せん断ボックス試験に基づくフレッシュコンクリートのレオロジーモデルの構築・定量化

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本研究では、今回の申請期間である3年間で、高濃度サスペンションの基本的なレオロジーモデルの構築を完了することを目的として研究を進めてきた。本研究では、レオロジー試験装置として、セメントペーストおよびモルタル用に試作された定ひずみ式単純せん断試験装置の一種であるせん断ボックス試験を用い、各種セメントペースト、モルタルおよびコンクリートのレオロジー性質の測定を行った。その結果、上記のような高濃度サスペンションのレオロジー性質には、ダイラタンシーの影響が非常に大きく、せん断ひずみの増大とともにせん断応力が増大する性質があることが明らかとなった。また、この試験結果を基に、せん断ひずみ依存型粘塑性モデルを構築・提案した。さらに、上記提案モデルの適用性の確認およびパラメータの定量化のための詳細な検討を試みた。その結果、モデル化に関しては概ね妥当であるという結果が得られたが、パラメータの定量化に関しては、正確な値が得られていない可能性が示された。これは、せん断ボックス試験装置の測定時に、せん断ボックス試験装置の試料容器の側圧および試料の間隙水圧の変化を測定した結果、容器の側圧が測定値に影響を及ぼしていることが明らかとなったためである。このような問題を解決するために、本年度は、上記の誤差要因を排除できる新たな外円筒回転型回転粘度計の試作を試みた。均質粘性体を用いたキャリブレーションの結果、試作された回転粘度計により、試料の正確なせん断抵抗が測定できる事が確認された。また、セメントペーストおよびモルタルを用いた測定結果からは、内円筒半径が小さい場合には内円筒表面での滑りの影響で正確な測定値が得られない場合があることが明らかとなった。