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2013 年度 実績報告書

RCはりの性能に及ぼす収縮影響評価に関する耐久性力学の展開

研究課題

研究課題/領域番号 24246077
研究機関広島大学

研究代表者

佐藤 良一  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任教授 (20016702)

研究分担者 宮沢 伸吾  足利工業大学, 工学部, 教授 (10157638)
半井 健一郎  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10359656)
小川 由布子  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30624564)
丸山 一平  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40363030)
氏家 勲  愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (90143669)
河合 研至  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90224716)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード土木材料 / 鉄筋コンクリート / プレストレストコンクリート / 収縮 / クリープ / 過大たわみ / せん断強度 / 鉄筋腐食
研究実績の概要

市販の普通コンクリートを対象とし、収縮・膨張がRCあるいはPCの構造性能、耐久性能に及ぼす影響について①収縮の実用的算定式、②PC箱型断面張り出し桁のクリープ、収縮による過大たわみの予測、③載荷前の収縮と骨材の破砕値がRCはりの斜めひび割れ発生強度(Vc)におよぼす影響、④収縮によるかぶりコンクリート部の損傷と鉄筋腐食保護性能の評価、の観点から検討した。
①については、既往の部材寸法・乾燥開始材齢の評価モデルに骨材岩種の影響を表す係数αを取り入れ、収縮が大きく異なる2種類の硬質砂岩を用いたコンクリートの乾燥期間3年までの自己および乾燥収縮ひずみを予測する方法を提案した、②については、2007年制定土木学会示方書設計編の有効曲げ剛性式に断面内上下方向の収縮勾配を取り入れて拡張し、またひび割れた場合にも適用できる有効曲げ剛性を定式化し、月夜野大橋、河成橋の過大たわみおよびひび割れたPRC部材の長期たわみを予測し、実用的な予測式としての妥当性を検証した。③については、収縮は小さいが破砕値の大きい石灰石と収縮の大きさは一般的であるが破砕値の小さい石英粗面岩を用いたRCはりのせん断強度は、前者の場合後者より17%小さいことが明らかとなり、ひび割れのみに留意せず、安全性も考慮すべきことを提示した。また、有効高さ250mm、500mmの膨張RCはりのVcの予測精度は、載荷前の膨張の影響を取り入れた等価鉄筋比を考慮することにより向上することを示した。④については、海水浸漬-乾燥の繰り返し条件下の内部ひび割れが観察できるように工夫した両引き供試体では、載荷履歴、特に持続荷重の影響により腐食速度は極めて大きくなり、この一因として内部ひび割れ幅が広くなることを挙げている。しかし、腐食速度に及ぼす乾燥収縮の違いの影響は認められなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績の概要に記した自己収縮と乾燥収縮の簡易な予測式の提案、PC桁の過大たわみの実用性の高い予測式の定式化、収縮が小さい一方破砕値の大きい石灰石を用いたRCはりのせん断強度は普通骨材を用いた場合と比べ有意に低下することの実証ならびに膨張コンクリートはりに対する等価鉄筋比の適用性の検証、鉄筋腐食速度に及ぼす持続荷重の影響等にみられるように、概ね順調であると考えている。特に石灰石がせん断強度に及ぼす影響が大きいことや収縮・クリープに関連してPC桁の過大たわみの実用性の高い予測式を定式化しほぼ妥当な予測結果を得たことの意義は大きいと考えている。しかし、RCはりのせん断挙動解析ではひび割れ、最大耐力、初期剛性に対するコンクリートの収縮の影響については実験値を再現するに至らず今後の課題として残された。

今後の研究の推進方策

今後は、収縮についてはセメントの鉱物組成の観点から検討する。収縮がRCはりのせん断強度に及ぼす影響については、有効高さ1000mmの大型はりの場合も収縮による鉄筋ひずみが目標とする300μに達しつつあるので載荷試験を行い寸法効果の観点から検討を進める。収縮が鉄筋腐食に及ぼす影響については最も厳しい条件となる持続荷重下で塩分供給条件を変えて検討する。収縮がせん断強度に及ぼす影響解析では、圧縮部の軟化域がせん断耐力に及ぼす影響についての考慮の仕方が数値解析における最大耐力に影響を及ぼしていると考えられたため,圧縮せん断の考え方が取り入れやすい3次元剛体バネモデルを用いて検討する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] 長期有効曲げ剛性式によるPC箱桁橋の長期たわみ評価2013

    • 著者名/発表者名
      半井健一郎, 佐藤良一, 小川由布子, 河合研至
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 469,474

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 乾燥収縮がRCはりのせん断強度低下に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      兵頭彦次、中山紘紀、宮本和也、佐藤良一
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 643,648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ごみ熔融スラグ細骨材を用いたコンクリートの力学特性に対する養生条件の影響2013

    • 著者名/発表者名
      小川由布子、川村和正、半井健一郎、佐藤良一
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 1585,1590

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ごみ熔融スラグ細骨材を用いたプレストレストコンクリートはりのせん断特性2013

    • 著者名/発表者名
      浅井洋、太田誠二、佐藤良一、鈴木雅博
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 487,492

    • 査読あり
  • [雑誌論文] コンクリートの収縮問題と耐久性力学2013

    • 著者名/発表者名
      半井健一郎,丸山一平,下村匠,氏家勲,佐藤良一
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート

      巻: No.795 ページ: 11,16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 乾燥収縮の違いと内部ひび割れが鉄筋腐食に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      高本 直樹・森岡 卓也・氏家 勲・岡崎 慎一郎
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 1081,1086

    • 査読あり
  • [雑誌論文] コンクリートの乾燥収縮下における骨材の役割に関する解析的検討2013

    • 著者名/発表者名
      杉江和, 篠野宏, 丸山一平
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 625,630

    • 査読あり
  • [学会発表] コンクリートの体積変化に及ぼす粗骨材の影響2014

    • 著者名/発表者名
      栗原勇登、宮澤伸吾
    • 学会等名
      JCI関東支部栃木地区研究発表会
    • 発表場所
      栃木県小山工業高等専門学校
    • 年月日
      2014-03-05 – 2014-03-05
  • [学会発表] コンクリートの自己収縮予測式に関する一考察2014

    • 著者名/発表者名
      三品一弥、宮澤伸吾
    • 学会等名
      JCI関東支部栃木地区研究発表会
    • 発表場所
      栃木県小山工業高等専門学校
    • 年月日
      2014-03-03 – 2014-03-03
  • [学会発表] An Effective Flexural Stiffness Equation for Long Term Deflection of Prestressed Concrete with and without Cracks2013

    • 著者名/発表者名
      Sato Ryoichi, Nakarai Kenichiro, Ogawa Yuko and Kawai Kenji
    • 学会等名
      Proceedings of the ninth international Conference on Creep, Shrinkage and Durability Mechanics of Concrete
    • 発表場所
      Boston,MIT,USA
    • 年月日
      2013-09-23 – 2013-09-25
  • [学会発表] Experimental study on effect of internal cracking on corrosion rate of reinforcement in concrete2013

    • 著者名/発表者名
      Isao Ujike, Shinichiro Okazaki and Ryoichi Sato
    • 学会等名
      Proceedings of the ninth international conference on creep, shrinkage and durability mechanics
    • 発表場所
      Boston,MIT,USA
    • 年月日
      2013-09-23 – 2013-09-25
  • [学会発表] 高エーライトクリンカーを用いたフライアッシュセメントの諸特性2013

    • 著者名/発表者名
      垂石裕貴、宮澤伸吾、坂井悦郎、鯉渕清、二戸信和
    • 学会等名
      土木学会第68回年次学術講演会
    • 発表場所
      日本大学生産工学部津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • 年月日
      2013-09-04 – 2013-09-06
  • [学会発表] Goto Crackを視覚化する手法の提案とGoto Crackが透気性能に与える影響評価2013

    • 著者名/発表者名
      岡崎慎一郎,氏家勲,高本直樹
    • 学会等名
      土木学会第68回年次学術講演会
    • 発表場所
      日本大学生産工学部津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • 年月日
      2013-09-04 – 2013-09-06
  • [学会発表] ラチスモデルと損傷モデルによる異形鉄筋周辺の内部ひび割れの再現に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      田久智行,車谷麻緒,岡崎慎一郎,中畑和之
    • 学会等名
      土木学会第68回年次学術講演会
    • 発表場所
      日本大学生産工学部津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • 年月日
      2013-09-04 – 2013-09-06
  • [学会発表] Mecanical properties of prestressed ultrahigh strength concrete beams with a molten slag as fine aggregate2013

    • 著者名/発表者名
      Asai Hiroshi, Ohta Seiji, Sato Ryoichi and Suzuki Masahiro
    • 学会等名
      Proceedings of the Third International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2013-08-19 – 2013-08-21
  • [学会発表] Properties of Concrete with Blast-Furnace Slag Cement Made from Clinker with Adjusted Mineral Composition2013

    • 著者名/発表者名
      A. Yatagai, N. Nito, K. Koibuchi S. Miyazawa, T.Yokomuro and E. Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2013-08-19 – 2013-08-21
  • [学会発表] Properties of concrete containing a molten slag as fine aggregate2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Kazumasa, Ogawa Yuko, Macharia Martin Mwangi, Nakarai Kenichiro and Sato Ryoichi
    • 学会等名
      Proceedings of the First International Conference on Concrete Sustainability
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2013-05-27 – 2013-05-29
  • [学会発表] Structural performance of RC beams containing a molten slag as fine aggregate2013

    • 著者名/発表者名
      Nakarai Kenichiro, Kawamura Kazumasa, Ogawa Yuko and Sato Ryoichi
    • 学会等名
      Proceedings of the First International Conference on Concrete Sustainability
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2013-05-27 – 2013-05-29
  • [学会発表] Penetration resistance of chloride ion of ultra high strength concrete with roof tile waste aggregate2013

    • 著者名/発表者名
      Horikoshi Naoki, Adachi Kunihiko and Sato Ryoichi
    • 学会等名
      Proceedings of the First International Conference on Concrete Sustainability
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2013-05-27 – 2013-05-29
  • [学会発表] Goto Crackの可視化2013

    • 著者名/発表者名
      高本直樹、氏家勲、岡﨑慎一郎
    • 学会等名
      土木学会四国支部第19回技術研究発表会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2013-05-11 – 2013-05-11

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公開日: 2016-06-01  

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