鋼材腐食したRC部材に適用可能な高耐食材料を利活用した補修補強手法の提案

Research Project

Project/Area Number	22K04255
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	上原子晶久弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70333713)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	補修 / 補強 / 電気防食 / 熱可塑FRP / 電気化学特性 / 曲げ耐荷性状 / 省力化
Outline of Research at the Start	本研究は，鋼材腐食の生じた鉄筋コンクリート構造物に対して，合理的な補修と補強を行う手法を提案する。具体的には，電気防食による補修ではチタンメッシュ陽極材を用いて，さらに補強では熱可塑FRP棒材を埋め込む。実験では，電気化学的な検討だけではなく，実際に鋼材腐食の生じた鉄筋コンクリートはり供試体に対して，提案手法により補修と補強を行う。それらのはりに対して曲げ載荷試験を行い，力学性能に関しても検討を行う。最終的には，有限要素解析を利用したパラメータ解析を利活用して補強設計法の提案を行う。
Outline of Annual Research Achievements	前年度の研究成果に基づいて，今年度は以下の検討を行った。 1.セメントの種類が補修・補強後の電気化学特性に及ぼす影響セメントの種類を普通セメント，および早強セメントして母体のコンクリートをブロックを作製した。それに対して電食試験を行い，その後，腐食した鉄筋に対して補修と補強を行った。補修は従来から検討している電気防食工法である。また，ガラス繊維の熱可塑FRP棒材による補強を行った。この試験体に対して分極試験，復極量試験を行って電気化学的特性を実験的に考察した。分極試験の結果，いずれの試験体も防食基準である100mVを満足していた。さらに復極量試験についても同様のことを確認した。このことより，不導体である熱可塑FRP棒材を補強材として埋め込むことにより，電気防食に影響を全く与えないことを明らかにした。 2.補修・補強を行った試験体に対する力学特性の検討 1.の試験体と同じ寸法の鉄筋コンクリートはりに対して，曲げ載荷試験を行った。載荷試験は3点載荷試験として，荷重と中央変位を計測した。実験の結果，無補強よりも熱可塑FRP棒材で補強した場合の方において，曲げ耐荷性状が大きく向上する結果が得られた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究実績の概要に記入したように，ほぼ申請通りに研究が進捗している。そのため，おおむね順調に進展していると評価している。
Strategy for Future Research Activity	今後は，これまでの研究成果を利活用して，3次元有限要素解析を実施する。曲げ載荷試験に関しては，追加の実験が必要なため，上記の解析と並行して実験を行う。なお，3次元有限要素解析については，2023年にソフトウエアを購入して解析の準備を実施済みである。