Durability Evaluation and Deterioration Prediction of Structural Concrete in Bending Stress Field

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K06663
• Research Institution: Sendai National College of Technology
• Principal Investigator: 権代 由範 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00553520)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 智己 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458) ; 月永 洋一 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (60124898)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: コンクリート / 応力場 / 曲げ / 応力強度比 / 耐凍害性 / 劣化進行速度

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，コンクリートに作用する応力と耐久性の直接的な関係を実験的に検証し，構造部材に作用する応力レベルの違いが劣化進行度に及ぼす影響を推定することで，より実環境に即した耐久性評価手法の確立に寄与しようとするものである。本課題では，主に，コンクリートに常時作用する曲げ応力を室内試験レベルで再現する簡易治具を作製し，曲げ応力レベルの違いが劣化の進行に及ぼす影響の定量化を試みるとともに，繰り返し曲げ応力が作用したコンクリートを対象に耐久性試験を実施し，各種曲げ応力作用下における劣化挙動について検討した。
今年度も昨年度に引き続き，改良を続けてきた曲げ応力導入治具を用いた凍結融解試験を試みた。これまでに実施してきた実験から，一定の傾向が見られない要因や結果の再現性が得られない要因は，コンクリート試験体の乾燥収縮によって生じる，初期導入応力の減衰を完全に排除できないことが大きく影響している。そこで，今年度は水中養生終了後，材齢91日までの乾燥期間を設けた後に曲げ応力を導入することとした。しかし，応力強度比の増加に伴い劣化進行速度が増加する様相は確認できるものの，各応力状態における劣化進行度を定量的に評価するまでには至らなかった。これらの結果より，曲げ応力に起因する劣化進行度の差異は，応力強度比より偶発的に発生する微細ひび割れの存在頻度に依存することが示唆されたが，ひび割れを視認できないケースで劣化進行度が異なる場合があることも確認されている。そこで，弾性域における繰り返し曲げ応力を受けたコンクリートを対象とする耐久性評価を実施した。その結果.，視認可能なひび割れが存在しない場合においても，曲げ載荷回数に依存して吸水量が増加することが確認されたが，その後に実施した凍結融解試験においては，無載荷のコンクリートより剥離量が減少するなど，現段階では論理的な説明が難しい現象が確認された。