2020 Fiscal Year Research-status Report
アルカリ骨材反応を生じたコンクリート構造物の水分除去による再劣化抑制技術の開発
Project/Area Number |
20K04645
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Research Institution | Toyama Prefectural University |
Principal Investigator |
伊藤 始 富山県立大学, 工学部, 教授 (10553133)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | コンクリート / アルカリシリカ反応 / 劣化抑制対策 / 除湿 / 湿気移動 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、コンクリート内部の除湿による水分移動ならびに湿度低下による膨張抑制の関係性を定量評価することである。そのために3つの課題を設定して下記のことを実施している。 【課題①(ASR膨張抑制の評価)】では、ASR膨張が内部除湿することで、どれほど低減するか、また力学特性が回復するか、の問いを設定している。ASR膨張供試体を、様々な湿度環境に置いて長さ変化率試験と強度試験を実施し、湿度・経過時間が膨張ひずみの低減や静弾性係数の回復割合に与える影響を検討した。現在までに、ASR促進劣化させ、初期膨張量を0.05%(ひび割れなし)~0.20%(あり)とした角柱供試体を、湿度環境は60、80、100%に置き、ひずみと質量の変化を測定した。同様の環境に円柱供試体を置き、圧縮強度と静弾性係数を測定した。その結果、湿度60%と80%のケースではひずみと質量に減少がみられた。圧縮強度とヤング係数は、回復するケースと回復しないケースがあった。加えて、ASR促進用のNaClが圧縮強度に与える影響を検討した。 【課題②(除湿法の確立)】では、どのような除湿法を用いれば効果的に除湿が可能か、収縮によってひび割れ幅が縮小するか、の問いを設定している。除湿孔を削孔した供試体に対して、湿度60%の乾燥空気を送風する除湿条件で、湿気移動試験を実施している。除湿孔の直径と送風の有無をパラメータに試験することで、条件ごとに除湿時間と除湿孔からの距離が内部湿度の低下に与える影響を検討した。 【課題③(湿度管理法の確立)】では、湿気移動と膨張挙動の予測のために解析法をどのように連携させ、入力物性値を改良すればよいか、の問いを設定している。課題②の角柱供試体と、のと里山海道の橋脚モデルの湿気移動解析を実施し、実験と解析の関係から入力物性値や解析の再現性を検討した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までの進捗状況として、3つの課題が次のようであるため、全体では「おおむね順調に進展している」に区分する。 【課題①(ASR膨張抑制の評価)】については、おおむね順調である。角柱供試体のASR促進膨張が想定よりも遅れたため、2020年度の実験を2021年度も継続する。 【課題②(除湿法の確立)】については、若干遅れている。吸水材による除湿法を先行する予定であったが、結果が得られやすいことを考慮して乾燥空気による除湿法を先行した。コンクリート内部の湿度低下の速度が想定よりも遅く、時間を要している。 【課題③(湿度管理法の確立)】については、当初計画以上に進展している。仮の入力物性値を用いて、のと里山海道の橋脚モデルの解析に着手し、解析結果を得た。
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Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、3つの課題に対して次のことを実施する。 【課題①(ASR膨張抑制の評価)】については、2020年度の実験を継続するとともに、初期膨張量を0.05%、0.10%、0.20%とした角柱供試体を、湿度40%の恒温恒湿槽で除湿することを計画している。また、2020年度までに実験データが不足するケース、不備があったケースの再実験を実施する。これらにより、初期膨張量と除湿時湿度の関係から、収縮ひずみ量、力学性能の回復度合い、適用範囲などを明らかにする。また、回復のメカニズムの検討も実施する。 【課題②(除湿法の確立)】については、2020年度の乾燥空気による除湿法を継続するとともに、吸水材の基礎試験を行い、吸水時間や吸水量、加工性、使用性を比較する。吸水材にはパルプ材や吸水性ポリマー等を想定する。絞り込んだ4種類程度の吸水材について湿気移動試験を行う。あわせて、ひずみを計測するために平板供試体(2次元)を準備している。 【課題③(湿度管理法の確立)】については、(a)湿気移動解析と(b)応力解析を連携させた解析法を確立し、次に(c)除湿設計法と(d)湿度管理法を構築する。(a)の湿気移動モデルは2020年度の結果の精度を向上する。(b)の入力物性値は【課題②】試験の湿度とひずみの動きを解析で再現することで決定する。(c)除湿設計法は、目標値(湿度、年数、除湿範囲、ひずみ低減量)に応じ、(a)+(b)の解析法を用いて吸水位置や吸水方法、表面被覆の有無を選定する仕組みを作る。(d)湿度管理法は、吸水孔や観測孔の予想湿度を算出する仕組みを作る。吸水材の水分量の定期的な計量も導入する。
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Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、【課題②(除湿法の確立)】において、2020年度に吸水材による除湿法の実験に着手する予定であったが、乾燥空気による除湿法の実験で、コンクリート内部の湿度低下の速度が想定よりも遅く、時間を要したため、吸水材の実験に着手できなかったためである。 次年度使用額は、2021年度に吸水材の実験に使用する計画である。
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