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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Diagnosis and prognosis of structure affected by internal swelling reactions based on microstructural analysis

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アルカリシリカ反応 / 遅延エトリンガイト生成 / 膨張 / 診断 / 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,H30年度では以下について検討した。
(1)診断技術について,過年度に作製した試験体を用いて膨張挙動をモニタリングするとともに各種分析を実施し,膨張挙動と損傷・変状過程を整理した。ASRについて,広域の微細損傷を評価し,膨張率の関係について整理した結果,同じ膨張率でも微細損傷の程度は大きく異なることがわかった。DEFについて,あるエトリンガイト生成量から急激に膨張率が大きくなることがわかった。これらの結果を基に,ISRで劣化した構造物の微細構造診断方法について取りまとめた。
(2)膨張モデルについて,改良モデルを用いて暴露試験体のシミュレーションを行った。その結果,実験結果と整合した良好な結果を得た。ただし,さらなるモデルの改良が必要である点も確認された。また,プレストレストコンクリート製のはりを作製し,暴露試験を開始した。現時点では,膨張よりもクリープの影響が強く,明確な膨張挙動は得られていないが,現時点でははりの鉛直変位を概ね良好に再現できた。今後長期間にわたって暴露試験を行い,提案モデルの妥当性を検証する予定である。
(3)工学的試験法について,ASRに関する試験では,これまでの成果を査読付き英語論文に投稿した。また,DEFに関する試験では,薄板状のサンプルを用いて残存膨張性を評価する試験法を考案した。その結果,膨張初期に採取した円盤サンプルはコンクリートのDEFの残存膨張性を過小に評価するものの,概ね良好に残存膨張性を再現できた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] ifsttar(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      ifsttar
  • [Journal Article] フライアッシュによるDEF抑制効果に関する検討2019

    • Author(s)
      小川彰一,川端雄一郎,渡邊禎之
    • Journal Title

      セメント・コンクリート

      Volume: 864 Pages: 28-34

  • [Journal Article] 海水練りコンクリートのASR膨張に対する高炉スラグ微粉末の抑制効果<第46回セメント協会論文賞受賞論文>2019

    • Author(s)
      川端雄一郎,羽渕貴士,忽那惇,与那嶺一秀
    • Journal Title

      セメント・コンクリート

      Volume: 864 Pages: 42-47

  • [Journal Article] Optimization of the concrete prism test for ASR expansion by alkali-wrapping and a new approach assessing the alkali reactivity of concrete for nuclear facilities2019

    • Author(s)
      K. Yamada, Y. Kawabata, S. Ogawa, K. Shibuya, J. Etoh, A. Teramoto, G. Igarashi, I. Maruyama
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) Durability, monitoring and repair of structures

      Volume: - Pages: 152-159

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical simulation of the expansion behavior of field-exposed concrete blocks based on a modified concrete prism test, Proceedings of International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) Durability, monitoring and repair of structures2019

    • Author(s)
      Y. Kawabata, K. Yamada, S. Ogawa, Y. Sagawa
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) Durability, monitoring and repair of structures

      Volume: - Pages: 230-237

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alkali-Wrapped Concrete Prism Test New -Testing Protocol Toward a Performance Test against Alkali-Silica Reaction-2018

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada, Yasutaka Sagawa and Shoichi Ogawa
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 16 Pages: 441-460

    • DOI

      https://doi.org/10.3151/jact.16.441

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Understanding of the expansion mechanism by ASR and its impact on testing method and expansion estimation2018

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

      Conference in honor of centennial of laboratory of construction materials and 60th birthday Prof. Karen Scrivener

      Volume: - Pages: 121-124

  • [Journal Article] Diagnosis on Expansion of Heat-Cured Precast Concrete Blocks Due to Delayed Ettringite Formation in Japan2018

    • Author(s)
      Yuichiro Kawabata
    • Journal Title

      Proceedings of 6th International Conference on the Durability of Concrete Structures

      Volume: - Pages: TIM-02

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 空隙水のアルカリ制御によるASRに対する材料設計2018

    • Author(s)
      川端雄一郎
    • Journal Title

      コンクリート工学

      Volume: 56 Pages: 426-430

  • [Presentation] DEF 膨張に対する高炉スラグ微粉末の長期抑制効果2019

    • Author(s)
      川端雄一郎,小川彰一,高橋晴香,渡邊禎之
    • Organizer
      第73回セメント技術大会講演要旨
  • [Presentation] DEFの生じたコンクリートに対する残存膨張性の評価方法の検討2019

    • Author(s)
      与那嶺一秀,川端雄一郎,小川彰一,柴田真仁
    • Organizer
      第73回セメント技術大会講演要旨
  • [Presentation] フライアッシュによるDEF抑制効果に関する検討2018

    • Author(s)
      小川彰一,高橋晴香,川端雄一郎,渡邊貞之
    • Organizer
      第72回セメント技術大会講演要旨
  • [Presentation] 室内試験および屋外暴露試験によるASR抑制対策の比較2018

    • Author(s)
      川端雄一郎,染谷望,田中豊,河村直哉
    • Organizer
      土木学会第73回年次学術講演会講演概要集

URL: 

Published: 2019-12-27  

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