鉄筋コンクリート造構造体の高温環境下における挙動の包括的観測技術の開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03345
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 兼松 学 東京理科大学, 理工学部建築学科, 教授 (00312976)
• 研究分担者: 高村 正人 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00525595) ; 鈴木 裕士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, リーダー (10373242) ; 西尾 悠平 東京理科大学, 理工学部建築学科, 助教 (20793334) ; 土屋 直子 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (60646636) ; 西村 昭彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉国際共同研究センター, 研究主幹 (90370452)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 鉄筋コンクリート / 付着評価 / 中性子回折法 / 中性子イメージング / 耐熱FBGセンサ / 高温

研究実績の概要

本研究では、RC部材のこれら高温環境下挙動の包括的観測技術の開発を最終目的とし、2019年度は、①耐熱FBGひずみセンサの開発、②中性子イメージングに拠る高温履歴を受けた鉄筋コンクリートの変形測定技術および断面CT観察技術の開発、中性子回折法による高温履歴を受けた鉄筋応力測定技術の開発、③中性子イメージングによる高温下物質移動測定技術の開発、・高精度化を行った。
①耐熱FBGセンサの開発においては、研究分担者の西村らが開発した耐熱FBGセンサの鉄筋コンクリート試験体へのインストール方法の検討を継続し、最終的に鉄筋コンクリート中の鉄筋ひずみの測定が可能であることを確認した。加えて、耐熱FBGセンサの実証性の確認実験を新設の実構造物で行い、安定性を確認するとともに温度補正方法の確認を行った。
②J-PARC(大強度陽子加速器施設／日本原子力研究開発機構) RADEN(パルス中性子イメージング装置)を利用し、中性子イメージングCT技術を利用し、高温履歴を受けた鉄筋コンクリートの断面観察を行い、鉄筋近傍における損傷状況確認、水和生成物の破壊・再水和の状況を測定可能であることを確認した。また、ガドリニウムマーカに拠る鉄筋コンクリート試験体の組織変形測定技術を開発し、FEM解析との連成技術の開発を行った。加えて、同試験体を用い、JPARC TAKUMI(中性子工学回折装置)により、載荷時の鉄筋応力の完全非破壊測定による鉄筋の付着損傷の評価を行い、さらにRADENによる損傷観察状況と包括的に比較検証可能であることを示した。
③KUR(京都大学研究用原子炉／京都大学複合原子力科学研究所)において、鉄筋コンクリート試験体の加熱・爆裂現象の中性子イメージング実験を実施し、高温加熱下における爆裂挙動の測定、特に水分移動を核とする物質移動、微細ひび割れを含む破壊挙動の測定が可能であることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 受熱した鉄筋コンクリートの付着強度に及ぼす再水和の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮部あづさ， 小山拓， 西尾悠平， 鈴木裕士， 兼松学
  • 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: 19 ページ: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中性子トモグラフィーを用いた受熱後再養生を施した鉄筋コンクリートの可視化に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小山拓，宮部あづさ，小林謙祐，上野一貴，西尾悠平，兼松学，鈴木裕士
  • 雑誌名: 日本建築学会大会学術講演梗概集 巻: A-1 ページ: 155-156
• [雑誌論文] 高温加熱を受けた鉄筋コンクリートの付着強度に及ぼす再水和の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮部あづさ， 西尾悠平， 小山拓， 兼松学
  • 雑誌名: 日本建築学会大会学術講演梗概集 巻: A-1 ページ: 147-148
• [雑誌論文] 高温加熱を受けたコンクリートの受熱温度推定に加熱時間・冷却方法が与える影響について (2019)
  • 著者名/発表者名: 西尾悠平，兼松学
  • 雑誌名: 日本建築学会大会学術講演梗概集 巻: A-1 ページ: 67-68
• [雑誌論文] 中性子イメージングを用いた高強度コンクリート内部の脱水に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小山拓，西尾悠平，伊藤大介，兼松学
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 41 ページ: 1013-1018
  • 査読あり