2015 年度実績報告書

塩害環境下で疲労を受けるRC構造物に対する耐久性評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号	26709032
研究機関	東京大学
研究代表者	松本浩嗣東京大学, 生産技術研究所, 講師 (10573660)
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード	物質移動モデル / 剛体ばねモデル
研究実績の概要	平成27年度は、前年度までに開発した物質移動－力学挙動連成解析モデルに対して、腐食に伴う膨張ひずみを鉄筋要素に導入する手法を開発した。具体的には、鉄筋要素とコンクリート要素の界面に「腐食生成物要素」を新たに導入し、鉄筋の腐食量から算出される膨張ひずみを初期ひずみとして解析に入力するシステムを構築した。電食試験による鉄筋腐食とかぶりコンクリートのひび割れ性状に関する既往の実験に対して、本モデルによる再現解析を実施した。その結果、かぶり厚の変化に伴うひび割れパターンの変化を良好に再現できることを確認した。また、腐食が発生した鉄筋コンクリートの力学性状に対する再現性を確認するため、腐食導入後の異形鉄筋の引抜き性状に対する再現解析を併せて実施した。その結果、腐食ひび割れの発生でかぶりコンクリートの拘束効果が低減されることにより、異形鉄筋の引抜き強度が低下することが解析で再現可能であることがわかった。
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平成27年度は本研究期間3年のうちの2年目であるが、本研究での主な開発項目である「物質移動モデルの開発と力学挙動との融合」「腐食膨張モデルの導入」「鋼材腐食反応モデルの導入」のうち、2つを完成させることができた。「腐食膨張モデル」は、既存のモデルに如何に鉄筋腐食を新たに組み込むかが成功の鍵であることを考えると、腐食後の力学性状が再現可能であることを確認できたことは、目標達成に向けて着実に進んでいるものと評価できる。以上から、「(2)おおむね順調に進展している。」とした。
今後の研究の推進方策	最終年度である平成28年度は、鉄筋腐食を受けたRC構造物の構造性能評価を目指す。具体的には、前年度までに開発した「物質移動モデル」と「腐食膨張モデル」に加えて、「鋼材腐食反応モデル」を開発し、解析システムに実装する。「鋼材腐食反応モデル」は、鋼材表面の塩化物イオン濃度履歴を用いて、腐食反応式からその時点での腐食生成物の量を求めるものである。このモデルの開発にあたっては、既往の化学ポテンシャルに基づくモデルを参考にする予定である。求めた腐食生成物の量は、鉄筋の膨張ひずみに変換され、「腐食膨張モデル」に使用される。以上までの開発により、飛来塩分と力学作用を同時に受けるRC構造物の鉄筋腐食の進行過程および損傷過程を、時間軸上で再現する解析システムが完成する。最終的には、本解析システムにより塩害環境下で力学作用を受けるRC構造物の耐久性評価を試みる。
次年度使用額が生じた理由	成果発表のための旅費を計画当初よりも多めに確保する必要があると判断したため
次年度使用額の使用計画	国際会議（海外）での成果発表に要する旅費に充てる。予定している渡航の回数は2回で、1回につき約250,000円の旅費を想定している。