土木防災コース

土木材料学研究室

五十嵐 心一
教授 Igarashi Shinichi

ランダムに潜む秘密のキーを見つける
研究テーマコンクリートの内部構造の評価
研究分野材料科学

 

研究紹介

コンクリートは世界中で最も多用されている長い歴史を持った「材料」です．コンクリートが強いか弱いか，長持ちするのかしないのかは，すべてその内部組織が決定します．目視できるレベルの構造から電子顕微鏡レベル，いわゆるマルチスケールで構造を観察し，その特徴を定量的に評価することに取り組んでいます．コンクリートを構成する材料は，基本的にランダムな空間配置を形成しています．そのランダムの中に潜む特徴量を見つけ，これをモデルリングして，シミュレーションにてコンクリートの性能を予測できるようになることを目的として，日夜画像と「にらめっこ」の日々です．

研究対象

  • コンクリート中の気泡

メッセージ

モットーは『独創性を持って，コンクリートの材料科学を追究する』です。学生には，engineeringやtechnologyよりも，scienceの眼でコンクリートを見る姿勢を求めています。
SDGsが声高に叫ばれる今日でも，コンクリートに代わる材料を見つけることは困難です。そんな現状にて，これまで「工学的にはこうしておこう」，「実用的にはこれでいい」と曖昧にしてきたことの中に，「そうか，そういうことなんだ」と小さな発見を見つけては，「ムフフッ，自分だけが気づいてしまったこの事実，実際はこんなにも重要で，これまでの問題を解決する糸口ですよ」と世に発信していく，そんな雰囲気の研究室です。

久保 善司
准教授 Kubo Yoshimori

人を幸せにするコンクリートを未来へ。
研究テーマ人を幸せにするコンクリートを!
研究分野コンクリート工学

 

研究紹介

20世紀に誕生したコンクリートはインフラを支えるきわめて重要な材料とし機能し、人々の生活を支える不可欠な材料です。もともとは石材に変わる材料として古代から活用されてています。その特徴は、丈夫で長持ちすることです。しかし、厳しい環境条件にあっては劣化（健全な状態でなくなる）を生じるものもあり、治療を必要とします。また、高度経済成長期に集中的かつ大量に整備されたものが長期間の使用されたものの中にも、治療を必要とするものが多く存在します。インフラ整備は国の発展とともにあり、このインフラの衰退は、国の衰退に繋がることは歴史が証明しています。人々の生活を支えるインフラをいかに守るかが、その国の未来を決定づけることになります。このインフラの一つであるコンクリート構造物・施設を守るため、適切な診断、治療、さらにはより丈夫で長持ちをするコンクリートを開発することに日々取り組んでいます。

研究対象

  • コンクリート構造物の補修
  • コンクリート中の水分移動の可視化
  • モルタルセンサの開発：水をはかる

メッセージ

コンクリートは不思議な材料です。学生の皆さんは、コンクリートと聞いて、硬い固体をイメージするかと思います。中をのぞいてみれば、空隙（孔）だらけ、その孔の中にはアルカリ性の溶液があります。コンクリートに空隙がたくさんあり、水が存在することを知らない人が多いのかと思います。空隙があり、水があるものにどうして、コンクリートは何長持ちするのかを考えてみませんか？また、身近で人々の生活を支えているコンクリートを治療したり、長持ちさせたりする方法を考えててみませんか？そのため、研究では、新しい治療方法や新しいコンクリートの開発をテーマとし、コンクリート材料のミクロとマクロ、化学と物理の両面から研究をしています。、そして、そこから、コンクリート構造物の未来を考え、模索する研究をしています。

柳田 龍平
助教 Yanagida Ryohei

確かな実験から先端技術の社会実装を！
研究テーマ先端材料を用いたコンクリート構造の高性能化の実現
研究分野コンクリート構造，新材料，維持管理

 

研究紹介

鉄筋コンクリートは，引張に強い鋼材と圧縮に強いコンクリートを組み合わせた社会に欠かせない材料で，これまでもこれからも，橋，道路，ダムなどのインフラだけでなく，建築物も含めて長く至る所で使用されます．私たちの活動を支える構造物を構成するコンクリートは，強靭で（安全で），耐久性に富み（長持ちし），私たちを取り巻く自然環境との調和がとれたものである必要があります．このニーズに応えるため，インフラにかかわる技術者（研究者）には，良いインフラを新しく作り出すことはもちろんのこと，今私たちを支える構造物が劣化しないようにする技術を生み出していくことが求められます．本研究室では，①実際の構造物を模した試験体を対象にした破壊実験やその挙動の数値シミュレーションにより建設構造物の設計手法の高度化，②既存構造物の劣化状況を迅速に診断できるようにするための検査方法の開発，などに取り組んでいます．

研究対象

  • コンクリートのひび割れ伸展の様子
  • 鉄筋コンクリート部材の破壊実験

メッセージ

構造物の一生を考えたことはありますか？ざっくり言えば，計画⇒設計⇒施工⇒維持管理⇒解体です．インフラの一生を考えれば，計画の時点で将来を見据えて維持管理のしやすさや新設までのライフサイクルを長い目線で考えることでより良いインフラを提供できるはずです．本研究室では，破壊実験を通して「設計」と「維持管理」の高度化を目指しますが，学生は，構造物を模した試験体を製作する過程で，計画～施工の流れに直接触れ，インフラの一生を見据えた視野を養うことができます．また，先進技術を世に出すための確かな実験を，一番近いところで，教員と一緒になって体験できます．社会に必要な「確かな力」を一緒につけていきましょう．

  • コンクリートのひび割れ伸展の様子

    大型載荷装置で鉄筋コンクリートの破壊実験を行い，そのひび割れの様子を高解像度カメラで取得します．カメラで得られたひび割れの動きを可視化すると，目に見えない開口の特徴が分かるようになります．

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  • コンクリート構造物の補修

    コンクリート構造物を劣化させる原因の一つに塩害があり、環境から浸透した塩分によって中にある鉄筋が腐食し、構造物の構造性能の低下に至ることがあります。これに対して表面から異なる効果を持つ補修材を含浸させ、従来よりも簡単に、かつ、高い腐食抑制効果が得られる補修工法について研究しています。

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  • コンクリート中の水分移動の可視化

    混和材の相違による緻密化の程度を、コンクリートに浸透する水分の移動を可視化し、定量化（数値化）することによってその緻密化の仕組みを調べています。

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  • モルタルセンサの開発：水をはかる

    コンクリート構造物に作用する水はその耐久性に大きな影響を与えます。その水の作用を評価するために企業との共同でモルタルセンサを開発しました。モルタルに含まれる水量によって変わる電気的性質の違いを利用し、水の作用を計測します。

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  • 鉄筋コンクリート部材の破壊実験

    地震が起きても強靭でいられるようにコンクリートを補強することは重要です。コンクリートを補強できるのは鉄筋だけではありません。3センチほどの短く細い繊維を入れて高性能にしたコンクリートを破壊すると、その補強効果が見えてきます。繊維がどの程度の力を受け持っているか、それによりどの程度構造物が強くなるかを明らかにし、より高度な設計ができるようにしていきます。

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  • コンクリート中の気泡

    凍結融解作用に対するコンクリートの抵抗性を増すために、ちょっとした”くすり”を使って、小さなシャボン玉のような空気泡をコンクリートに入れています。

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