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材料及び環境条件に基づくDEF膨張の発生・抑制機構の解明と構造性能への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 20H02219
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
研究機関埼玉大学

研究代表者

浅本 晋吾  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50436333)

研究分担者 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, グループ長 (10508625)
三浦 泰人  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10718688)
宮本 慎太郎  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60709723)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワード初期温度履歴 / 遅延エトリンガイト生成 / アルカリ骨材反応 / 化学ー力学膨張モデル / 構造性能評価 / 化学―力学膨張モデル
研究開始時の研究の概要

本研究では,遅延エトリンガイト生成(以下,DEF)によるコンクリートの膨張機構について,日本,フランス,タイの材料及び環境条件の違いに着目しながら,明らかにすることを目的とする.同時に,アルカリ骨材反応との複合作用,混和材を用いたときの抑制機構,さらには,DEFに伴うコンクリートの大きな膨張が鉄筋コンクリート構造物の構造性能に与える影響についても検討を行い,材料・構造両面からDEF膨張に対する対策を提案する..

研究成果の概要

日仏の異なるセメントを用いたコンクリートを80℃にさらし,高温作用でもたらされ得る長期のコンクリートの膨張挙動を,さいたま,横須賀,長岡,沖縄の4か所で検討した.その結果,セメント種類にかかわらず膨張が生じたが,膨張速度の環境依存特性はセメント種類によって異なった.また,同じく膨張させたプレストレストコンクリート梁の曲げ性能を実験的に検討したところ,膨張ひび割れが多数入っても曲げ剛性,耐力といった構造性能への影響は小さいことが分かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンクリートに70℃以上の高温が作用して生じ得るDEF膨張は1%を超える過大のものであるが,本研究によって,鋼材で膨張が十分に拘束されていると,ひび割れは生じるものの,構造性能に与える影響は小さいことが分かった.現状,フランスではDEFによる膨張劣化が確認されている一方で,日本では明確にDEFが主要因とされる劣化は確認されていない.将来日本でもDEFが発生するリスクはゼロではないが,上記の本研究成果から仮にDEF膨張が発生しても構造物に与える影響は小さいことが示唆され,その意義は大きい.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] Universite Gustave Eiffel(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite Gustave Eiffel(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Mesoscale simulation of compression-induced cracking and failure of ASR-damaged concrete with stirrup confinement2023

    • 著者名/発表者名
      Jie Luo, Shingo Asamoto, Kohei Nagai
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 277 ページ: 108977-108977

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2022.108977

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An analytical investigation of bond deterioration between rebar and ASR/DEF-damaged concrete with and without stirrup confinement using 3D RBSM2022

    • 著者名/発表者名
      Jie Luo, Shingo Asamoto, Kohei Nagai
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 351 ページ: 128923-128923

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2022.128923

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesoscopic simulation of crack propagation and bond behavior in ASR damaged concrete with internal/external restraint by 3D RBSM2022

    • 著者名/発表者名
      Jie Luo, Yi Wang, Shingo Asamoto, Kohei Nagai
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Composites

      巻: 129 ページ: 104488-104488

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2022.104488

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of the mechanical behaviour of concrete with severe delayed ettringite formation expansion focusing on internal damage propagation under various compressive loading patterns2022

    • 著者名/発表者名
      Joshi Nirmal Raj、Matsumoto Ayumu、Asamoto Shingo、Miura Taito、Kawabata Yuichiro
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Composites

      巻: 128 ページ: 104433-104433

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2022.104433

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Dependent Deformation of a Concrete Arch Dam in Thailand - Numerical Study on Effect of Alkali Silica Reaction on Deflection of Arch2021

    • 著者名/発表者名
      Joshi Nirmal R.、Sriprasong Thanadet、Asamoto Shingo、Sancharoen Pakawat
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Concrete Technology

      巻: 19 号: 3 ページ: 181-195

    • DOI

      10.3151/jact.19.181

    • NAID

      130007994882

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • 年月日
      2021-03-04
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DEF膨張が生じたコンクリートの圧縮応力下での内部損傷進行の検討2021

    • 著者名/発表者名
      松本歩,Nirmal Joshi,浅本晋吾,川端雄一郎
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 43 ページ: 227-232

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A mesoscale discrete model for mechanical performance of concrete damaged by coupled ASR and DEF2020

    • 著者名/発表者名
      Wang Yi、Jiradilok Punyawut、Nagai Kohei、Asamoto Shingo
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 232 ページ: 107055-107055

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2020.107055

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY ON THE COMBINED ALKALI SILICA REACTION AND DELAYED ETTRINGITE FORMATION2020

    • 著者名/発表者名
      Sriprasong Thanadet, Shingo Asamoto and Joshi Nirmal Raj
    • 雑誌名

      International Journal of GEOMATE

      巻: 19 号: 75 ページ: 84-91

    • DOI

      10.21660/2020.75.38051

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on swelling effect due to ASR and DEF on reinforced concrete2020

    • 著者名/発表者名
      N.R. Joshi, A. Matsumoto, T. Sriprasong and S. Asamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the ConMat'20

      巻: Deterioration Mechanisms ページ: 220-227

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 日仏のセメント種類および日本の環境条件がDEF膨張に及ぼす影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      泉杏沙,浅本晋吾,川端雄一郎,下村匠,富山潤,Renaud-Pierre Martin, Francois Toutlemonde, Celia Khetib
    • 学会等名
      令和5年度土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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