| 研究課題/領域番号 |
21K04219
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
田中 泰司 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40377221)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | FRP / プレストレスト・コンクリート / 定着 / FEM / プレストレストコンクリート / 付着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、炭素繊維によるプレストレストコンクリート(PC)部材に必要となる設計・製造方法を開発することを目的とする。その実現には3つの課題が存在する。1つ目はCFRPとコンクリートとの付着・定着が不足することであり、本研究では付着が確保できる表面処理方法の開発によって解決をはかる。2つ目は定着作業に時間を要することであり、プラスチック等を活用した機械式定着システムを開発することでこの課題を解決する。3つ目は施工時および供用時の安全性の確保であり、日々進化する材料の特性を迅速に把握できる試験方法とのセットで安全性と施工合理性が確保できる設計手法を提案する。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではFRPロッドをコンクリート用緊張材として使用する際に必要となる機械式定着具の研究開発を行った。ロッドの表面にケイ砂を接着して摩擦力を補強した上でプラスチック製のくさび式定着具を直列に連結することによって、引張強度の約半分の定着力を確保できることを引抜き試験により確認した。また、金属製のくさび式定着具においても、ロッド表面を硬質接着剤で強化することによって定着具のサイズを小さくしながらもプラスチック製と同程度の定着力が確保できることが明らかとなった。ただし、定着部の外側で早期破断が生じる傾向が見られたことから実用にはさらなる改善が必要である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の化学的定着具では定着作業に１週間を要するが、これが工期が遅れる原因となるので、これまでFRPロッドはプレストレスト・コンクリートに使用されてこなかった。本研究の成果を踏まえて改善をはかり、機械式定着具を開発できれば、定着作業の時間が数分に短縮される。これによって新材料であるFRPが社会インフラにも広く使用できるようになり、高耐久で軽量な構造物を製作可能となる。これまで長寿命化が難しかった海洋構造物などへの適用が期待される。
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