2018 Fiscal Year Research-status Report
曲げ応力場における構造体コンクリートの耐久性評価および劣化予測システムへの展開
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17K06663
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
権代 由範 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00553520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 智己 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458)
月永 洋一 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (60124898)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コンクリート / 応力場 / 曲げ / 応力強度比 / 耐久性 / 耐凍害性 / スケーリング / 劣化進行速度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、構造体コンクリートに作用する応力と各種耐久性との直接的な関係を実験的に検証し、各部材に作用する応力レベルの違いが劣化進行速度に及ぼす影響を評価することで、より実環境に即した耐久性照査手法の確立に寄与しようとするものである。本研究課題では、特に、コンクリートに常時作用する曲げ応力を室内試験において再現する簡易システムを構築し、曲げ応力レベルの違いが各種劣化の進行速度に及ぼす影響の定量化を試みる。また、曲げ疲労と劣化の複合環境下での耐久性についても同様に評価し、各種曲げ応力作用下における劣化進行メカニズムの解明を目指す。
今年度は、昨年度に試作した応力導入システムにおける問題点の抽出と整理を行い、改良方法の検討を行った。試作型システムは、凍結融解試験等の耐久性評価に関係する予備実験を行った際、システム自体の構造上の特性から各種試験における取り回しが困難であり、加えて、耐久性評価に影響を及ぼすファクターが含まれる可能性が明らかとなった。さらに，試作したシステムにより応力を導入したコンクリートのクリープを評価するために経時的な歪挙動の計測を行った結果，コンクリート供試体の乾燥収縮やシステム自体の緩みによって，応力導入時の歪が減衰する可能性があることが明らかとなった。これらの不具合は，劣化進行のメカニズムを解明するうえで大きな障害となり得ることから，システムを構造から見直した改良型システムの考案、試作を進めている。また，これらのシステム構築と並行して，各種耐久性に影響を及ぼすコンクリートの組織的要因について検討を行った。特に，応力導入時の組織的変化に大きな影響を及ぼすと考えられるコンクリートの気泡組織については，化学混和剤の種類や量，振動締固め時間などの諸要因が及ぼす影響の把握を目的に，複数の供試体を作製し実験的な検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
交付申請書に記載した研究実施計画に従い、構造体コンクリートの応力解析や各種システムの検討や実験を進めてきた。しかし、今年度は、調合および作用応力レベルを変化させたコンクリート供試体を対象に促進中性化試験（JIS A 1152・JIS A 1153）、塩化物イオン浸透性試験（JSCE-K 524）、透過性試験（Torrent Permeability Test）、超音波伝播速度試験（NDIS-2416）および耐凍害性試験（RILEM CDF）を実施し、各種耐久性のマクロ的な評価および分析を行う予定であったが，昨年度に試作した応力導入システムに耐久性評価を行う上で重大な問題があることが明らかとなり、システム自体を大幅に見直す必要が生じたため，本格的な耐久性評価のフェーズに移行することができなかった。一方，コンクリートの応力導入による組織的変化を検討するうえで重要な要因と考えられる気泡組織に関する実験的検討においては，有益な知見が得られていることから、進捗状況の総合的な評価としては「やや遅れている」と判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初研究計画および実験方法等の評価と見直しを行うことを基本として、遅延のないよう研究を遂行してきたが、試作した応力導入システムの不具合が明らかとなり、当初計画通りに研究を遂行できない事態が生じている。問題となる応力導入システムは、本研究の中枢となるシステムであることから、最優先でシステムの改良に着手し、当初研究計画の軌道に修正する。今後の研究の推進方策としては、上記のシステムの改良に加え、今年度実施予定であった応力作用下における各種耐久性評価を並行して実施することで、耐久性評価にかかる期間の短縮を図る。これにより、相当数の実験を短期間で実施する必要が生じるが、試験体の作製や実験の実施において、研究協力者が所属する機関での分担を依頼するとともに、関連研究機関の設備の借用や実験補助者の雇用についても検討する。具体的な耐久性評価実験の内容としては、コンクリートの水セメント比および応力強度比を実験パラメーターとした促進中性化試験、塩化物浸透試験、透過性試験、超音波伝搬速度試験および耐凍害性試験の実施を検討しており、加えて、曲げ応力による疲労を受けたコンクリートや短期載荷履歴を受けたコンクリートを対象とした耐久性評価など、今年度当初計画に追加で実施する予定であった内容についても実施を検討している。各種耐久性のマクロ的な評価、分析の段階を早期に完了させ、再現実験や検証実験、応力場におけるミクロ的組織構造の変化に関する検討に着手する。
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| Causes of Carryover |
今年度は、コンクリートに応力導入するためのシステム構築は完了し、各種耐久性評価の段階に移行する予定であった。しかし、ほぼ完成形と思われたシステムの検証を行ったところ、耐久性評価に影響を及ぼすファクターが含まれる可能性や応力導入時の歪が経時的に減衰する可能性があることが明らかとなり、システムの改良を余儀なくされた。したがって、本来実施予定であった各種耐久性評価試験に着手することができず、これらの試験で使用する予定であった供試体の材料費や加工費、その他消耗品費などの経費が未使用のままとなった。加えて、研究成果の発表にかかる旅費や耐久性評価試験にかかる謝金を支出していない点も未使用経費の発生の一因となっている。
当該年度で未使用となった経費については、まず、改良の必要が生じた応力導入システムの試作や検証，量産にかかる経費として使用する。また，遅延している研究を当初の計画軌道上に修正するために、各種実験を並行して実施する必要があるが，そのためには他の関係研究機関への実験依頼が必要となり、設備の借用代金や謝金としての経費が必要となる。加えて、耐久性評価試験の実施自体に必要となる材料費や加工費、消耗品費なども使途として挙げられる。最終的には、研究成果の発表にかかる旅費の支出も想定される。
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Research Products
(2 results)
