MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス コンクリートの熱機械的安定性を向上させる多次元熱伝導ネットワークの工学的設計
- 1次元鋼繊維と2次元グラファイト改質再生骨材を組み合わせた複合材料(SFRHCC)を開発し、多次元の熱伝導ネットワークを形成させた。
- 200°Cの熱処理後も熱伝導率の低下を7.6%に抑え、通常の再生骨材コンクリート(RAC)の28.2%低下を大幅に上回る熱安定性を示した。
- 圧縮強度92.0%、引張強度91.3%を維持し、通常のRAC(75.0%、72.4%)を凌駕した。
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MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 3Dプリント用マイクロカプセル化相変化コンクリートの印刷可能性と混合設計最適化
本研究では、従来の3Dプリントコンクリート(3DPC)におけるセメント消費量の多さと、現代建築のインテリジェント熱調整能力向上という課題に対応するため、産業廃棄物を取り入れた新しい3Dプリント用相変化コンクリートを開発した。流動性、押出性、積層性を評価し、連続的な3Dプリントに必要な作業性制御パラメータを特定した。その後、ボックス・ベンケン計画に基づく応答曲面法を用いて、シリカフューム含有量、マイクロカプセル化相変化材料(mPCMs)の添加量、水結合材比(W/B)が28日強度に与える影響を分析した。分散分析の結果、強度への影響度は W/B比 > mPCMs添加量 > シリカフューム含有量の順…
FIFrontiers in Materials · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス ポリプロピレン繊維含有量が鋼スラグ超高強度噴霧コンクリートの高温性能に与える影響
- ポリプロピレン繊維(PPF)を0.2〜0.4%添加した超高強度噴霧コンクリート(UHPS)が、600〜800°Cの高温下での爆裂剥離を防止できることを実験で確認
- PPF 0.3%添加群は400°Cで圧縮強度135.95 MPa、引張強度23.24 MPa、曲げ強度27.42 MPaのピーク性能を示した
- PPF無添加のUHPSは400°Cで表面剥離、600〜800°Cで激しい爆裂剥離が発生したのに対し、PPF添加群は全温度域で構造的完全性を維持
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MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス リサイクルコンクリート粉末をベースとしたセメントフリーおよび低セメント材料
- リサイクルコンクリート粉末(RCP)をセメントフリー・低セメント材料の主成分として利用可能であることを実験的に実証した
- 熱活性化RCPで圧縮強度11.4MPa、5wt%セメント添加で12.8MPaまで向上し、耐水係数も0.61から0.86へ改善した
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MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 持続可能なコンクリートの強度とピーク後延性を最適化:シリカフューム、ナノシリカ、クラスFフライアッシュの相乗効果
- シリカフュームとナノシリカのみのシステムは強度向上をもたらすが、特性長さを13.65%低下させる「脆性トラップ」を引き起こすことが判明した。
- フライアッシュの導入により脆性トラップが緩和され、準延性破壊モードへの転換が確認された。
- NS+FAハイブリッド(Mix-5)は破壊エネルギーGfを107%増加、特性長さlchを約50%増加させた。
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