Clarification of internal swelling reaction mechanism from the viewpoint of fracture mechanics and proposition of assessment methodology of structural performance
| Project/Area Number |
21H01407
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三浦 泰人 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10718688)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
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| Keywords | 内部膨脹劣化 / 離散解析 / 破壊力学 / 付着性状 / 内部膨張劣化 / 変形性能 / 微細構造分析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、コンクリートの内部膨張反応に対してひび割れを主軸とした破壊力学的観点からのアプローチによって、ASRとDEF固有の膨張挙動・コンクリートの力学特性変化・鉄筋の付着性状の変化・RC部材レベルの持続荷重作用を含む長期変形性能の変化を、ASRとDEF双方に対して「実験的評価⇔解析的検証」を並列で進める。ISR膨張メカニズムに立脚した膨張圧発現モデルとひび割れに着目した力学特性低下モデルと付着劣化モデルを構築するとともに、ISRにより劣化したコンクリート構造物の性能照査において評価/測定すべき重要な指標の提案を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，コンクリートの内部膨張反応に対してひび割れを主軸とした破壊力学的観点からのアプローチによって，ASR（アルカリシリカ反応）とDEF（遅延エトリンガイト生成）固有の膨張挙動・コンクリートの力学特性変化・鉄筋の付着性状の変化・RC部材レベルの構造性能の変化を，実験・解析的検討により評価することで，膨張劣化したコンクリート構造物の性能照査に必要な指標を提案することを目的とした研究を実施した．本研究における主たる成果を以下に示す．
膨張メカニズムとしては，ASRでは骨材の岩種の違いによって骨材内部の膨張圧蓄積機構が異なり，さらにマクロな膨張異方性性状が大きく異なること解明した．DEFでは，実験で観察される膨張異方性を説明可能な膨張モデルとして，断面内で膨張相が時々刻々と変化する膨張モデルを提案した．力学特性の低下メカニズムとしては，従来のようにASRとDEFの膨張ひび割れを評価するのではなく，ひび割れが生じていない弾性領域に着目することで，力学特性の低下を説明可能な指標を提案した．また，力学的なひび割れによる力学特性への影響の違いを説明するコンセプトを構築した．鉄筋の付着性状の変化として，フランスとの国際共同研究としてASRとDEFの付着試験を実施し，内部膨張劣化による付着性状の変化に関する詳細な実験データを獲得するとともに，付着劣化のメカニズムを提案した．DEFにおいては世界で初めての付着劣化に関する実験データである．DEF劣化したRC部材の構造性能を実験的に評価し，健全なRC部材部材とは異なる破壊現象が生じることを確認した．上述した研究成果を横並びに整理することで，ひび割れの角度と密度によって膨張挙動と力学特性低下を推定可能な指標を提案した．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(22 results)
