ラインセンサタイプ全視野ひずみ計測装置を用いたコンクリートの各種劣化機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04304
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 伊藤 幸広 佐賀大学, 理工学部, 教授 (90223198)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 出水 享 長崎大学, 工学研究科, 技術職員 (00533308)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: コンクリート / ひずみ / 乾燥収縮 / ラインセンサスキャナ / アルカリ骨材反応

Outline of Annual Research Achievements

コンクリートの劣化機構の解明において、構成材料の変形およびひずみなどの経時変化を調べることは有効な方法である。これまでの研究では、ラインセンサタイプ全視野ひずみ計測装置に取り付けられるアタッチメントを製作して、円柱供試体（φ100mm）の面内ひずみを高精度計測ができる装置を開発した。劣化の無い健全なコンクリート供試体について、乾燥収縮による面内ひずみ分布を調べ、収縮はモルタル部分において一様ではなく収縮が集中する線状領域が存在することを明らかにした。また、アルカリ骨材反応が生じたコンクリートの乾燥収縮による面内ひずみ分布を調べた結果、健全な供試体に対してアルカリ骨材反応を生じた供試体は、面内の全収縮ひずみ量が大きく、収縮ひずみが集中する領域が面内全域に存在していることが明らかとなった。特に、収縮ひずみ集中する領域は粗骨材の外周に多く見られた。これは、アルカリ骨材反応が生じた骨材外周部のゲルは組織が粗であり、水分が逸散しやすいためと考えられ、乾燥収縮ひずみが集中する領域が全域に生じ、全体として乾燥収縮ひずみ量が大きくなった原因と考えられる。
昨年度は鉄筋の腐食膨張による鉄筋周辺のコンクリートに発生するひずみについて、ラインセンサタイプ全視野ひずみ計測装置を用いて計測を行った。鉄筋を埋め込んだ円柱供試体を作製し、電食により腐食を促進させ鉄筋の横断面方向のひずみ分布を画像解析により求めた。その結果、腐食の進行に伴い鉄筋周囲の引張ひずみが増加し、その後放射状にひずみが進展していく状況が観察された。最終的に放射状の進展したひずみの集中領域の一つにひび割れが発生した。このことより、ラインセンサタイプ全視野ひずみ計測装置によって鉄筋腐食のモニタリングが可能であることが示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一昨年までのコロナ対応の影響で実験計画がやや遅延した。また、ラインセンサタイプ全視野ひずみ計測装置が一時不調により修理期間があったがおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となる本年度は、これまでに行ってきた実験のデータを追加し得られた結果の再現性について確認を行う。また、アルカリ骨材反応が進行する過程におけるひずみ変化を測定し、骨材内の膨張ひずみ分布、骨材外周（ゲル部分）のひずみ変化および粗骨材で囲まれたモルタル部分のひずみ変化（クリープひずみ）の測定を行い、アルカリ骨材反応の劣化進行過程を可視化を行う。さらに、モルタル部分に蓄積されたクリープひずみ（応力）について、微小領域の応力解放法を実施し骨材膨張による膨張圧の実測を試みる。鉄筋腐食についても同様に、鉄筋の外周のコンクリートに生ずるひずみ変化を測定し、最終的に微小領域の応力解放法により鉄筋腐食による膨張圧の実測を試みる。

Causes of Carryover

一昨年までのコロナ対応により実験計画が遅延した。残された実験計画を遂行するために経費を使用する計画である。