Measurement of combined deterioration resistance of concrete with a compact neutron source
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21K04227
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
水田 真紀 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (00411257)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 中性子 / 中性子イメージング / コンクリート / 水分浸透 / コンパクト中性子源 / 透過画像 / 複合劣化 / 円柱サンプル / 水分移動 / イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
これからのインフラ維持管理・更新は、従来の事後保全から予防保全を基本とする方向への転換が求められている。予防保全を確実に実行するためには、①品質確保と②劣化予測精度の向上が必須であるが、コンクリート構造物の設計では、複合劣化が生じている現状に対し、単一の劣化因子の耐久性照査にとどまっている。ここで、照査項目である鋼材腐食とコンクリートの劣化は、いずれも「水」の寄与が極めて大きいことに着目し、複合劣化に対するコンクリートの抵抗性を水分移動で評価する手法を構築する。申請者が開発に携わった「コンパクト中性子源を利用した透過中性子イメージングによるコンクリート中の水分定量評価」の技術を活用する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリート標準示方書が改訂され、新たに2022年度版が制定された。本研究に最も関わる維持管理編については、「水の作用」が構造物の全ての劣化に関わる作用として捉えられたこと、中性化については「水の浸透」を伴う鋼材腐食による劣化進行と性能低下の特徴を考慮した維持管理を行うこと、劣化機構の一つに「複合劣化」が含められたことが大きな変更点である。今回の改訂から、コンクリート構造物の維持管理において、水分挙動の把握の重要性が強く認識されるようになり、本研究が果たす役割は大きくなっている。
R4年度は、(1)複合劣化した実道路橋RC床版の水分浸透挙動の可視化（ビームタイム10日間）、(2)実際の点検を想定した円柱コンクリートサンプルの水分分布の可視化（ビームタイム7日間）について、理研小型中性子源システムRANSによる中性子イメージングを実施した。さらに、(3)中性子イメージングと土木学会法（JSCE-G 582-2018）から求められる水分浸透の関係を明確にし、本手法の妥当性を明らかにするため、円柱および角柱コンクリートサンプルを作製した。これについては、R5年度に実験を実施する予定である。(1)では、複合劣化程度と水分浸透の関係を見い出すため、昨年度に引き続き実験を実施し、複合劣化コンクリートの結果を蓄積した。(2)では、様々な初期条件（サンプル設置方向、検出器からサンプルまでの距離、散乱中性子の低減および除去方法）下で得た中性子透過画像から、円柱コンクリートを透過する中性子および散乱中性子のふるまいの理解に努め、円柱サンプルの実験方法や透過画像の解析方法を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で対象とした、供用時に複合劣化した道路橋RC床版は、部位によって劣化程度が異なる。このことから、コンクリートの複合劣化抵抗性と水分浸透の関係は、複数箇所のコンクリートを対象とすることで明確になると予想している。これまで、劣化程度が大きい箇所については、中性子イメージング実験とその他分析を概ね実施した。
コンクリートの水分浸透を定量評価する手法として、中性子イメージングの妥当性を明らかにするため、土木学会法（JSCE-G 582-2018）と比較する。R4年度にサンプルを作製し、水中養生中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
実道路橋のRC床版から採取したコンクリートサンプルについては、劣化程度の小さい箇所の実験をさらに実施する。その結果を含め、中性子イメージングによる水分定量を試みる。そして、水分浸透の中性子イメージング結果とその他の分析結果（圧縮強度、静弾性係数、塩分濃度分布、中性化深さ、細孔径分布）を総合的に評価し、RC床版の複合劣化の進行過程を推定することで、コンクリートの複合劣化抵抗性と水分浸透の関係を見い出す。
円柱コンクリートサンプルについては、円柱に適したサンプル設置方法、画像解析方法を提案する。そして、土木学会法（JSCE-G 582-2018）では9サンプル必要だが、1サンプルで水分浸透速度係数が求められる方法として、中性子イメージングを確立させたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
