2018 Fiscal Year Annual Research Report
鉄筋コンクリート造構造体の高温環境下における挙動の包括的観測技術の開発
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17H03345
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
兼松 学 東京理科大学, 理工学部建築学科, 教授 (00312976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高村 正人 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, 上級研究員 (00525595)
鈴木 裕士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, リーダー (10373242)
土屋 直子 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (60646636)
西村 昭彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉国際共同研究センター, 研究主幹 (90370452)
西尾 悠平 東京理科大学, 理工学部建築学科, 助教 (20793334)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 中性子イメージング / 中性子回折法 / 耐熱FBGひずみセンサ / 鉄筋コンクリート / 高温環境下挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
火災時のRC造の挙動解明には、高温加熱による組織の変質過程、物質移動、鉄筋および組織の変形、鉄筋の付着劣化等を、同時にそれぞれが干渉することなく観測する必要がある。
本研究では、RC部材のこれら高温環境下挙動の包括的観測技術の開発を最終目的とする。具体的には、①基礎物性情報の集積を前提として、②耐熱FBGひずみセンサおよび中性子回折法による高温下鉄筋応力測定技術の開発と、③中性子イメージングによる高温下物質移動測定技術の開発・高精度化を図る。さらに、④画像相関法(コンクリートのひずみ測定)や赤外線法(温度測定)等の既存要素技術を複数組み合わせることで、RC 部材の高温環境下挙動の包括的観測技術として確立し、模擬RC 部材の包括的実証データを示すことを目標とする。
平成30年度は、平成29年度に設計した実験室用のFBG計測システムを東京理科大学に整備し、耐熱FBGセンサおよび中性子回折法による高温加熱中の鉄筋ひずみ測定技術の開発(下記(1))、中性子イメージングによるコンクリート内部の変形解析技術の開発(下記(2))を進めた。
（１）高温加熱中の鉄筋の付着強度評価 耐熱FBGセンサと測定システムを試作し、室温環境における載荷試験により耐熱FBGセンサの開発および性能検証を行い基礎的知見を得た。また、中性子残存付着強度評価法の開発を継続し、鉄筋コンクリートの耐火性能研究における本計測技術の応用について検討した(2019年度 TAKUMIにて実施予定)。
（２）中性子イメージングと画像解析を融合したコンクリートの変形解析技術開発 中性子イメージング(JParc RADEN)により撮像した二次元透過像に画像相関法を適用したコンクリート内部の平均変形状態の解析精度の向上を図った。さらに得られた変形データを有限要素法（FEM）と組み合わせ、コンクリートの変形解析技術として開発を継続して進めた。
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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
試作した耐熱FBGセンサの供給体制の構築に若干の遅れがあったものの、概ね予定通りの検証実験を行うことができた。2019年度における安定した供給体制の整備が完了しておりプロジェクトの進捗はおおむね順調といえる。
中性子イメージングおよび応力測定について、2018年度後期課題で加熱したRC部材のJPARC RADENおよびKURでのイメージング実験を行い、加えて2019年度前期課題で採択されたTAKUMIによる付着特性の測定を予定しており、概ね予定通りの進捗と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は、耐熱FBGセンサの量産を行うことで測定手法の開発を推進、加速・完了する。2019年度前期課題では、すでに採択されたTAKUMIによる付着特性の測定を予定しているが、後期課題の中で包括的測定技術開発に向けた加熱実験の実施を試みる。また、京都大学研究用原子炉（KUR)におけるB-4ポートにおける課題も採択(8月および12月予定)しており、これらのマシンタイムを有効に利用し、当初研究目的の達成を目指す。
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