高性能繊維補強セメント複合材料の力学性能評価とその利用に関する研究

高性能纤维增强水泥复合材料力学性能评价及应用研究

基本信息

批准号：
12J00026
负责人：
浅野浩平
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00026/
关键词：
HPFRCC 架橋則繊維配向性配向強度 ECC 寸法効果可視化実験流体解析

项目摘要

高性能繊維補強セメント複合材料(HPFRCC)について、HPFRCCの力学性状、特に引張性状を支配する引張応力―ひび割れ幅関係、すなわち架橋則について着目し、研究をしてきた。架橋則は、ひび割れに架橋する単繊維の引抜性状の積分で表現されるが、様々な因子によって複雑に構成されるため、単純に表現することは難しいとされていた。マトリックス中の短繊維は9次元ランダム配向と仮定する研究が多い。しかしながら、申請者が行った打設方向をパラメータどしたHPFRCCの一軸引張試除では、縦打ちの試験体が横打ちの試験体の半分以下の耐力であり、HPFRCCの繊維配向性は打設方向に強く影響を受けることを再認識した。前年度までに行われたX線CTスキャンによるHPFRCCの可視化実験によって得られたマトリックス中の繊維配向分布を、独自の評価指数である「配向強度」を導入することによって定量的に繊維配向性を評価することが可能となった。この配向強度を架橋則に導入し構築したことによってHPFRCCの打設時の流動方向によって生じる性能の差異を評価することが可能となり、上述したHPFRCCの一軸引張試験の結果を精度良く評価している。現段階では配向強度については経験的なパラメータであるが、珪酸ナトリウム溶液(水ガラス)をHPFRCCのマトリックスに模擬した繊維配向性の可視化実験を行い、境界条件に応じた繊維配向角分布を得ることが可能となったため、配向強度のモデル化も可能である。

我们一直在研究高性能纤维增强的水泥复合材料（HPFRCC），专注于HPFRCC的机械性能，尤其是控制拉伸性特性的拉伸应力裂纹宽度关系，即交联规则。交联规则表示是交联至裂纹的单个纤维的拉力属性的组成部分，但是很难简单地表达它，因为它因各种因素而变得复杂。许多研究假设矩阵中的短纤维是9维随机取向。但是，在使用申请参数的申请人进行的单轴张力测试中，垂直铸造的样品的强度少于水平铸型的标本的一半，并且人们认识到，HPFRCC的纤维方向受浇注方向的强烈影响。通过引入独特的评估指数“方向强度”，使用X射线CT扫描到上一年的可视化实验获得了通过HPFRCC可视化实验获得的矩阵中纤维方向分布的可能性。通过将这种取向强度引入交联规则并构造它，可以评估由于倒入HPFRCC时流动方向而发生的性能差异，并以高精度评估上述单轴拉伸测试的结果。在此阶段，取向强度是一个经验参数，但是由于使用模拟HPFRCC基质的硅酸钠溶液（水玻璃）进行可视化实验以可视化纤维方向，因此可以根据边界条件获得纤维方向角度分布，因此也可以对方向强度进行建模。