石炭矸石の固体廃棄物資源化利用を推進し、建築構造における耐火性能を明らかにするために、軽量で断熱保温性に優れた石炭矸石軽質骨材コンクリートの高温熱工学および力学特性に関する実験的研究を実施した。石炭矸石軽質骨材コンクリートの標準試験体を作製し、高温加熱炉を用いて常温から1000 ℃の温度範囲の複数の温度条件で、試験体の質量減少率、熱伝導率および単軸圧縮状態下での応力-ひずみ全曲線を系統的に測定した。最大応力、最大ひずみ、弾性係数などの主要指標が温度に応じてどのように変化するかを詳細に分析した。その結果、温度が上昇するにつれて内部水分が蒸発し、水和生成物が分解されるため、石炭矸石軽質骨材コンクリートの質量減少率が持続的に増加することが示された。骨材の多孔性特性および基体の熱劣化により空隙率が増加し、熱伝導率は温度上昇に伴い顕著な非線形減少傾向を示した。力学特性としては、最大応力と弾性係数は温度上昇とともに徐々に減少し、400 ℃以降は減衰速度が明らかに加速した。一方で、最大ひずみは温度上昇に伴い著しく増加し、応力-ひずみ曲線は明らかな扁平化特性を呈した。

石炭矸石;軽質骨材コンクリート;熱工学パラメーター;高温性能;破壊モード;力学指標