繊維補強低品質再生骨材コンクリートを用いた場所打ち鉄筋コンクリート杭のせん断耐力

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06656
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 師橋 憲貴 日本大学, 生産工学部, 教授 (90220110)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 低品質再生骨材コンクリート / 場所打ち鉄筋コンクリート杭 / ビニロン繊維 / 乾燥収縮率 / 乾燥収縮ひび割れ / せん断耐力 / 再生粗骨材 / 再生細骨材

Outline of Annual Research Achievements

繊維補強低品質再生骨材コンクリートを用いた場所打ち鉄筋コンクリート杭のせん断耐力を検討するにあたり,本年度は試験体の作製を行った。
試験体は，まず場所打ちコンクリート杭が軸方向力に対してどの位の耐荷力を有するのか検討を行うため中心圧縮実験試験体の作製を行った。次に場所打ちコンクリート杭のせん断耐力を検討するため逆対称加力を作用させるせん断耐力実験試験体の作製を行った。
繊維については，繊維補強コンクリートを建築構造物の場所打ち鉄筋コンクリート杭へ適用するため，その基礎的性状を把握することを目的として強度特性(圧縮強度，曲げ強度，引張強度)の向上に効果のある繊維を選択した。繊維の種類としては，近年建築構造物への適用が顕著なビニロン繊維を採用し，直径660μm，標準長30mm，引張強度900MPa，ヤング率23GPaとなる物性のものとし，ビニロン繊維の混入率を1.0%とした。
低品質再生骨材コンクリートについては，日本建築学会から発行されている，再生骨材を用いるコンクリートの設計・製造・施工指針(案)の『第11章 鉄筋コンクリートに用いる再生骨材コンクリートＬ』に示される再生骨材Ｌの置換率の上限値を使用することとした。使用する置換率は再生細骨材の有効利用を考慮して，再生粗骨材と再生細骨材を併用した場合の置換率として，再生粗骨材を30 %と再生細骨材を15 %とした。置換率を上限値とすることで乾燥収縮率が大きくなると考えられる厳しい条件下の低品質再生骨材コンクリートを用いる設定とした。
中心圧縮実験試験体とせん断耐力実験試験体ともにコンクリート打設後5～6週で載荷する試験体と再生骨材コンクリートを使用した際に乾燥収縮率が大きくなるという特徴から乾燥収縮ひび割れの発生の有無について確認するためコンクリート打設後半年～1年間保存する試験体を作製した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験計画における使用材料の検討に対してビニロン繊維メーカー，低品質再生骨材コンクリートの製造工場などとの打合せおよび調整に時間が掛かってしまった。平成30年5月には低品質再生骨材コンクリートの製造工場において工場見学を行い，再生骨材と天然骨材との併用について，天然骨材の調達方法，低品質再生骨材のストック状況，製造工場の出荷実績によるスランプ値および圧縮強度発現について協議を行った。その結果，平成30年5月中に場所打ち鉄筋コンクリート杭試験体の製作会社に試験体作製を発注することができた。
しかし試験体の作製について製作会社の協力を得ることはできたが，製作会社の試験体を設置するストックヤードが他の研究機関からの試験体作製依頼により平成30年度は大変混んでいて当面開いていないことなどの理由で具体的な試験体の作製計画の段取りが遅れてしまった。実際には平成30年10月末にコンクリート打設の日程調整を製作会社と行い，コンクリートの打設は平成30年12月に試験体の試験部分と補強部分(スタブ部分)の2回に分けて行った。試験部分のコンクリート打設後，コンクリートの養生期間を5週ほど確保し，試験体の大学への搬入が平成31年1月上旬となった。そのため本年度は試験体の作製のみが主な研究実績となった。コンクリート打設後5～6週で載荷する試験体の実験は平成31年1月中旬以降の実施となり，実験後のデーター整理を現在行っているところで，今後はさらに急いで実験データを分析してまとめる予定である。

Strategy for Future Research Activity

低品質再生骨材コンクリートを用いた場所打ち鉄筋コンクリート杭は乾燥収縮ひひ割れが発生すると予想されるため，材齢5～6週での実験用と材齢半年～1年での実験用の2シリーズについて同時に作製した。平成30年12月にコンクリートを打設後，材齢が若く乾燥収縮ひび割れがまだ発生していない材齢5～6週での実験用の試験体の実験が終了し，現在実験後のデーター整理を行っている。平成31年度はビニロン繊維で補強した低品質再生骨材コンクリートを用いたコンクリート角柱供試体を恒温恒湿室に保存して，乾燥収縮率を定期的に計測するとともに，杭試験体の乾燥収縮ひび割れの発生状況を材齢半年～1年までの予定で長期的に観察している。これらの乾燥収縮率の測定と乾燥収縮ひび割れの観察ののち，コンクリート打設後材齢半年～1年間保存した試験体を載荷して耐荷力に及ぼす乾燥収縮率および乾燥収縮ひび割れの影響について検討を行う予定としている。

Causes of Carryover

(理由)　試験体の作製が遅れてしまったため，研究遂行における実験そのものが遅れてしまった。そのため，研究発表のための旅費，論文を外国語に翻訳する際の校閲料，論文別刷り費などの支出が必要なくなり，次年度以降の支出となってしまった。現在，コンクリート打設後5～6週で載荷する試験体の実験は終了したので，早急にデーター整理を行い，実験結果の分析を行いたい。
(使用計画)　試験体の作製の遅れにともなう実験の遅れ，さらに連動してデータ整理も遅れており，現在進めている実験結果の分析によっては，さらなる杭試験体の耐荷力の検討のために，追加で基礎実験を行う必要が予想される。その際には，追加実験のための鉄筋・コンクリート・型枠・ひずみゲージなど試験体の作製材料費としての支出が予定される。