並列タイトル等A Fundamental Study of the Evaluation of Toughness for Fiber Reinforced Concretes
タイトル（掲載誌）平成3(1991)年度 科学研究費補助金 試験研究(B) 研究成果報告書概要 = 1991 Fiscal Year Final Research Report Summary
一般注記金沢大学工学部
The significance of the bond properties between fibers and cement matrix in the toughness of fiber reinforced concretes was investigated. The bond of fiber with the matrix was characterized by the fracture toughness (i. e. the critical strain energy release rate) for the interfacial zone and the frictional shear stress along the debonded interface. Those properties were discussed relating them to the microstructure formed around fibers. The microstructure formed in the vicinity of fibers are elucidated by the microhardness measurements, BEI analysis and fluorescent microscopy.The major results obtained in this study are summarized as follows :(1) It was possible to evaluate experimentally the critical strain energy release rate for the interfacial zone from the single fiber pull-out test based on the compliance method.(2) The critical strain energy release rate for the interfacial zone between fibers and cementitious matrix appears to sensitively reflect the characteristics of the interfacial zone.(3) The addition of silica fume and the reduction of water/cement ratio of the matrix resulted in the dense microstructure of the interfacial zone. However, the dense interfacial zone formed by the addition of silica fume did not lead to the increase in fracture toughness for the interfacial zone.(4) Fracture toughness for the interfacial zone is affected by the incorporation of sand grains.(5) Observations for the interfacial zone under the fluorescent microscope revealed that the mode of bond failure was not a simple shear failure which has been assumed in the theoretical studies for the single fiber pull-out process.(6) Further work is needed to theoretically discuss the complex phenomena of debonding with the fluorescent microscope.
繊維補強セメント系複合材料の靭性に寄与する主要因である繊維の付着特性を繊維ーマトリックス界面領域の破壊靭性と剥離界面の摩擦応力により評価し、これらの特性値と界面領域の微視的構造との関係について検討した。本研究により得られた主な結果は以下のとおりである。1.単一繊維の引き抜き試験を界面切欠きを導入したコンプライアンス法に基づいて行うことにより、界面領域の破壊靭性を実験的に求めることが可能であった。シリカフュ-ムの混入や水セメント比の低減により界面領域の組織は緻密化されるが、シリカフュ-ムの混入によりもたらされる緻密な界面領域においては破壊靭性は低下する。3.シリカフュ-ム無混入の場合、砂粒子の存在により界面領域の破壊靭性は増大する。しかし、シリカフュ-ムが混入されていると、砂粒子はひびわれの進展を効果的に抑制するようには作用しないようであり、これは砂粒子の界面領域の組織の変化のためと考えられる。4.蛍光顕微鏡を用いることにより、単一繊維の引き抜き試験における付着破壊の進行過程が明かとなった。5.繊維の付着破壊は繊維ーマトリックス実界面にて発生するとは限らず、またその破壊様式も界面領域における2相間の単純なせん断破壊ではない。6.微小硬度測定やBEI解析により界面領域の微視的構造の変化は明かとなるが、これと付着破壊進展のメカニズムの関連についてはさらに検討を要する。7.単一繊維の引き抜き試験結果を破壊靭性と摩擦応力を用いてモデル化して複合則によりマトリックスの引張軟化曲線と重ね合わせることにより、繊維補強コンクリ-トの引張軟化曲線を推定することが可能である。
研究課題/領域番号:02555106, 研究期間(年度):1990-1991
出典：研究課題「新素材繊維補強コンクリ-トにおける靭性評価法に関する基礎研究」課題番号02555106（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-02555106/025551061991kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=20019730
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02555106/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-02555106/025551061991kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）