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建築学部 建築学科/材料・生産

菊田貴恒研究室

環境負荷を低減する新しい建築材料の提案

建築に不可欠なコンクリートを代表としたセメント系材料の研究を行っています。これら建築材料に求められる性能も年々多様化しており、長寿命でかつ環境負荷を低減可能なセメント系材料の実現を目的に研究を進めています。

菊田 貴恒

教授

菊田 貴恒

KIKUTA Takatsune

学位

博士(工学) 東北大学2010年

略歴

2010年10月 - 2013年3月 東北大学 大学院 助教
2013年4月 - 2016年9月 日本工業大学 工学部 助教
2016年10月 - 2020年3月 日本工業大学 建築学部 准教授
2020年4月 - 2022年3月 東北工業大学 建築学部 建築学科 准教授
2022年4月 ‐ 現在 東北工業大学 建築学部 建築学科 教授

研究分野

超高性能・高付加価値なセメント系材料に関する研究

担当科目

  • 建築材料Ⅰ
  • 建築材料実験Ⅰ
  • 建築材料実験Ⅱ

研究室所属学生の卒業研修(論文/設計/制作)

  • 断熱モルタルの圧縮強度および断熱特性に及ぼす構成材料比に関する研究
  • 超高強度HFRCCにおけるミクロ、メゾ、マクロ繊維の複合混入効果に関する研究
  • FRCCのひび割れ分散特性に及ぼす人工筋肉の影響に関する研究

教員からのメッセージ

セメント系材料と聞くと古臭い材料と思うかもしれませんが、古くから使われてきたセメントに先端的な材料、例えば高引力な化学合成繊維やカーボンナノチューブ、宇宙開発でも使用されるエアロゲルなどの材料を複合化させることで、これまでに無いような超高性能なセメント系材料も実現可能です。また、人体の筋繊維運動メカニズムを応用した、性能可変型のセメント系材料の開発など、まだ世の中にない、全く新しい可能性を秘めた新材料の研究を一緒に行いましょう。

論文

ハイブリッド型繊維補強セメント系複合材料の力学特性に及ぼす極短繊維の影響

物性の異なる複数種の繊維を組み合わせたハイブリッド型繊維補強セメント系複合材料のさらなる性能向上を目的に、長繊維および短繊維と共に繊維長さ0.1mm〜0.5mmにカットされた極短繊維の複合混入がその複合材料の力学特性に及ぼす影響を、三点曲げ試験及び一軸引張試験により比較検討した。その結果、繊維長さが0.1mm〜0.5mmという極短繊維であっても、初期ひび割れ以降の安定したひび割れ進展挙動を実現し得る短繊維との適切な比率で複合混入することで、十分にひび割れ補強繊維として架橋性能を発揮することが明らかとなった。

研究テーマ

超高靭性なセメント系材料の研究

引張方向の力に弱いコンクリートに繊維を組み合わせることで、外力に対するねばり強さを劇的に向上させた「高靭性繊維補強セメント系複合材料」を研究しています。この材料を使用することで地震や収縮ひび割れ等に強く、長寿命なセメント系構造物を実現可能となります。

超高断熱モルタルに関する研究

建築分野における二酸化炭素排出量を削減していくには、建物の断熱性を向上させる必要があります。そこで「エアロゲル」と呼ばれる断熱性に優れた固体をモルタルと組み合わせることで、モルタルでありながらスタイロフォームと同等な熱伝導率を実現した、超高断熱モルタルを開発しています。

人工筋肉によるセメント系材料の長寿命化に関する研究

人体の筋繊維における伸縮メカニズムをナイロン繊維等で簡易的に再現し、それら人工筋肉によるセメント系材料の長寿命化の可能性について検討を進めています。人間と同じような筋肉を持った建物などが実現できれば、建物のデザインが大きく変化するかもしれません。

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