レーザー光と非金属との相互作用に関する基礎研究及び福島第一原子力発電所の廃止措置に向けた研究計画; コンクリートへのレーザー照射挙動の評価

Research on interaction of laser light and non-metals; Evaluation of laser irradiation behavior to concrete

山田 知典; 村松 壽晴

Yamada, Tomonori; Muramatsu, Toshiharu

コンクリートのような組成不定の不均一複合材料に対する物性-レーザー照射条件-レーザー照射挙動の理解を金属と同レベルに引き上げる一助とするために、コンクリートの主要な構成材料であるモルタルにレーザーを照射した際の挙動を評価した。(1)水セメント比の影響3条件の水セメント比を持つ試験片に対し、5条件のパワー密度、5条件のレーザー照射時間の合計75条件でレーザー照射試験を行った。実施した全ての試験条件でセメント試験片を破砕できることが確認できた。破砕によって生成した照射痕は、同じ照射時間の場合、パワー密度が大きいほど、また同じパワー密度の場合、照射時間が長いほど深くなった。(2)モルタルの種類によるレーザー照射挙動の評価細骨材が互いに異なる3種類のモルタル試験片に対し、固定した条件で、5条件のパワー密度、5条件のレーザー照射時間、合計75条件のレーザー照射試験を行った。実験の結果、レーザー照射によって3種類のモルタルは最終的に全て溶融したが、溶融に必要なパワー密度は細骨材の種類に大きく依存することが分かった。

In this study the response of hardened cement pastes, which is a major component of concrete, to laser irradiation was investigated under various experimental conditions aiming at the future application to "laser-processing" of concrete. (1) Evaluation of water-cement ratio for laser irradiation. It was found that hardened cement paste subjected to laser irradiation explodes very easily to be hollowed in all the experimental conditions; this response is applicable to "laser-drilling" of a hardened cement paste. (2) Evaluation of the kind of mortar for laser irradiation. Totally 75 laser irradiation tests for fixed mortar blocks were performed with combinations of following experimental conditions: fine aggregate in the mortar blocks was either of quartz, limestone, or Nachiguro-ishi. Although it was found that all kinds of the mortar fuse under laser irradiation after all, difference in the response to laser irradiation among the mortars was also found.