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。

2015财年，我们主要致力于以下两项开发超高强度和高韧性混合纤维增强水泥材料（UHP-HFRCC），该材料可以成为引领下一代安全可靠的新型建筑材料我们已经考虑过。在第1项中，我们研究了纤维取向对UHP-HFRCC拉伸性能的影响，在第2项中，我们研究了UHP-HFRCC的自修复性能，得到了以下结果。（第1项）由于纤维增强水泥复合材料（FRCC）中使用的增强纤维具有各向异性形状，因此已知增强钢纤维的取向会影响FRCC的机械性能。 2015年，目的是研究驱动方法和样品尺寸对纤维取向特性的影响。结果证实，样本尺寸、植入方法和表示取向的取向系数之间存在很强的相关性。研究还表明，取向系数与拉伸力学性能之间存在相关性，并且拉伸应力方向上的纤维取向度越高，拉伸力学性能越好。（项目2）关于UHP-HFRCC的自修复性能的研究，我们对自修复引起的裂纹闭合进行了定量评估。此外，为了阐明自愈机制，我们分析了自愈产生的物质。结果表明，UHP-HFRCC发挥其性能时出现的裂纹极小，裂纹宽度为0.07 mm以下，且在水中浸泡28 d后裂纹自愈，透气系数为在某些情况下，通过显微镜观察和透气性测试证实了几乎100％的恢复。此外，EDX和拉曼光谱分析表明，自修复物质主要是CaCO3。此外，水化度分析证实，UHP-HFRCC中含有的大量未水化水泥的再水化影响了自愈。