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建築物の凍結融解による劣化の予測モデルの構築と抑制方法の提案

建筑物冻融劣化预测模型的构建及抑制方法的提案

基本信息

批准号：
19J10938
负责人：
福井一真
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

建築材料の凍害は、材料内の水分が凍結と融解を繰り返すことで材料表面の剥離や亀裂、壁体の剥落などを引き起こす現象であり、建築部材の凍害のリスクを定量的に評価し、その抑制方法を提案することが求められている。2020年度は(1)過冷却を考慮した凍結融解条件下の建築材料内の応力・ひずみ分布の予測モデルの構築と、研究の最終目的である(2)実環境下にある建築物の凍害リスクの定量的な評価とその抑制方法の提案の2点を当初の目標とした。まず、(1)については前年度、熱分析により実験に用いたすべての建築材料で内部の水分が過冷却を起こし、その凍結時に急速な潜熱の放出と材料の膨張が起こることを示した。そのため、過冷却水の急速な凍結が材料の損傷に大きな影響を与えている可能性があると考え、前年度に構築した過冷却を考慮した建築材料内の熱・水分移動の解析モデルを発展させ、多孔質弾性論やPoromechanics理論にもとづいて過冷却を考慮した材料内の熱・水分移動と応力・ひずみ分布を予測できる連成解析モデルの構築を行った。一方、(2)については過冷却に関する既往研究が少なかったことから、より単純な境界条件下での基礎的な検討が必要となった。そこで、実験室実験により得られた凍結融解過程の材料の温度とひずみ変化の測定結果をもとに、(1)で構築した解析モデルを用いて過冷却を含めた凍結融解過程の材料内の熱・水分移動や水分の相変化、圧力変化のプロセスを明らかにし、建築材料の変形や破壊への過冷却を含めた凍結融解作用の影響とそれらのメカニズムについての考察を行った。

Freezing damage to building materials, freezing and thawing of moisture within the material, peeling and cracking of the surface of the material, and peeling and flaking of the wall Quantitative evaluation of the occurrence of the phenomenon, freeze damage to building materials, and proposals for suppression methods. In 2020, (1) Supercooling is considered, and the construction and research results of prediction and construction of the internal force and distribution of building materials under freezing and thawing conditions are The final goal is (2) A quantitative evaluation of the freezing damage to buildings under environmental conditions and a proposal for a method to suppress it. The original goal is 2 points.まず, (1) については Previous year, thermal analysis により実験に用いたすべてのBuilding materials で内の水It is divided into super cooling, rapid release of latent heat during freezing, and expansion of the material.そのため、Super cooling water の Rapid freezing が Material damage に Large impact を and possibility えているAnalysis of heat and moisture movement in building materials based on supercooling and analysis of previous year's construction Exhibition, porous elasticity theory and Poromechanics theory, supercooling and consideration The movement of heat and moisture in the material, the force and distribution of heat, and the distribution of heat and moisture in the material are predicted and analyzed in order to build the structure. On the one hand, (2) supercooling and off-cooling, previous research on the basics of the basic な検椌がとなった under the condition of pure より単pure.そこで、実験 Chamber実験により得られたFreezing and thawing processのmaterial temperatureとひずみ変化のmeasurement resultsをもとに、(1)でconstructedしたanalyzedモデルをいてsupercoolingをcontainsめたfreeze-thaw processのmaterial Heat and moisture movement, phase change of moisture, change of pressure, change of shape, and destruction of building materialsへのSupercoolingをContainsめたThe effect of freezing and thawing is investigatedを行った.