2020 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-scale poromechanics of structural concrete with the expansion of crystal or amorphous products
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18H01507
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 佑弥 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10726805)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | コンクリート / アルカリシリカ反応 / エトリンガイト / ポロメカニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は結晶/非結晶性物質の生成による膨張・応力が生じる鉄筋コンクリート構造物一般について，ひび割れ進展リスクと構造性能変化を評価する計算スキームを構築することを目的としている．当該年度は，前年度までに膨張材による体積変化挙動へ拡張したポロメカニクスモデルを，さらに遅延エトリンガイト生成(DEF)による膨張劣化に適用可能となるよう拡張した．材齢初期の高温養生期間におけるエトリンガイトの溶解過程と，その後長期での再析出過程に関する化学反応のモデルを実装することで，既往の様々な配合・環境条件下のDEF膨張実験挙動を再現可能とした．また，膨張時の異なる損傷寸法を考慮することでDEF膨張に特徴的な緩やかな力学性能低下を考慮可能となることを示した．
構築したモデルを用いて実構造物の挙動追跡解析を実施し，適用性検証を実施し，工学適用を試みた．疲労と水圧作用の複合により土砂化劣化が顕在化している道路床版構造物に対してポロメカニクスモデルを適用し，土砂化が顕在化した時期を再現することに成功した．今後の損傷進展の予測と維持管理費用の計算結果に基づいて予防保全的維持管理の方針を提案した．また，東北地方において塩害・アルカリ骨材反応・凍害・疲労の複合作用を受けて撤去した道路構造物の損傷進展・残存力学性能評価を実施した．撤去時のコンクリート内部の塩化物イオン分布や弾性係数から過去の作用履歴を推定して，構造物フルスケールのモデルを用いた損傷解析を実施することで，撤去時のひび割れが鉄筋腐食に主に起因するものであることを示し，それら材料劣化と疲労の複合による残存余寿命を定量的に示すことに成功した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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