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構造材料工学研究室

 当研究室の基本理念や日々の行っている研究内容をご紹介します。

 

Structural Material and Concrete Structures Lab has been working on construction material and its structural properties under research themes which can revolutionize the conventional technologies. Our goal is to create a new concept or idea for the concrete technology by researching cement chemistry, concrete engineering, reinforced concrete structures, prestressed concrete structures and cement concrete pavement.
構造材料工学研究室は、コンクリート構造物を構成する材料そのものの特性ならびに部材としての特性を中心に、現在の技術に変革をもたらす可能性のあるテーマを取り上げ,主にセメント化学、コンクリート工学、鉄筋コンクリート構造、プレストレストコンクリート構造ならびにコンクリート舗装に関する研究を実施しています。これによって、研究の成果が現在のコンクリート技術に新しい考え方を創成することを目標としています。

Research is based on experimental facts or engineering events and theory is developed based on the facts. On the clarification of the experimental facts, we attempt to find out useful information from an engineering perspective as well as interpret the phenomenon in physically, chemically or physicochemically correct way. In case of necessity, we carry out an experiment in boundary area or different field are carried out and advice or cooperation from researchers in the field are actively received. We always try to not only observe macroscopically but also pursue unit process microscopically. 
研究は実験事実または工学的事象の解明に基づくことを基本とし、理論はこれらの事実に基づいて構築することを旨としています。実験事実の解明にあたっては、工学的に有用な情報を得ると同時に、現象を物理的、化学的または物理化学的に正しく把握することに努め、そのために必要な場合には,境界領域分野あるいは異分野に属するような実験を実施するとともに,その分野の研究者から助言や協力を得ることを積極的に行います。したがって実験では,マクロな観測ばかりでなく微視的にユニットプロセスを追求することにも心掛けています。

Our research topics are the tasks which require an immediate resolution in the standpoints of construction, maintenance and repair of concrete structures, and they can meet the social requirement in aspect of not only academic but also practical aspect. 
Extramural research and joint research with the government or companies are conducted and researches are promoted under cooperative framework. 
This can not only prevent the selection of the research topics from being self-approving with supported by the practicalities, but the results of our study can be returned to society sooner through the state measures or companies

研究テーマは、いずれも社会基盤を形成するコンクリート構造物の建設・維持・補修の観点から早急に解明が要求されている課題であり、社会の要請を学問的な面からのみならず,実務的な面からも多くの研究の中に取り入れていくことに努めています。その過程では、国及び企業からの委託研究や共同研究を実施し、企業側との協調体制の下での研究の推進も図っています。これは,独りよがりになりがちなテーマの選定を実用性で裏づけるばかりでなく、国の施策や企業を通じて研究成果をより早く社会に還元することにもつながると考えるからです。 

 

 


Development, Structural Analysis and Design of
Ultra-High-Strength and Ultra-Long-Lifetime Concrete:
Lighter, Thinner, Longer, Higher and More Durable Concrete

より軽く、より薄く、より長く、より高く、より長持ちする
超高強度・超長寿命コンクリートの開発と構造解析・設計

  

Improvement of Properties of Fly Ash Concrete.
(フライアッシュコンクリートの高性能化に関する研究)

Improvement of properties of concrete containing fly ash has been investigated with an aim of effective utilization of fly ash obtained as a byproduct from coal power plants. We investigate on several mix proportions with different amounts of fly ash, and evaluate its contribution to strength and durability of concrete. In addition, to improve the properties at the early age and in long term, mix proportions and curing conditions that incorporate an internal curing method are also investigated. Based on the above investigations, a comprehensive evaluation of properties of fly ash itself as well as concrete containing fly ash is carried out in order to realize high performance fly ash concrete.

 石炭火力発電の副産物であるフライアッシュの有効利用を目指し、フライアッシュコンクリートの高性能化を図る。初期強度の確保、長期の強度発現および高耐久化を達成するため、内部養生を含む養生条件、配合条件を検討し、各条件におけるフライアッシュの強度や耐久性への貢献度を評価しています。フライアッシュ単体およびコンクリートの性能を総合的に検討し、高性能フライアッシュコンクリートの実現を図ります。
 

 

Impact of Volume Change and Temperature Change
on Shear Strength of RC Beams.
(体積変化、温度変化を受けるRCはりのせん断強度に関する研究)

 Cracks on a bridge due to aggregate shrinkage have been reported and become a serious problem. For this reason, the effects of shrinkage as well as expansion resulting from materials, cement hydration, drying as well as heat on the shear strength of RC beams are investigated with an aim of establishing a design method that considers their effects.

実橋梁において、骨材の収縮に起因した大きなひび割れが発生し大問題となりました。そこで、材料、反応、乾燥および熱などに起因するコンクリートの収縮および膨張のRCはり破壊に対する影響を評価し、これらを考慮したせん断設計法の確立を目指しています。
 

uhsc.jpgのサムネール画像

 

 


Construction of Recycle System for Concrete
and Realization of Environmental Impact Reduction
for Building More Livable Social Environment

より住みやすい社会環境形成のための  
コンクリートの循環(リサイクル)システムの構築と環境負荷低減の実現

 

Internal curing with porous ceramic aggregate
and its effects on crack mitigation.
(多孔性セラミック(廃瓦)による内部養生方法の開発とひび割れ抵抗性向上評価)

Cracking as a result of autogenous shrinkage in ultra-high strength concrete (UHSC) and late strength development of concretes containing waste resources such as blast furnace slag and fly ash has become a significant problem. We has investigated the effect of internal curing with porous ceramic roof tile aggregate on crack mitigation, focusing on fact that the porous ceramic roof tile aggregate has a comparatively high water absorption.

超高強度・超高耐久(UHSC)コンクリートの水和に伴う自己収縮、廃棄資源である高炉スラグ微粉末、フライアッシュを用いたコンクリートの自己収縮・強度発現遅延、によるひび割れが耐久性低下の点から大きな問題となっています。高強度で吸水率の高い多孔性セラミックに着目し、それを骨材の一部に用いることによるひび割れ抵抗性向上メカニズムの解明を目指しています。
 

 

Environmental impact evaluation of concrete structures.
(コンクリート構造物の環境負荷評価に関する研究)

 In the life cycle of a concrete structure, the factors that burden the environment as well as those that contribute to its reduction are evaluated in this study with an aim of realizing a quantitative evaluation method of environmental impact related to concrete structures.

コンクリート構造物のライフサイクルの中で、環境に負荷を及ぼしている要因、環境負荷低減に寄与している要因を抽出し、種々の環境負荷要因を総合的に統合化して評価し、環境負荷低減の定量的な実施を可能とする方策について検討しています。

 

 


Development of Deterioration Prediction and
Safety Evaluation of Deteriorated and Aging Concrete Structures
for Placing Safer and More Durable in Service

より安全,より長持ちする,劣化・老朽化したコンクリート構造物の
合理的な維持管理のための劣化予測技術と安全性評価技術の開発

 

Mechanism of chemical degradation of concrete
(コンクリートの化学的劣化メカニズムに関する研究)

In order to contribute to future prediction of degradation in concrete, the degradation mechanisms in concrete from a chemical point of view due to factors such as carbonation, salt damage, sulfuric acid degradation among others are investigated in detail and the degradation models are built.

炭酸化(中性化)、塩害、硫酸劣化(化学的侵食)など、コンクリートあるいは鉄筋コンクリートに埋設された鋼材に劣化を生じさせる代表的な要因について、化学的な視点から劣化メカニズムを詳細に探求し、劣化現象をモデル化することによって将来の劣化予測を行う。

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Transport mechanisms inside concrete
(コンクリート内部における物質移動に関する研究)

The understanding of the behavior of radioactive cesium infiltrated in concrete structures together with rain water as well as the long term behavior of heavy metals contained in concrete from industrial byproducts and wastes is important for effective utilization. In this study, the behaviors of water and moisture inside concrete as well as water together with the above named substances are experimentally investigated.

原発事故により放出された放射性セシウムが降雨等によりコンクリートに沈着した後の、除染作業に伴うコンクリート中のセシウムの挙動や、産業副産物および産業廃棄物をコンクリート用材料として有効利用するときの、産業副産物・産業廃棄物に含まれる有害重金属のコンクリート中における長期的な挙動など、コンクリートに内在する物質の挙動が、水の挙動とあわせて重要となることがしばしば存在します。コンクリート内部における、水を含めたこれらの存在形態や挙動について、実験的に検討しています
 

hevy_metal.jpg

   

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