2022 Fiscal Year Annual Research Report
Durability Mechanics of Cementitious Composites and Structural Performance under Broadband Environments
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20H00260
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
前川 宏一 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (80157122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤山 知加子 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60613495)
千々和 伸浩 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (80546242)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 砂利化 / 高温加熱 / 火災 / 残存復元力 / 寿命推定 / 腐食 / 二酸化炭素 / 爆裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
凍結低温から高温加熱環境まで、適用範囲を拡張したマルチスケール解析システムの精度を評価検証すべく、以下の項目について研究を進めた。
（１）過大せん断変形の下でのコンクリートの砂利化モデル:高温加熱により多方向にひび割れ損傷が導入されるが，これらは徐冷後の気中二酸化炭素および水蒸気の取り込みにより一定の強度回復を得る。その後、地震等の交番載荷履歴を受けると、低強度コンクリートと同様にセメント硬化体の脱落が加速されて砂利化する。この過程を地盤モデルを参考にして、せん断変形の進行に関連させてモデル化することがてきた。これにより、火災損傷後の地震に対するRC構造の残存復元力特性の評価への道を開くことができた。従来の砂利化モデルは低強度コンクリート構造、あるいは疲労荷重を受ける橋梁床版に特有のものとされてきたが、火災損傷を受けた場合にも適用範囲が拡張された。
（２）火災損傷後の寿命推定は本研究の背景を形成するものであり，高温火災による微細なひび割れは酸素、塩化物イオン、水蒸気の透過を容易にするため、構造余寿命が短縮される。物質透過性が大きく損なわれた状態を想定し，マクロセル腐食環境の促進の度合いを定量化する目的で，電場解析並びに検証のための急速腐食実験を行った。これにより，アノード反応領域でカルシウムイオンの急速な上昇が発生すること，二酸化炭素の存在がこれを加速すること，火災損傷により二酸化炭素の供給が加速される効果に繋がることを明らかにすることができた。
（３）高温に強い無機複合材料も取り込んで、火災高温時に発生する高圧水蒸気が爆裂を励起する機構を構造解析に取り入れた。爆裂以後の残存性能を評価するシステムを完成させた。長期にわたる解析精度の検証には、実大プレストレストコンクリート構造の長期たわみ計測の実測データを用いた。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
