画像解析を用いた再生骨材コンクリート中のひび割れ進展に関する破壊メカニズムの解明

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本研究では,画像解析を用いて,再生骨材を含む各種粗骨材を用いた高強度コンクリートの圧縮破壊メカニズムを解明することを試みた.画像解析としてデジタル画像相関法を使用し,コンクート試験体表面に生じるひずみ分布中のひずみ卓越領域を,載荷によって発生したひび割れとみなすことで,圧縮荷重作用下での破壊進展を評価することを試みた.デジタル画像相関法では,任意の画素の移動量を算出できるために,卓越するひずみ位置を粗骨材とモルタルに分けて評価することが可能となる.本研究では,これらの一連の解析を実施できるプログラムを独自で作成し,高強度コンクリートの圧縮試験時に撮影した画像を用いて,ひずみ分布を計算し,破壊機構の説明を試みた.富配合で,同W/Cの下,再生骨材コンクリートの圧縮強度は,普通コンクリートの圧縮強度よりも低下する.コンクリートの強度特性と破壊機構とは密接な関係があり,破壊メカニズムを解明することで,再生骨材コンクリートの破壊抑制や防止手法の提案,このような材料の適用性が明らかになるものと考えられる.これらを進めていくことで,再生骨材コンクリートの高機能化の実現に繋がるものと考える.実際,再生骨材コンクリートと普通コンクリートの破壊機構は異なっていることがわかった.具体的には,再生骨材コンクリートでは,多くのひび割れが粗骨材部に発生しているのが確認できた.粗骨材部の破壊が,多く確認される場合には,コンクリート自体の圧縮強度が低減するものと考えられる.デジタル画像相関法により得られるデータは,高強度コンクリートの破壊機構の解明や破壊機構と強度特性との関連性の議論に際し,非常に重要であることがわかった.