構造物の長寿命・高性能化をもたらす膨張コンクリートの機構解明と一般化構成則の構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450179
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岸 利治 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (90251339)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 哲也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60312972) ; 前川 宏一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80157122) ; 魚本 健人 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80114396)
• Keywords: 膨張コンクリート / 膨張材 / コンクリート / ケミカルプレストレス / テンションスティフニング / ひび割れ抵抗性 / 高耐久性

Research Abstract

変形が良好に拘束された膨張コンクリート(ケミカルプレストレスト部材)では、圧縮から引張にわたる広範なひずみ分布がマトリックス中に形成され組織としての多様性が向上しているとの仮説を導き、このようなケミカルプレストレスト部材の特徴は、ひび割れ発生以前のみならず、ひび割れ発生以降の塑性・軟化領域における挙動にも大きな影響を与えることを、一軸引張試験およびはりの曲げ載荷試験によって明らかにした。具体的な内容は以下の通りである。
(1)膨張コンクリートは,ケミカルプレストレスの効果によって引張強度が大きくなることと,ひび割れ発生までの変形能力が大きくなることによって,RC部材としてのひび割れ抵抗性が大きくなることを示した。その機構として,ペースト部に局所的に非常に強い圧縮ひずみが蓄積されているために,剛性の低下を伴いながらひび割れ発生までに大きな変形能力を持つという考察を行った。
(2)鉄筋で一軸に拘束された膨張コンクリートをひび割れ発生後鉄筋が降伏するまで一軸引張試験を行ったところ,膨張コンクリートはテンションスティブニング効果が非常に大きいことが明らかになった。変形の局所化に対する抵抗性が高くなることにより,特にひび割れ直後の挙動が普通コンクリートのそれと大きく異なると考えられる。
(3)ひび割れ抵抗性およびひび割れ発生後の性状に着目し,ケミカルプレストレスト曲げ部材の挙動を詳細に分析した。ケミカルプレストレスト部材では,普通コンクリートに比較して,ひび割れ発生後のひび割れ幅の増加および曲げひび割れの進展が非常に緩やかであることを,実験事実に基づき説明した。また,スターラップにより膨張を多軸に拘束することで,曲げひび割れの進展はさらに緩慢になることが実験結果より示された。

Research Products

• [Publications] 細田暁, 岸 利治: "微視的機構に着目した膨張コンクリートのひび割れ抵抗性に関する検討"コンクリート工学年次論文集. Vol.23, No.3. 595-600 (2001)
• [Publications] 石丸隆敏, 丸山誉史, 細田暁, 岸 利治: "膨張コンクリートのテンションスティフニング効果に関する実験的研究"コンクリート工学年次論文集. Vol.23, No.3. 583-588 (2001)
• [Publications] 古谷明寿, 細田暁, 岸 利治: "膨張コンクリートの曲げ部材におけるひび割れ抵抗性に対する多軸拘束の効果"コンクリート工学年次論文集. Vol.23, No.3. 589-594 (2001)