Development of novel functional concrete materials using materials informatics

利用材料信息学开发新型功能混凝土材料

• 批准号: 21K18759
• 负责人: 西脇 智哉
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18759/
• 关键词: コンクリート; マテリアルズ・インフォマティクス; 高機能コンクリート; 低炭素型コンクリート; コンクリート3Dプリンタ; 自己修復コンクリート

本研究課題は、新しい機能を付与したコンクリート材料について、近年発展が目覚ましいマテリアルズ・インフォマティクス（MI）を活用することを提案し、材料開発に生かすための手法について検討するものである。2022年度までの研究実績としては、MIの根幹となる機械学習に必要な基礎データベースの構築ため、既往文献ならびにこれまで自ら実施した実験パラメータと結果の整理を行うとともに、特に低炭素型コンクリートを対象とした調合設計に取り組んだ。その結果、セメント量を96%削減した場合においても圧縮強度60 MPa程度を実現可能な、新しい低炭素型コンクリートの調合を得ることができた。これは、一般的なコンクリートと比較してCO2排出量を大きく削減できるのはもちろんのこと、セメントを使用しないことで近年注目を集めているジオポリマーコンクリートなどと比較しても、従来から用いられているコンクリート材料のみで作製可能な点に利点がある。ここでは、セメントに加えて高炉スラグ微粉末・フライアッシュ・シリカフュームの3種類の混和材料を結合材として用いており、これらのパラメータを網羅的に変化させて実験を繰り返すことは容易ではない。これらの使用量をパラメータとして力学特性のデータベースを構築して学習させることで、外挿的なパラメータを含めて複数の候補を抽出して候補となる調合を現実的な数（10種類程度）の種類として選定して実験を行った。ここで得た実験結果をデータベースに加えることで、さらなるモデルの高度化を目指す。

Function of this research topic は, new し い を give し た コ ン ク リ ー ト material に つ い て exhibition, in recent years, 発 が mesh 覚 ま し い マ テ リ ア ル ズ · イ ン フ ォ マ テ ィ ク ス (MI) を use す る こ と を proposal し, material 発 に raw か す た め の gimmick に つ い て beg す 検 る も の で あ る. 2022 annual ま で の research be performance と し て は, MI の root dry と な る rote learning に な necessary basic デ ー タ ベ ー ス の build た め, previous literature な ら び に こ れ ま で since ら be applied し た be 験 パ ラ メ ー タ と results の finishing line を う と と も に, に low carbon type コ ン ク リ ー ト を like と seaborne し た blending design に group take り ん だ. そ の results, セ メ ン ト を 96% cut し た occasions に お い て も 60 degree of MPa を 圧 shrink strength may be presently な, new し い low carbon type コ ン ク リ ー ト の blending を have る こ と が で き た. こ れ は, general な コ ン ク リ ー ト と compare し て CO2 discharge を big き く cut で き る の は も ち ろ ん の こ と, セ メ ン ト を use し な い こ と で attention in recent years を set め て い る ジ オ ポ リ マ ー コ ン ク リ ー ト な ど と compare し て も, 従 か ら with い ら れ て い る コ ン ク リ ー ト material の み で cropping が な point に sharp point Youdaoplaceholder0. こ こ で は, セ メ ン ト に plus え て blast furnace ス ラ グ micro powder, フ ラ イ ア ッ シ ュ · シ リ カ フ ュ ー ム の 3 kinds の mixed を combining materials と し て in い て お り, こ れ ら の パ ラ メ ー タ を snare of に variations change さ せ て be 験 を Qiao り return す こ と は easy で は な い. こ れ ら の usage を パ ラ メ ー タ と し て mechanical characteristics の デ ー タ ベ ー ス を build し て learning さ せ る こ と で, outside the scions な パ ラ メ ー タ を containing め て plural の alternate を spare し て alternate と な る blending を presently be な number (10 species) の kinds と し て selected し て be 験 を line っ た. Results こ こ で have た be 験 を デ ー タ ベ ー ス に plus え る こ と で, さ ら な る モ デ ル の を mesh refers to す empirically.