量測定を行い、各種養生方法が構造物中の水分状態に及ぼす影響を把握する。次に、実験で得られたデータを用いて、水分移動および水和解析手法を行い、各種養生方法に応じた境界条件の設定、各種パラメータの設定等の妥当性を検討する。これらの結果の取りまとめを行い、「セメントの水和解析に基づくコンクリート構造物の養生計画の立案手法」の提案を行う。

Causes of Carryover

実験により発生したコンクリート塊の処理に関し、所要量が蓄積されてから実施することとし、初年度は、処理を行わず、次年度に実施することとした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度に発生するコンクリート塊とともに、次年度に処理を行うこととする。