モルタルの化学反応による 劣化メカニズムと数値解析

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1 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

2 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

3 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
　　・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 機能性材料 ・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

4 ＋ ＋ 研究目的 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 １．化学的作用による劣化メカニズムの解明
新しい廃棄物処理システムの開発 廃棄物の回収 リサイクル材料の回収 担当部分 廃コンクリート 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 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 ＋ ＋ 酸性排水中和 機能性材料

5 研究目的 メソスケール ミクロとマクロをつなぐスケール スケール間の情報のやりとりが必要 不均質な材料 均質な材料 メソスケール
マクロスケール スケール間の情報のやりとりが必要 化学劣化 メソスケール 不均質な材料 物性変化 均質な材料 構造物 ミクロスケール 不均質な材料 メソスケール ミクロとマクロをつなぐスケール 化学の世界 部材 102 [m] 100 [m] 10-2 [m] 10-4 [m] 10-6 [m]

6 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) width(mm) 引張試験 Laod(kg) Displacement(mm) 曲げ試験 構成則の改良が必要 構成則の再評価を行う 6

7 Affection of constitutive law
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 ◎ △ ○ Flexure はじめに，引張構成則の再評価を行った． Stress(MPa) Laod(kg) width(mm) Displacement(mm) 引張試験 曲げ試験 7

8 Affection of constitutive law
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 ◎ △ ○ 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． バラツキを与えず，せん断モデルを変更 バラツキを与え，せん断モデルは変更なし Stress(MPa) Stress(MPa) 同じ結果になる ≒ Displacement(mm) Displacement(mm)

9 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． →現在の目的 実験を行い，構成則の妥当性を証明する． 9

10 研究結果 現在の実験器具の状況を確認する． 実験 解析
隙間 スティールプレート 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． 10

11 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 11

12 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 12

13 研究結果 実際の実験風景について 変位計 変位計 13

14 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 曲げ試験結果 5mm 50mm 要素分割375個
3点曲げ試験 5mm×70mm スパン50mm 14

15 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 引張軟化曲線について
要素分割2000個 75mm×150mm 15

16 ご静聴ありがとうございます Reference: Dr. Matsumoto’s doctor thesis 16