破損部発熱機能を有するセンサーを用いた自己修復コンクリートの開発に関する研究

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本研究は、建築物や社会基盤構造物の安全性・使用性向上に資する技術として、コンクリート構造物の損傷を診断し、損傷のレベルが許容値以上の場合には自動的にひび割れを補修するシステムを現実化するための基礎理論と技術を開発するものである。より具体的には、ひび割れなどの局所的な大きい歪みを受けるとその箇所に選択的に発熱を生じさせるセラミックスセンサーの性質を利用し、予め埋設されたパイプを通じて効率よく補修剤を供給し、しかも短期間に硬化させることによって、コンクリートのひび割れを自己修復させるシステムを開発するものである。特に本年度は、昨年度の研究成果を踏まえ、コンクリート中に補修剤を格納するためのパイプ状カプセルの製作精度を改善するとともに、発熱デバイスで発生する熱をより効率よく補修剤保護パイプに伝える方法を開発・改良することに取り組んだ。まず、パイプ状カプセルの製作精度を改善するために、精密加工製品の鋼製バネを用いるとともに、パイプ作製用治具を開発した。一方、発熱デバイスの熱を効率よくパイプの溶融に利用するために銅板を用いた連結材を含むユニットを設計し、試作ならびに熱伝導解析を重ねることによってユニット構成要素の形状および接合方法について検討した。以上の過程を経て作製した連結材ユニットをモルタルに埋設し、自己修復機能が有効に働くことを実験により確認した。その結果、本研究で提案する自己修復コンクリートを、近い将来の実用化も視野に入れられるより現実性の高いものとすることができた。