Architectural Arohiteotural Institute エnstitute of of Japan Japan 23094 日 本 建築 学会 大 会学 術講 演 梗概 集 チール チ ス ッ プ補強 セ メ ン ト系複 合材料 の 2011 年 8 月 （関 東 〕 基礎 的材 料実験 そ の 1 材 料 特性に 及 ぼ す ス チ ー ル チ ッ プ混入 率 の 影響 正 会員 ○金 田学 H 同 金 子 佳 生 ＊2 ース 繊維 補 強 セ メ ン ト系 複 合 材 料 切 削 屑 リユ f． は じめ に ク リ て コ ン ー ト材 料 分 野 で は 強度 ， 各種 繊維 を 混 入 した繊 維補強 セ メ ン ’ 1） 2 ｝ （ FRCC ＞ の 開 発 が 進 め られ て い る を 空 練 り ，水 お よ び 減 水 剤 を 数 回 に 分 け て 加 え て 向 上 を意 図 し ール ト系 複 合 材 料 体 は ，φ 100mmxh200mm 混 入 され る繊維 。 ・付 着 を 考 慮 は ，モ ル タ ル と の 調 合 ，そ れ ・靱 性 して様 々 な加 工 が 施 。切 ，高 槻 ら に よ る 形 状 記 憶 合 3 ス ト的 な 金 屑 を 用 い た 実 験 が あ る が ，建 築 構 造 物 で は そ こ で ，工 場 等で 切 削加 工 に よ り発 生 す る 切 削 困難 が あ る ス 屑 似 下 ， チ ール チ ッ プ） を 繊 維 の 代 替材 と し て 利 用 で き され て い るが ゆ えコ ト増 に っ な が りや す ス い 削屑 を利用 し た研 究 と し て は ） コ c れ ば ，産 業 廃 棄 物 の 減 少 と コ 研究 は そ 実現性 を検証 す る た の チ ール チ ッ チ に 生 じたも で あ り の ，表 す 。精 工 鋼 板 ス チ ール チ べ ，形 状 ッ プ補強 ソ 一一 般 プは， 旋盤 で ，鋼 ス な した い 鋼製 品 で あ 加 過程 で 発 生 す る ス ール チ チ ッ ッ SS400 ため清潔 品 を は じ め 各 種用 途 に 堅 調 な需 要 が ある 工 チ ール チ 種 も ほ とん ど て い 精密加 工 の り で 。し か 。 プ は ，Vf ＝ O ／。 の 調 合 に 対 し て 体 積 比 なが ら 可能 なス 。ま た ，ス チ ール チ Vf ＝ 2 ，3 ，4 ，5 ，6 ％ ッ 。 di100mm h200mm の 円 柱 試 験 体 内 に 混 入 チ ール チ プ は 0． 634kg ，体 積 比 5 ． 2％ に 相 当 す を 混 入 した × ッ 。 る × した 。翌 日 に 脱 型 し た 後 ，気 温 20 ℃ ，湿 度 60 ％ に 保 ち ，養 生 した 。 3， 3 試 験 方法 円 柱 試 験 体の 圧 縮試 験は 用い て 行っ た 。変位 計 も し を測 定 し ，圧 糊 鍍 を示 ，材 齢 2 週 に 2000kN 万 能 試験 機 を ー くは ひ ずみ ゲ ジ に よ り 縦 の 変 形 量 ’ s ひ が S、 0 × lO 113 応 力度 を 示 す点 と の す点 を 結 ぶ 割 線 の 勾 配 を と 静弾性係 数 E ． ， 体 の 3 点 曲げ試 験 は ，中央 に コ 200mm で 単 調 お よび 繰 返 の し載荷 。角 柱試 験 ーで 深 さ した ー トカ ン ク リ 1〆5 （ 20mm ），幅 3mm が 梁せ い の ずみ タ ッ 切 欠 き を入 れ を行 っ た 。繰 返 ，ス パ し載荷 → → → → → っ エ ，繰 返 し 載 荷 の 場 合 は ，実 験 結 果 の 。計 算 の 精 度 と 安 定 性 を 考慮 し て ，f の 許 容 誤 差 は 5 ％ と し ，俳 の 算 出 に お い て は ひ び 割 れ 開 口 変 位 lmm ま で を 求 め た D ． 4 ，実験結果 と考察 4、 1 練混 ぜおよ び打設 状況 表 3 に 全試 験結果 を 示 す。表 の 値 は 各調 合 の 3 っ の 試験体 の ー試 験 の 結 果 か ら ス チ ール チ ッ プ の 体 平 均 値 で あ る。フ ロ Vf 積 比 Vf一 2 ％ ま で は 185mm 以 上 を 確 保 し て い る が ， ‘4 ％ を 超 え る と ス チ ール チ ッ プ の 結 合 が 強 く な り，Vf ＝ 6％ ール チ ソ ブ が 塊 と な り ，そ の 隙 間 か らセ メ ン で は ，ス チ ＝ 5％ ま で は 問 題 な トが 流 れ 出 た 。型 枠 の 打設 状 況 は ，Vf ・ か た が ，Vf＝ 6 ％ で は モ ル タ ル が 充 填 され な い 部 分 が 多 く を 求め た 。こ こ で 包絡線か ら求め た へ っ 。 ， 2 圧 縮 試 験 結 果 見 られ た 3． 2 試 験 体 製 作 4 ，1 回 あ た りの 製 造 量 は 20f と し た 。表 乾 状 態 の セ メ ン ト，シ リ カ フ ユーム ，細 骨 材 表 1 ス チ ール チ ッ プ 練 り混 ぜ 3 体製作 角柱 試 験体 を そ れ ぞ れ た 。 試験 っ 100 100x500 円 柱 試験 体 と の GF プ は 産 業廃 棄 物 と に 示す ° プ を 少 しず つ 加 え な が ら練 り混 ぜ を行 に あ る。 て 処 分 され て い る。 ° の ッ チ プ な り，再 生 鋼 材 と し て の 需 要 は 皆 無 で あ り ，全 て 埋 め 立 3 ， 実 験概 要 3、 t 使 用 材 料 お よ び 調 合 Vf ＝O ！ で 使 用 し た 調合 を表 2 チ ，ス に お け る 除荷 変 位 は ，原 則 と し て 0 ． 33mm →0． 67mm →lmm 2mm 3mm 5mm 7mm 9mm の 順 と し ，剛 性 急 変 時 は若干 の 調整を行 た 。そ の 結 果 か ら，多 曲 線 近 似 法 に 4） 基 づ く逆解 析 に よ り ，引 張 強 度 舌 お よ び 破 壊 ネル ギー ，機 械 部 し mm ン プは 精 工 鋼 板 の 表面 切 削 時 ッ が比較的均質 で 精 工 鋼 板 は NC そ チ 1 に 外 観 形 状 ，寸 法 ，質 量 を 示 限 定 さ れ ，潤 滑 油 も使 用 され の ール プ 今 回 使 用 し た ス チ ール チ に 比 ，ス め ト系 複 合 材 料 の 基 礎 的 材 料 実 験 を行 っ た 。 セ メ ン 2、 ス ト低 減 に 寄 与 で き る 。本 ス 佐 藤 裕 一＊3 同 は 手 練 りで 実 施 し 平均 ｛ 丶 h “ ） 0200 ． 10 20． 60753 D （mm ） 】0 t（ mm ） わ（ mm ） 質愚 h （mm 辱 蠶 量 巳 標 準偏 差 巻 き 数 （回 ） ． 165 0． 25o 2． 639 1． 620 ． 73 ． 09 ． 71 ， 92 図 1 に 圧 縮応 が 60−80N ！mm2 体積 ーひ ず に 増加 した 、 Vfeo f で 圧 縮 強 度 み 関係 を示 す。 ° で 爆 裂破 壊 が 生 じ た 。 比の ± 曽加 に 伴 い ス ，圧 縮 強 度 が V 岸 0 ％ 約 ス チ ール チ ッ プ が 繊 維 これ は， ら骨 材 に 似 た 機 能 を発 揮 Vf ッ プ の L2 〜1． 5 倍 で あ りなが 。ま た ， ＝3 ％ 以 上 で 。た だ し ，載 荷 装 置 の 容 量 が 2000kN ＝3％ 以 上 で も 爆 裂 を 生 じ る 可 能 性 が あ KANADA チ し た た め と考 え られ る た っ 。 チ ール の 圧 縮 破 壊 時 の 爆 裂 現 象 も ，Vf Composite Fundamenta1MaterialTest ofSteel −Chip Relnforced Cemen 重itious Part1： lnfluences ofStee ］ Chip V （山 me Fraction on Material Prop巳rties （ ） カ Manabu 観 察 され な く な 未満で ある場合， る。 ，KANEKO and Yoshio SATO Yuichi 一 213 一 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library Architectural Arohiteotural Institute エnstitute of of Japan Japan 4， 3 3 点 曲 げ試 験 結 果 図 2 に 3 点 曲 げ試 験 の ＝ 0％ を 示 す 。Vf 逆解析 か ら求 め た 引 張軟化 曲線 あ る と考 で は ，ピ ーク 荷 重 に 到 達 後 ，急 激 に 荷 重 が 低 下 し た 。ス チ ール チ ッ ーの 点 か ら お よ び 破 壊 エ ネル ギ VfL4 ％ が 最 も良 好 で 。 え られ る 【謝 辞 】 ス チ ール チ プ 混 入 に よ り ，軟 化 勾 配 が 緩 や か に な り ，引 張 応 力 も 増 加 し ，ひ び 割 れ に 対 す る 抵 抗 力 プ を御 提 供 頂 ッ い た 株 式会社 奥 田お よび 藤 巻鋼材大阪株式会社 に 記 して 謝意 を表 します。 ＝4 ％ を 超 え る と， 引 張 応 力 が 減 少 に 転 じ る 。 こ れ は ，ス チ ール チ ッ プ の 隙 間 に セ メ ン ト が ト分 に 浸 透 し な い た め と考 え ら れ る 。 5． ま と め 本 研 究 の ス チ ール チ プ 補 強 セ メ ン ト系 複 合 材 料 の 基 が 向 上 す る こ と が わ か っ た 。た だ し，Vf 【 参考文 献 】 礎 的材 料 実 験 か ら 得 ら れ た 知 見 を 以 下 ，桐越 一紀 ，阿 部孝仁 鋼 繊 維 補 強 一 セ メ ン ト系複 合 材 料 の 単純 化 し た 軸 構 成 モ デ ル ， 日 12 本 建 築 学 会技 術 報 告 書 ，第 11 号 ，5−8，2000． 一 2 ） 佐 々 木 勇 気 ，金 子 佳 生 ，桐 越 紀 ， 新構 法 に 用 い ら 1 ． ス チ ール れ る 繊 維 補 強セ メ ッ に 比べ チ ッ プ を混 入 ，圧 万 能試 験機の 場合 ・ 3° ／以 上 で 発 生 Vf ・ 。 しな くな た 。破 壊 エ ネ ル っ 複合材料の 材料特性 お よ び構 ，日本 建 築 学 会 東 北 支 部 研 究 報 告 集 ．構 造 系 ，第 71 号 ， 115一 且18， 2008． 6 Mn −si−Cr 3） 高 槻 哲 平 ，佐 藤 尚，渡 辺 義 見 ，丸 山 思 克 Fe・ ー ト複 合 材 料 の 開 形 状 記 憶 合 金 切 削 屑 を利 用 し た ス ： ト系複 ン ン ト系 成 則 縮破 壊 時の 爆 裂現 象 は る鋼繊維 補強 セ メ ： ： た。 っ 2 ． 引張 強 度 は ，通 常使 用 され 合 材 料 と 同程 度 で あ に示 す ， ，圧 縮 強 度 が 無 補 強 し た 。本 実 験 で 用 い た こ とで 1． 2 − 1． 5 倍 に増加 て 約 2000kN する 金 子 佳 生 ，三 橋 博 三 1） ギ ーは ，2 ． 0〜 マ 0 ON ！mm で あ り，鋼 繊 維 補 強セ メ ン ト系複 合 材 料 〔8， 3． pp ． 92， 24−28 ，2006 ． 9 発 ，鉄 と鋼 ，vo ］． 〜 〜 い モ ル ル ． 1 ON ！mm ）に は 及 ば な が ，無 補 強 タ 0 9． 〔 ー ー ン ク リ 4） 士 木 学 会 ト技 術 シ リ ズ ， ン ク リ ー ト 2N 〆mm ）に 比 べ て 大 幅 に 増 加 す る こ と が 確 認 さ れ た 。 0． の 寸 法 効 果 と 引張 軟 化 曲 線 ．3 章 ： 引 張 軟 化 曲線 の 求 3． 今 回 の 実 験 の 範 囲 で は 施 工 性 圧 縮 強 度 ，引 張 強 度 ： ， 表 2 Vi≒ 0％ 寧強セ メ シ リカフ ll緲 ン ト ユーム AE 減 水 剤 高性 能 水 3， 蓍4 2． 20 2． 51 〔絶 乾 ） 1． o◎ LGO め 方 ，1998 表 3 全 試 験 結 果 調合 の 1£ あ た りの 重量 （） 755 弖89 試 験体 1276 21． 189 ー リ シ ズ 密 度 ρ Vf」 o ％ V 卜 2％ V卜 3％ Vf誕 ％ ア δ （輝ノcm 2 ユ ） 3230 燃 × 陛 繍強 度 引 彊 強 度 破壊 ヱ ネ ル ギ 2 〉 广〔Nlm 皿 ）汚〔Nlmm2 ） σメN ／mm ＞ 24 〔レ β7 6 5 〔｝ o Io × × 晦翌 。 ． ． o6 】、 76 ． 轟 ． 96 ． S4 ． ． 95 ． 68 2． 11 2． 12 2． 87 ． 3 ． 9 7． 0 ， 7 ． 8 靜弾性係数 （kNlmm2） 12 5 4 ． 15 ． 3 正7 ． ： i 17 ． 5 工7 ． 2 12 ． 3 達 ｝o （8 鎚 6 懇 ’ヨ 4tS 92 呈00R 0 1G （8 so 梟 钁銘 6 撃ヨ 4 醸 ろ 2 蕊 畠 ＝6％ Vf R 麓 80 逡 田 60 灘 ー値 ロ m （ 2． 3ユ 185 19588 2． 4 ξ） 120 × 1109 2． 4912 以 王1593 （ 261 ！KhXIO593 2、 4090 3562 £ コ ， v 伝 5％ V 卜 6％ コ （8 鎚 6 嚢 「 b ） 2 ・・ ・ v 響o o ） ． el 〔〕． e2 ． ‘ 3 0 ． 04 〕 o ， O 】 ， 02 e． o i ξ）， G4 ’ ： 〔 ひ ひ ず み ひ ず み 図 1 圧 縮応 カ ＊ 1 京都 大 学大 学 院 工 ＊ 2 ＊ 3 京都 大 学 大学 院 工 学研 究 科 助 教 ーひ ず み 関 係 0． 5 1 ． O L5 2、 ｛ 〕 0 0 ． 5 1． ． O L5 び 割 れ 開 口 変位 （ mm ） 國 2 ひ ・博 へ5sls （ 工 ） 〔， nt 臼 ） 引張軟 化 曲 線 ・Ph ． D． Stud 、 2 0 び 留 れ 開 口 変位 （ mm ， Kyotu Unlverslty ， Gr duate School of En ineerln ity ， D． Prefessor ， KyDto Univgr 呂 Graduate SchQol Qf Engineering ， Ph ． Graduate 学 研 究 科 修 士 課 程 京 都 大 学大 学 院工 学研 究科 教 授 0 呂 臼 しant Professor ， Engine巳ring ， Eng ． KyotQ University ， Graduate School of Dr． 一 214一 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library
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