Study on the long term durability of continuous fiber reinforcement and sheet reinforcement

• Project/Area Number: 21360209
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Civil engineering materials/Construction/Construction management
• Research Institution: Public Works Research Institute
• Principal Investigator: NISHIZAKI Itaru 独立行政法人土木研究所, 材料資源研究グループ, 上席研究員 (80355792)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SASAKI Iwao 独立行政法人土木研究所, 材料資源研究グループ, 主任研究員 (00355794) ; TOMIYAMA Tomonori 独立行政法人土木研究所, 材料資源研究グループ, 主任研究員 (50370721)
• Project Period (FY): 2009 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000); Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2011: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2010: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2009: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 複合材料 / ケーブル / シート / 補強材料 / 耐久性 / 連続繊維補強材 / 連続繊維シート / CFRP / AFRP / 暴露試験 / 土木材料 / 複合材料・物性 / 土木資料 / 複合材料・特性

Research Abstract

Long term durability of the continuous fiber reinforcement materials & sheet reinforcement materials was studied using specimens recovered from outdoor exposure tests for ten to twenty years. The results of the relaxation ratio after 17 years exposure were about 20% for two CFRP cables and two AFRP cables. No remarkable influence of the initial load was observed even the maximum case was 0.8 of the strength. The recovered cable specimens also showed almost same mechanical properties as the initial. Two types of CFRP sheet specimens recovered from ten years exposure showed no remarkable changes in tensile properties, however slight reduction of in-plane shear properties was observed (about 80% for strength and about 60 % for modulus). This result suggests that the fiber itself has a good durability however the interface between fiber and resin shows slight deterioration in some cases.

Research Products

• [Journal Article] 赤外線顕微鏡による連続繊維補強材の劣化観察 (2011)
  • Author(s): 西崎到
  • Journal Title: 赤外線顕微鏡による連続繊維補強材の劣化観察 Volume: Vol.55. No.1 Pages: 52-53
• [Journal Article] Evaluation of the durability of CFRP sheets after climatic exposure (2011)
  • Author(s): I.Nishizaki, P.Labossiere, K.Neale, M.Demers, T.Tomiyama
  • Journal Title: Proceedings of the fourth International Conference on Durability and Sustainabilitv of FRP Composites Volume: 1 Pages: 91-99
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ensile load relaxation of FRP cable system during long-term exposure tests (2012)
  • Author(s): Iwao Sasaki, Itaru Nishizaki
  • Organizer: Proceedings of the 6th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering,
• [Presentation] 炭素繊維シート巻立て補強コンクリートの屋外耐久性に関する検討 (2012)
  • Author(s): 冨山禎仁、ピエール・ラボシエール、ケニス・W・ニール、マーク・ドメス、西崎到
  • Organizer: 第4回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム講演概要集 Vol.4
• [Presentation] FRPケーブル材料の長期曝露後の残存強度特性 (2012)
  • Author(s): 佐々木厳、西崎到
  • Organizer: 第4回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム講演概要集 Vol.4
• [Presentation] TENSILE LOAD RELAXATION OF FRP CABLE SYSTEM DURING LONG-TERM EXPOSURE TESTS (2012)
  • Author(s): 佐々木 巌
  • Organizer: 6th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering
  • Place of Presentation: ローマ
• [Presentation] 炭素繊維シート巻立て補強コンクリートの屋外耐久性に関する検討 (2012)
  • Author(s): 冨山 禎仁
  • Organizer: 第4回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] FRPケーブル材料の長期曝露後の残存強度特性 (2012)
  • Author(s): 佐々木 巌
  • Organizer: 第4回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] コンクリート補強用連続繊維シート(CFRP)の長期耐久性 (2011)
  • Author(s): 冨山禎仁、西崎到
  • Organizer: 第9回複合・合成構造構造の活用に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京(土木学会)
  • Year and Date: 2011-11-10
• [Presentation] 長期屋外暴露試験における連続繊維補強材のリラクセーション (2011)
  • Author(s): 佐々木厳、西崎到
  • Organizer: 土木学会第66回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] Evaluation of the durability of CFRP sheets after climatic exposure (2011)
  • Author(s): I. Nishizaki, P. Labossiere, K. W. Neale, M. Demers and T. Tomiyama,
  • Organizer: Proceedings of the fourth International Conference on Durability and Sustainability of Fibre Reinforced Polymer (FRP) Composites for Construction and Rehabilitation (CDCC 2011)
• [Presentation] 長期屋外暴露試験における連続繊維補強材の見かけのリラクセーション (2011)
  • Author(s): 佐々木厳、西崎到
  • Organizer: 土木学会年次講演会、論文番号5-184
• [Presentation] コンクリート補強用連続繊維シート(CFRP)の長期耐久性評価 (2011)
  • Author(s): 冨山禎仁、西崎到
  • Organizer: 第9回複合・合成構造の活用に関するシンポジウム
• [Presentation] Long-Term Durability of FRP Cables under Maritime Conditions (2010)
  • Author(s): Itaru Nishizaki
  • Organizer: 5th International Conference on FRP Compositesin Civil Engineering (CICE2010)
  • Place of Presentation: 中国、北京
  • Year and Date: 2010-09-29
• [Presentation] Long-Term Durability of FRP Cables under Maritime Conditions (2010)
  • Author(s): Itaru Nishizaki and Iwao Sasaki
  • Organizer: Proceedings of the 5th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE2010)
• [Book] 次世代自動車(EV・HV)に向けた自動車材料の樹脂化による車体軽量化(共著、分担執筆:第2章第17節 屋外で使用するFRPの耐候性試験、寿命予測) (2013)
  • Author(s): 西崎到他(共著)
  • Publisher: (株)技術情報協会
• [Book] 次世代自動車(ＥＶ・ＨＶ)に向けた自動車材料の樹脂化による車体軽量化（共著、分担執筆：第2章第17節 屋外で使用するFRPの耐候性試験、寿命予測） (2013)
  • Author(s): 西崎 到（共著）
  • Total Pages: 798
  • Publisher: (株)技術情報協会
• [Book] CFRPの樹脂含浸性向上と信頼性評価(分担執筆:第7章第2節 屋外で使用するFRPの耐候性試験、寿命予測) (2010)
  • Author(s): 西崎到他(共著)
  • Publisher: (株)技術情報協会
• [Book] 土木研究所資料「被覆系コンクリート補修補強材料の耐久性に関する研究 -連続繊維シートの耐久性およびその評価手法の検討-」 (2010)
  • Author(s): 西崎到、佐々木厳
  • Total Pages: 30
  • Publisher: 独立行政法人 土木研究所