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微細構造の理解に基づく内部膨張反応で劣化した構造物の診断と性能予測

研究課題

研究課題/領域番号 16H04393
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

川端 雄一郎  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (10508625)

研究協力者 山田 一夫  
小川 彰一  
Toutlemonde Francois  
Seignol Jean-Francois  
Martin Renaud-Pierre  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードコンクリート / アルカリシリカ反応 / 遅延エトリンガイト生成 / 診断 / 予測 / 維持管理 / 膨張 / 性能予測
研究成果の概要

アルカリシリカ反応(ASR)や遅延エトリンガイト生成(DEF)などのコンクリートの膨張劣化(ISR)に対する診断技術および予測技術の構築に関する研究を行った。まず診断技術として,ASRでの骨材およびペーストの微細損傷やDEFのギャップの生成など,その劣化の特徴を評価した。次に,ASRに関して,微細構造を反映した予測モデルを構築し,既存の数値解析に実装した。さらに,膨張予測のための試験法を検討した。また,数値解析と本試験法との併用によって,野外に暴露されたコンクリートの膨張挙動を概ね予測することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果として,コンクリートの劣化現象に対して,微細構造の観点からアプローチし,種々の機器分析で様々な現象を解明することができた点は学術的意義が大きい。また,工学的観点で,室内試験と数値解析の併用によってコンクリートの膨張を概ね予測できるようになったことは,将来的な構造物の効率的な維持管理や長寿命化に寄与することができる点は社会的にも意義が大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ifsttar(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Ifsttar(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] フライアッシュによるDEF抑制効果に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      小川彰一,川端雄一郎,渡邊禎之
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート

      巻: 864 ページ: 28-34

    • NAID

      40021812171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 海水練りコンクリートのASR膨張に対する高炉スラグ微粉末の抑制効果<第46回セメント協会論文賞受賞論文>2019

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,羽渕貴士,忽那惇,与那嶺一秀
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート

      巻: 864 ページ: 42-47

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimization of the concrete prism test for ASR expansion by alkali-wrapping and a new approach assessing the alkali reactivity of concrete for nuclear facilities2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, Y. Kawabata, S. Ogawa, K. Shibuya, J. Etoh, A. Teramoto, G. Igarashi, I. Maruyama
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) Durability, monitoring and repair of structures

      巻: - ページ: 152-159

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of the expansion behavior of field-exposed concrete blocks based on a modified concrete prism test, Proceedings of International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) Durability, monitoring and repair of structures2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawabata, K. Yamada, S. Ogawa, Y. Sagawa
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) Durability, monitoring and repair of structures

      巻: - ページ: 230-237

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkali-Wrapped Concrete Prism Test (AW-CPT) – New Testing Protocol Toward a Performance Test against Alkali-Silica Reaction–2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada, Yasutaka Sagawa, Shoichi Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Concrete Technology

      巻: 16 号: 9 ページ: 441-460

    • DOI

      10.3151/jact.16.441

    • NAID

      130007483622

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • 年月日
      2018-09-14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Soak Solution Type on Alkali Release from Volcanic Aggre-gates − Is Alkali Release Really Responsible for Accelerating ASR Expansion? −2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada, Go Igarashi and Yasutaka Sagawa
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Concrete Technology

      巻: 16 号: 1 ページ: 61-74

    • DOI

      10.3151/jact.16.61

    • NAID

      130006321362

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • 年月日
      2018-01-27
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Understanding of the expansion mechanism by ASR and its impact on testing method and expansion estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata and Kazuo Yamada
    • 雑誌名

      Conference in honor of centennial of laboratory of construction materials and 60th birthday Prof. Karen Scrivener

      巻: - ページ: 121-124

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Diagnosis on Expansion of Heat-Cured Precast Concrete Blocks Due to Delayed Ettringite Formation in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata
    • 雑誌名

      Proceedings of 6th International Conference on the Durability of Concrete Structures

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空隙水のアルカリ制御によるASRに対する材料設計2018

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎
    • 雑誌名

      コンクリート工学

      巻: 56 ページ: 426-430

    • NAID

      130007641306

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 海水練りコンクリートのASR膨張に対する高炉スラグ微粉末の抑制効果2017

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,羽渕貴士,忽那惇,与那嶺一秀
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート論文集

      巻: 71 号: 1 ページ: 323-330

    • DOI

      10.14250/cement.71.323

    • NAID

      130006588537

    • ISSN
      0916-3182, 2187-3313
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] アルカリラッピングしたコンクリートプリズム試験におけるコンクリートのASR膨張挙動のモデル化2017

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎、山田一夫、柳川貴光、江藤淳二
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論文報告集

      巻: 17 ページ: 491-496

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macroscopic chemo-mechanical modeling of alkali-silica reaction of concrete under stresses2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Jean-Francois Seignol, Renaud-Pierre Martin and Francois Toutlemonde
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 37 ページ: 239-245

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2017.01.090

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The mechanism of limited inhibition by fly ash on expansion due to alkali-silica reaction at the pessimum proportion2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata and Kazuo Yamada
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Research

      巻: 92 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.cemconres.2016.11.002

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] External sulfate attack in Japan: a review2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Natsuki Yoshida, Shoichi Ogawa and Kazuo Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on external sulfate attack

      巻: - ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of creep and stress states on alkali-silica reaction induced-expansion of concrete under restraint2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Jean-Francois Seignol, Renaud-Pierre Martin and Francois Toutlemonde
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete

      巻: - ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling of evolution of transfer properties due to expansion of concrete induced by internal swelling reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Renaud-Pierre Martin, Jean-Francois Seignol and Francois Toutlemonde
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete

      巻: - ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlation between laboratory expansion and field expansion of concrete: Prediction based on modified concrete expansion test2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada, Shoichi Ogawa, Renaud-Pierre Martin, Yasutaka Sagawa, Jean-Francois Seignol and Francois Toutlemonde
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete

      巻: - ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DEF 膨張に対する高炉スラグ微粉末の長期抑制効果2019

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,小川彰一,高橋晴香,渡邊禎之
    • 学会等名
      第73回セメント技術大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DEFの生じたコンクリートに対する残存膨張性の評価方法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      与那嶺一秀,川端雄一郎,小川彰一,柴田真仁
    • 学会等名
      第73回セメント技術大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フライアッシュによるDEF抑制効果に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      小川彰一,高橋晴香,川端雄一郎,渡邊貞之
    • 学会等名
      第72回セメント技術大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 室内試験および屋外暴露試験によるASR抑制対策の比較2018

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,染谷望,田中豊,河村直哉
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会講演概要集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 遅延エトリンガイトによる膨張に対するフライアッシュの長期 的抑制効果2017

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,小川彰一,高橋晴香,渡邊禎之
    • 学会等名
      土木学会第72 回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体 NMR を用いた遅延エトリンガイト生成によるモ ルタルの膨張に及ぼすフライアッシュの抑制効果の検討2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊禎之,吉野徹,川端雄一郎,高橋晴香,小川彰一
    • 学会等名
      原子力学会2017 年秋の大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of environmental conditions and their impact on the expansion of concrete affected by alkali-silica reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kawabata, Kazuo Yamada and Shoichi Ogawa
    • 学会等名
      Swelling Concrete in Dams and Hydraulic Structures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impartance of alkali-wrapping for CPT, Swelling Concrete in Dams and Hydraulic Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Yamada, Yuichiro Kawabata, Shoichi Ogawa, Kazuko Haga, Yasutaka Sagawa, T Ochiai
    • 学会等名
      Swelling Concrete in Dams and Hydraulic Structures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンクリート構造物のASR 制御に向けた設計と維持管理の考え方2017

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,山本貴士,山田一夫
    • 学会等名
      ASR 制御型設計・維持管理シナリオに関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] セメントペーストを用いたDEF膨張メカニズムの研究2016

    • 著者名/発表者名
      小川彰一
    • 学会等名
      第70回セメント技術大会
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン
    • 年月日
      2016-05-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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