アルカリシリカ反応による劣化を受けるコンクリート構造物の維持管理シナリオの構築

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22246059
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宮川 豊章 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80093318)
• 研究分担者: 小林 孝一 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20283624) ; 上田 隆雄 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (20284309) ; 服部 篤史 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30243067) ; 黒田 保 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30263487) ; 久保 善司 金沢大学, 環境デザイン学系, 准教授 (50324108) ; 森川 英典 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70220043) ; 山本 貴士 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70335199)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: アルカリシリカ反応 / 維持管理シナリオ / 鉄筋破断 / 耐荷性能 / 補修・補強 / 電気化学的補修工法 / 磁気法 / 有限要素解析

研究概要

本申請課題では，ASRにより劣化したコンクリート構造物の安全性能を明らかにするとともに，鉄筋が破断した場合を含めた耐荷性能に問題が生じる状況下での補修・補強ならびにこれらの対策適用後の維持管理も含めた総合的な維持管理シナリオの作成を目指す．以下に，本年度の検討において得られた主な成果を示す．
(1)ASR促進劣化RC供試体の載荷試験により，劣化状態を考慮した上で力学的性能を評価するとともに，3次元FEM解析を実施した．その結果，アルカリ添加物，曝露条件によりASR供試体の性能が異なること，付着ひび割れによりせん断耐荷機構が変化すること，熱ひずみ入力によりASR膨張を模擬することによりFEM解析の結果が実験結果に近似することを明らかにした．
(2)主鉄筋やせん断補強筋の有無により，膨張量や膨張の仕方が異なることが分かった．また，ASR劣化によってせん断補強筋がない供試体ではせん断耐力が向上した．あと施工アンカー式補修には一定の効果は見られたが，後施工によって注入したモルタルと母体との付着力が低下し，せん断破壊を完全に防ぐことはできなかった．
(3)アルカリシリカ反応が原因と考えられるコンクリート構造物中の鉄筋破断に対する非破壊検査の一つの手法である磁気法の適用性について検討を行った．鉄筋位置の測定誤差の影響，セパレータの影響，鉄筋ピッチの影響について，実験およびFEMによる解析により検討した．
(4) ASR膨張抑制効果を期待して，リチウム塩含有電解液からコンクリート中に電気化学的にリチウムを供給することを試みた．この結果，特にLi2CO3の電解液で温度を40℃とした場合にリチウムの浸透が大きく，通電後のASR膨張は無通電の場合よりも抑制された．

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24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] Study on Shear Behavior of deteriorated RC Beams due to Alkali-Silica Reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Jian Wang and Hidenori Morikawa
  • 雑誌名: Proceedings of the 37th Conference on Our World in Concrete & Structures 巻: CD-ROM
• [雑誌論文] 磁気法片面診断による隅角部の複数本の鉄筋を対象とした破断検出の適用性と簡易化に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 辰彦，寺澤 広基，廣瀬 誠，服部 篤史,河野 広隆
  • 雑誌名: コンクリート構造物の補修，補強，アップグレードシンポジウム 論文報告集 巻: 第12巻 ページ: 375-380
  • 査読あり
• [雑誌論文] ASR劣化したRC部材のせん断耐荷性能および後施工型鉄筋によるせん断補強効果に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福嶋孝啓，小林孝一，六郷恵哲
  • 雑誌名: コンクリート構造物の補修，補強，アップグレードシンポジウム 論文報告集 巻: 第12巻 ページ: 495-502
  • 査読あり
• [雑誌論文] EFFECT OF ELECTROCHEMICAL PENETRATION OF LITHIUM IONS ON CONCRETE EXPANSION DUE TO ASR (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Ueda and Akira Nanasawa
  • 雑誌名: Proc. of the 14th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction in Concrete 巻: Vol.1 ページ: CD-ROM
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bond Performance between ASR Affected Concrete and Reinforcement (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ishikawa, Takashi Yamamoto, Satoshi Takaya and Toyo Miyagawa
  • 雑誌名: Proc. of Symposium on Concrete Structures for Sustainable Comminity 巻: Vol.1 ページ: 557-560
  • 査読あり
• [学会発表] Non-destructive Testing Method for Corner Rupture of Multiple Steel Bars in Concrete by Magnetic Flux Density from One Surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiko Suzuki, Koki Terasawa, Makoto Hirose, Atsushi Hattori, Toshiyuki Ishikawa and Hirotaka Kawano
  • 学会等名: Twenty-fifth KKCNN Symposium on Civil Engineering
  • 発表場所: Busan, KOREA
  • 年月日: 20121022-20121024
• [学会発表] ASRによるケミカルプレストレスがRC部材のせん断耐荷機構に及ぼす影響に関する解析的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 王健，森川英典
  • 学会等名: 平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20120609-20120609