モルタルの化学反応による 劣化メカニズムと数値解析 D2 大岩祐司 発表内容 • 研究背景と研究目的 • 前回のプレゼンテーションについて • 研究結果 研究背景 近年，以下のことが問題視されている． ・廃コンクリートの増加 ・天然骨材資源の減少 新しい廃棄物処理システムの開発 三つの機能を持つ リサイクルシステム ・骨材の回収 ・酸性排水の中和 ・機能性材料の回収 廃コンクリート 酸性廃水の中和 研究目的 新しい廃棄物処理システムの開発 廃棄物の回収 廃コンクリート リサイクル材料の回収 担当部分 骨材回収 １．モルタルの化学劣化はどの程度か？ ２．化学劣化予測への応用 ＋ ＋ 酸性排水中和 機能性材料 １．化学的作用による劣化メカニズムの解明 ２．数値計算によるモルタル劣化のシミュレーション 研究目的 マクロスケール スケール間の情報のやりとりが必要 メソスケール 不均質な材料 ミクロスケール 均質な材料 構造物 物性変化 不均質な材料 メソスケール 部材 ミクロとマクロをつなぐスケール 化学の世界 化学劣化 102 [m] 100 [m] 10-2 [m] 10-4 [m] 10-6 [m] 前回のプレゼンテーション モルタルの劣化を検討するにはまず健全なモルタルに ついてしっかりと理解する必要がある． →しかし，今のRBSMでは基本的に定性的な解析しか できない． Stress(MPa) 引張試験 Laod(kg) 曲げ試験 200 4 Experiment Analysis 3 100 2 1 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 width(mm) 0 0 構成則の改良が必要 構成則の再評価を行う 0.1 0.2 Displacement(mm) 前回のプレゼンテーション 構成則の再評価 感度解析 Kind of analysis Affection of constitutive law tension Compression Shear Variation Tension ◎ △ △ △ Compression ○ ○ ◎ ◎ Flexure ◎ △ △ △ はじめに，引張構成則の再評価を行った． Laod(kg) Stress(MPa) 200 4 Experiment Modified model 3 Experiment Modified model 100 2 1 0 0 0.02 0.04 0.06 引張試験 0.08 0.1 width(mm) 0 0 0.1 0.2 Displacement(mm) 曲げ試験 前回のプレゼンテーション 構成則の再評価 感度解析 Kind of analysis Affection of constitutive law tension Compression Shear Variation Tension ◎ △ △ △ Compression ○ ○ ◎ ◎ Flexure ◎ △ △ △ その他(せん断モデルとバラツキ)の構成則は決められない． なぜなら，１つ複数の組み合わせが存在するため． バラツキを与え，せん断モデルは変更なし バラツキを与えず，せん断モデルを変更 Stress(MPa) Stress(MPa) 同じ結果になる 50 40 30 20 10 0 0 0.001 0.002 0.003 Displacement(mm) ≒ 50 40 30 20 10 0 0 0.001 0.002 0.003 Displacement(mm) 前回のプレゼンテーション まとめると， １．引張構成則については今後新しい構成則を使用する． ２．せん断とバラツキについては決められないが，一時的に せん断を変更せず，バラツキを与えたものを構成則とする． 問題点 構成則の検討につかった実験データは他の論文から持ってき たもので，また実験間で同じモルタルを使用していないので信 頼性が低くなる． 実験を行い，構成則の妥当性を証明する． →現在の目的 研究結果 現在の実験器具の状況を確認する． 解析 実験 スティールプレート 8 隙間 解析 実験１ 実験２ 実験３ fb (MPa) 6 4 変位の違いが隙間からのものか劣化によるものか正確に 知るためには実験装置による変位発生を防ぐ必要がある． 2 0 0 0.1 0.2 Displacement (mm) 0.3 研究結果 Q棟の試験機に環境室が設置された． 環境制御室 前 現在 研究結果 環境室が設置されたことによって供試体を設置する場所 はかなり狭くなった．また，変位の測定を正確にするため にスティールボックスを作製した． 環境制御室 スティール ボックス ポールをカット 研究結果 実際の実験風景について 変位計 変位計 研究結果 三浦君の実験結果の中で１つだけ良い結果が得られたも のを紹介． 解析概要 5mm 50mm 要素分割375個 3点曲げ試験 5mm×70mm スパン50mm 曲げ試験結果 研究結果 実験結果からJCIの逆解析ソフトを使って求めた引張軟化 曲線と直接引張試験解析から求めたものを比較． 解析概要 要素分割2000個 75mm×150mm 引張軟化曲線について ご静聴ありがとうございます Reference: http://eco.goo.ne.jp/business/csr/navi/011128_02.html http://const.tokyu.com/technology/3sai/index3.html http://www.weblio.jp/content/ Dr. Matsumoto’s doctor thesis
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