火災時におけるコンクリートの爆裂メカニズムの解明と爆裂評価手法の提案

• 研究課題/領域番号: 25420459
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 群馬大学
• 研究代表者: 小澤 満津雄 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (80313906)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: コンクリート / リング拘束試験 / 爆裂 / 耐火性 / 爆裂評価試験 / リング拘束供試体 / 蒸気圧 / 熱応力 / PP繊維 / 養生期間 / 含水率 / リング拘束試験体 / 圧縮破壊 / 引張ひずみ破壊 / 火災 / 水蒸気圧計測方法

研究成果の概要

鉄筋コンクリート構造物が火災を受けると，表層部が爆発的に剥離・剥落するいわゆる爆裂現象が生じる。コンクリートが剥落すると内部鉄筋は露出し高温により品質は大きく低下する。このことから，爆裂はコンクリート工学における重要な研究テーマとなっている。本研究では、コンクリートの火災時の爆裂試験としてリング拘束試験を提案した。本手法は拘束環境下におけるコンクリートの爆裂性状を評価できる。併せて、蒸気圧と熱応力を測定し爆裂のメカニズムを検討した。その結果、爆裂が発生時期の蒸気圧が急激に上昇し熱応力も上昇することが確認できた。

研究成果

• [国際共同研究] 忠南大学(韓国)
• [雑誌論文] 引張ひずみ破壊モデルを適用した火災時のコンクリートの爆裂解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 明石孝太，小澤満津雄，藤本謙太郎，鎌田亮太
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 38
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 火害損傷を受けたコンクリートの塩化物イオンの見かけの拡散係数による耐久性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鉄羅健太，小澤満津雄，迫井裕樹，藤本謙太郎
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 38
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 火害を受けたコンクリートのけい酸塩系表面含浸材による補修効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本哲，小澤満津雄，鎌田亮太，谷辺徹
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 38
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] リング拘束試験方法における高強度コンクリートの爆裂性状に及ぼ す養生期間の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌田 亮太、小澤 満津雄、明石 孝太、谷辺 徹
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 38
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 拘束リング試験法を適用した超高強度繊維補強コンクリートの爆裂深さの推定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷辺 徹, 小澤 満津雄, 鎌田 亮太, 内田 裕市
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: Vol.36 ページ: 1336-1341
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 拘束リング試験方法によるコンクリートの爆裂性状の解析的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石塚 遼、小澤 満津雄, 谷辺 徹、鎌田 亮太
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: Vol.36 ページ: 1342-1347
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of various fibres on high-temperature spalling in high-performance concrete (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuo Ozawa,Hiroaki Morimoto
  • 雑誌名: Construction and Building Materials 巻: 71 ページ: 83-92
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AE法に基づくコンクリートの爆裂発生過程の評価に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎 佑磨，小澤 満津雄，内田 慎哉，谷辺 徹，岡本 亨久
  • 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: 14 ページ: 101-106
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 高温環境下での高強度コンクリートの耐爆裂性評価における爆裂発生指標の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷辺 徹, 小澤 満津雄, 鎌田 亮太, 内田 裕市, 六郷 恵哲
  • 雑誌名: 土木学会論文集E2（材料・コンクリート構造） 巻: 70 号: 1 ページ: 104-117
  • DOI: 10.2208/jscejmcs.70.104
  • NAID: 130004559874
  • ISSN: 2185-6567
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温環境下における天然繊維を添加した高強度コンクリートの爆裂抑制効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小澤満津雄、森本博昭
  • 雑誌名: 土木学会論文集E2（材料・コンクリート構造） 巻: 69 号: 3 ページ: 324-336
  • DOI: 10.2208/jscejmcs.69.324
  • NAID: 130004962057
  • ISSN: 2185-6567
  • 査読あり
• [学会発表] 引張ひずみ破壊モデルを適用した火災時のコンクリートの爆裂解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 明石孝太
  • 学会等名: セメント技術大会
  • 発表場所: ホテルメトロポリタン(東京都豊島区西池袋)
  • 年月日: 2016-05-10
• [学会発表] AE法に基づくコンクリートの爆裂発生過程の評価に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎 佑磨
  • 学会等名: 日本材料学会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2014-10-31
• [学会発表] 拘束リング試験法を適用した超高強度繊維補強コンクリートの爆裂深さの推定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷辺 徹
  • 学会等名: 日本コンクリート工学会
  • 発表場所: 香川県高松市
  • 年月日: 2014-07-09 – 2014-07-11
• [学会発表] 拘束リング試験方法によるコンクリートの爆裂性状の解析的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小澤 満津雄
  • 学会等名: 日本コンクリート工学会
  • 発表場所: 香川県高松市
  • 年月日: 2014-07-09 – 2014-07-11
• [学会発表] 拘束リング試験法を適用した爆裂評価手法のリング標準化に関する実験的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷辺 徹, 小澤 満津雄, 鎌田 亮太, 六郷 恵哲
  • 学会等名: 日本コンクリート工学会
  • 発表場所: 名古屋