簡易型試験体による連続繊維補強筋の付着割裂強度の把握

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簡易型試験体を、普通コンクリートを用いた螺旋巻カーボン繊維筋について9体、ガラス螺旋巻カーボン繊維筋3体、螺旋巻ガラス繊維筋9体、組紐状アラミド繊維筋3体、異形鉄筋30体、および軽量コンクリートを用いた試験体30体、総計84体製作し、主筋引抜による付着割裂実験を行った。変動因子としては、主筋の種類の他にコンクリートかぶり厚さを主筋径の1.5〜5.5倍に変化させている。また、測定項目は、引張荷重値および自由端側の主筋すべり量とした。実験の結果、局所の付着割裂強度および周辺コンクリートに対する主筋の相対すべり量には主筋のヤング係数の影響はほとんどなく、両者ともかぶり厚さを主筋径で除した値の1次式で表せることが明らかとなった。特に、局所の付着割裂強度は、主筋周辺のコンクリートを内圧を受ける厚肉シリンダーに見立て、引張応力がコンクリートの割裂強度に達したときの内圧から求められる付着応力度計算値と良い対応を示した。また、局所のすべり量が主筋のヤング係数と関係なく定まることから、付着長が長い場合、主筋の伸び量は主筋の受ける応力が同一ならばヤング係数(E)の逆数に比例するため、鉄筋(E=210GPa)の場合の付着応力を有効に担う区間の長さを1とすれば、ガラス繊維筋(E=31GPa)で0.15、カーボン繊維筋(E=89GPa)で0.42となることがわかる。なお、組紐状アラミド繊維筋については、他の螺旋巻繊維筋と比較してすべり量が10倍程度大きく、組紐状の場合付着割裂のメカニズムが大きく異なることも明かとなった。