鉄筋錆の膨張によるRC構造の損傷過程とその力学モデルに関する研究

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本研究では、鉄筋の錆がすでに発生しているRC構造中の錆による膨張圧と膨張ひびわれの力学的関係を詳細に調査し、それらが表現できるような力学モデルを提案し、その損傷度を解析的に把握し、適切な補強法を検討することをめざしている。得られた結果は以下を示す。1.腐食生成物としての薄い層を要素と考え、それに膨張として体積ひずみを与えることにより、腐食の膨張挙動をよく表すことができた。このモデルを用いて解析した結果、縦ひびわれ発生時の腐食量と腐食生成物の膨張率との関係が明らかとなった。2.ひびわれの進展状況の把握や膨張圧の推定を実験ならびに解析の両面から行った。(1)膨張圧の上昇期に卓越するひびわれは鉄筋間方向に入り、膨張圧はピ-クに達する。このひびわれ生成には鉄筋周辺の全体剛性が影響することから、このピ-ク値はかぶり厚の影響を強く受ける。(2)つぎに、ひびわれは底面あるいは側面のかぶり厚の小さい方向に進展し、やがてコンクリ-ト表面に達し、縦ひびわれとなる。したがって、そのかぶり厚さが膨張率に大きく影響する。(3)縦ひびわれ発生時およびそれ以降(縦ひびわれ幅拡大期)の膨張圧は、ほぼ100-120kgf/cm^2程度であることが求められた。(4)このような膨張圧とひびわれ状況から考えると、さびに関する点検は縦ひびわれ発生以後では遅すぎ、できれば鉄筋間ひびわれ発生以前に点検を実施するのが望ましいことがわかる。