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2016 Fiscal Year Annual Research Report

微細構造の理解に基づく内部膨張反応で劣化した構造物の診断と性能予測

Research Project

Project/Area Number 16H04393
Research InstitutionNational Institute of Maritime, Port and Aviation Technology

Principal Investigator

川端 雄一郎  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (10508625)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsコンクリート / アルカリシリカ反応 / 遅延エトリンガイト生成 / 診断 / 性能予測
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,アルカリシリカ反応(ASR)や遅延エトリンガイト生成(DEF)などのコンクリートの内部膨張反応(ISR)を対象として,これらの微細構造の理解に基づき,ISRで劣化した構造物の診断と性能予測の構築を目指し,H28年度では以下について検討した。
(1)診断技術について,DEFの長期暴露試験体について,試料のNMR分析によって,セメント系水和物内でのAlの動態を把握した。また,研磨片を用いたSEM-EDS分析によって,水和物の局所的な生成状況などを把握した。これらの結果を基に,DEFによる劣化機構について推察した。また,試験体を作製し,膨張のモニタリングを開始した。膨張には時間を要し,現時点では膨張挙動は得られていない。(2)ASRの膨張予測モデルについて,既往の数値解析プログラムに新しいモデルを実装した。具体的には,セメント系水和物と空隙水のアルカリ金属イオンの相互作用モデルである。これによりフライアッシュ等をセメントに置換した場合の挙動が解析になった。また,ISRの大枠のモデルについて,研究協力者のF. Toutlemonde博士,J.-F. Seignol博士,R.-P. Martin博士と共同で取りまとめた。本モデルを用いて,過去の実験結果の再現解析を行い,その妥当性について確認した。また,ISRによる損傷を受けたコンクリートの水分移動に関するモデルなど,今後改良が必要なモデルの抽出を行った。(3) 工学的試験法のうちASRに対する試験法について,アルカリ溶液を含んだ不織布でコンクリートを包んで膨張試験を行うAW-CPTについて,長期間暴露された野外コンクリートブロックのデータと比較して本試験法の有用性を検証した。また,DEFに対する試験法について,DEFが生じ得るコンクリート試験体を,コンクリートの空隙水を模擬した溶液への浸漬試験を開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

年度当初の目標に達しているため,「おおむね順調に進展している」と判断した。
性能予測に関するモデル化については,一部は当初目標よりも進展している。また,本研究の対象とする内部膨張反応に関する実験では膨張の開始に相当な時間を要するため,多くの実験ケースはまだ膨張を開始していない。これは予定通りであり,H29年度以降も予定通り引き続き計測等を継続する予定である。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り,順調に進展しているため,継続して研究を進める予定である。また,「現在までの進捗状況」で記載した通り,現時点では試験体の膨張が確認されていない。平成29年度も引き続き計測等を進めるが,予定以上に膨張が開始しない場合には,促進倍率を高めた上で,改めて実験を行うことを想定している。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Macroscopic chemo-mechanical modeling of alkali-silica reaction of concrete under stresses2017

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata, Jean-Francois Seignol, Renaud-Pierre Martin and Francois Toutlemonde
    • Journal Title

      Construction and Building Materials

      Volume: 37 Pages: 239-245

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.090

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The mechanism of limited inhibition by fly ash on expansion due to alkali-silica reaction at the pessimum proportion2017

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata and Kazuo Yamada
    • Journal Title

      Cement and Concrete Research

      Volume: 92 Pages: 1-15

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconres.2016.11.002

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] External sulfate attack in Japan: a review2016

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata, Natsuki Yoshida, Shoichi Ogawa and Kazuo Yamada
    • Journal Title

      Proceedings of International Workshop on external sulfate attack

      Volume: - Pages: 1-11

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Influence of creep and stress states on alkali-silica reaction induced-expansion of concrete under restraint2016

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata, Jean-Francois Seignol, Renaud-Pierre Martin and Francois Toutlemonde
    • Journal Title

      Proceedings of 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete

      Volume: - Pages: 1-10

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Modelling of evolution of transfer properties due to expansion of concrete induced by internal swelling reaction2016

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata, Renaud-Pierre Martin, Jean-Francois Seignol and Francois Toutlemonde
    • Journal Title

      Proceedings of 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete

      Volume: - Pages: 1-10

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Correlation between laboratory expansion and field expansion of concrete: Prediction based on modified concrete expansion test2016

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada, Shoichi Ogawa, Renaud-Pierre Martin, Yasutaka Sagawa, Jean-Francois Seignol and Francois Toutlemonde
    • Journal Title

      Proceedings of 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete

      Volume: - Pages: 1-10

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] セメントペーストを用いたDEF膨張メカニズムの研究2016

    • Author(s)
      小川彰一
    • Organizer
      第70回セメント技術大会
    • Place of Presentation
      ホテルメトロポリタン
    • Year and Date
      2016-05-10 – 2016-05-12

URL: 

Published: 2018-01-16  

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