コンクリート構造物の収縮ひび割れの発生およびひび割れ幅予測システムの構築

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360195
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 下村 匠 Nagaoka University of Technology, 工学部, 准教授 (40242002)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 泰司 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (40377221) ; 青木 優介 木更津工業高等専門学校, 准教授 (70360328)
• Keywords: 収縮ひび割れ / ひび割れ幅 / 自己収縮 / 乾燥収縮 / 有効ひずみ / 細孔構造 / クリープ

Research Abstract

本研究の目的はコンクリート構造物の初期ひび割れ、とくにコンクリートの乾燥収縮、自己収縮に起因したひび割れの発生とその幅を予測する手法を、研究代表者の近年の研究成果に立脚して構築することである。本研究全体としての到達目標は、コンクリートの使用材料、構造諸元、力学的境界条件、環境条件を考慮しつつ、橋梁の桁、壁、スラブ、擁壁等の実構造部材における収縮ひび割れの発生危険度、ひび割れ幅を定量的に予測可能な数値計算手法を確立することである。精度と適用性に関して従来よりも優れたものを目指すのはもちろんのこと、一般性の高い成果を得ることを重視する。
平成19年度は、研究代表者らのこれまでの研究成果、および新たに行なう実験により得られるデータに基づき、部材・構造レベルの乾燥収縮ひび割れ予測に適用可能な各種材料モデルの開発を行った。要素試験では、単調経路の乾燥条件下の挙動だけでなく、除荷、持続載荷、段階載荷、吸湿、吸水など、情報量の多い特殊な経路のデータを取得することが、従来にない適用性に富む材料モデル開発の鍵となる。とくに「コンクリートの時間依存性応力-ひずみ関係」「コンクリートの巨視的ひび割れ条件」の開発のためには、コンクリートの収縮の進行と連動させて導入する応力、ひずみの時間経路をプログラムできる載荷試験装置を必要としている。平成19年度には、この試験装置を設計し、特注した。現在、基本性能の確認を終え、調整段階にあり、平成20年度に系統的な実験に備えている。
持続載荷試験装置の作製と並行して、-軸拘束収縮試験によりフライアッシュや高炉スラグを用いたコンクリートのひび割れ抵抗性について検討した。また、鉄筋コンクリート部材試験により、初期の収縮が載荷後のひび割れ性状をはじめとする引張挙動に及ぼす影響について検討した。