超高強度・高靭性ハイブリッド型繊維補強セメント系材料の開発

超高强高韧混合纤维增强水泥材料的研制

基本信息

批准号：
14J07167
负责人：
クォンソクミン
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07167/
关键词：
UHP-HFRCC 配向性耐久性自己治癒 Multi-Scale Self-healing Ductility

项目摘要

次世代の安全・安心建築につながる新しい建築材料となり得る，超高強度・高靱性ハイブリッド型繊維補強セメント系材料（UHP-HFRCC）の開発に当たり，平成27年度は，主に以下の2の項目について検討を行った。項目1では繊維の配向性がUHP-HFRCCの引張性能に与える影響，項目2ではUHP-HFRCCの自己治癒性能についての検討を行い，以下の成果が得られた。（項目1）繊維補強セメント複合材料（FRCC）に用いられる補強繊維は異方形状であるため，補強鋼繊維の配向性がFRCCの力学性能に影響を与えることが知られている。平成27年度は，打ち込み方法と試験体寸法が繊維の配向特性に与える影響を調べることを目的とした。その結果，試験体寸法・打ち込み方法と配向性を示す配向係数には強い相関がある事が確認された。また，配向係数と引張力学性能の間には相関があり，引張応力方向への繊維配向性が高いほど，引張力学性能が向上することが明らかとなった。（項目２）UHP-HFRCCの自己治癒性能に関する検討については，自己治癒によるひび割れ閉塞の定量的な評価を行った。また，自己治癒メカニズムを明らかにする事を目的として，自己治癒による生成物質の分析を行った。その結果，UHP-HFRCCの性能を発揮する際に発生するひび割れは，ひび割れ幅が0.07mm以下と極めて微細であり，28日間の水中浸漬によってひび割れを自己治癒し，透気係数を評価パラメータとした場合にはほぼ100%回復することがマイクロスコープの観察と透気試験によって確認された。また，自己治癒物質は主にCaCO3であることがEDXとRaman spectroscopy分析によって明らかになった。加えて，UHP-HFRCCに含まれる大量の未水和セメントの再水和が，自己治癒に影響を及ぼすことを水和度分析によって確認した。

在2015财年，我们主要讨论了以下两个项目，以开发超高强度，高韧性，混合纤维增强水泥材料（UHP-HFRCC），这可能会成为一种新的建筑材料，从而导致下一代安全且安全的结构。在项目1中，我们研究了纤维取向对UHP-HFRCC拉伸性能的影响，在项目2中，我们检查了UHP-HFRCC的自我修复性能，并取得了以下结果。（项目1）由于用于纤维增强水泥复合材料（FRCC）的增强纤维是各向异性的，因此众所周知，增强钢纤维的方向影响FRCC的机械性能。 2015财年的目的是研究植入方法和标本大小对纤维方向特性的影响。结果，已经证实，样品的大小，植入方法和指示方向的方向系数之间存在很强的相关性。此外，方向系数和拉伸机械性能之间存在相关性，并且已经表明，在拉伸应力方向上纤维方向越高，拉伸机械性能越好。（项目2）关于UHP-HFRCC的自我修复性能，对由自我修复引起的裂纹阻塞进行了定量评估。此外，为了阐明自我修复的机制，对自我修复产生的产品进行了分析。结果，显微镜观测和空气渗透测试证实，执行UHP-HFRCC性能时发生的裂缝非常好，裂纹宽度低于0.07毫米，并且可以在水中浸入28天的水中自我修复，并且当空气渗透系数被用作评估参数时，它们将恢复几乎100％。此外，EDX和拉曼光谱分析表明，自动关闭物质主要是CACO3。此外，水合分析证实，UHP-HFRCC中包含的大量未淹没水泥的补液会影响自我修复。