2022 Fiscal Year Annual Research Report
コンクリートの効果的補修・補強に資する細孔構造からメゾ構造を結ぶ劣化機構の解明
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19K04684
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高瀬 裕也 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30515911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱 幸雄 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (70238054)
金澤 健 北海学園大学, 工学部, 准教授 (80823773)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 凍結融解作用 / 断面修復 / あと施工アンカー / 補修 / 補強 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
寒冷環境下に建つ既存鉄筋コンクリート（RC）構造物は，凍結融解作用により劣化する可能性がある。本研究では，凍害により劣化したコンクリート構造物を持続的に活用できるよう，効果的に補修・補強する技術の提案，および理論に基く適切な設計法の構築を目指している。2022年度に実施した内容と成果を列記すると以下の通りである。
ⅰ)2021年度は，RC梁における断面修復効果を確認するため，梁側面を劣化し，かぶりコンクリートをはつらずに断面修復材を増し厚し，3点曲げ加力実験を実施した。2022年度は，はつり深さの影響を確認するため，梁側面の劣化後，試験体のかぶり厚さ20mmを全て除去したケース，さらにその半分の10mmの深さまでかぶりコンクリートをはつり取って断面修復したケースの2パターンを検証した。その結果，両者ともせん断強度は健全状態以上に回復するものの，深さの影響はほとんど見られなかった。
ⅱ)RC構造物を耐震補強する際には，あと施工アンカーを用いて既存部材と新設部材が一体化される。そこで本研究では，劣化させたコンクリートに接着系アンカーを定着し，付着強度およびダウエル効果を検証している。2021年度は，主に有機系アンカーを対象に検証したが，2022年度はさらに無機系アンカーを追加した。その結果，有機系アンカー，無機系アンカーともに，相対動弾性係数（DM）の低下に随伴して，指数関数的に付着強度が低下した。ただしダウエル効果に関しては，DMが低下しても，顕著な違いは確認されなかった。この理由として，有限要素解析で検証したところ，表層コンクリートが強度低下すると，ヒンジ位置が深くなることで支圧抵抗領域が大きくなったためと推察される。上記に加え，機械学習による定着性能の評価モデル，および引張力とせん断力を同時に受ける耐震補強接合面（目荒らしとアンカーの併用）の力学モデルを構築した。
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