鋼材腐食を伴うコンクリート構造物の力学性能の経時変化予測システムの開発

开发用于预测钢腐蚀混凝土结构机械性能随时间变化的系统

• 批准号: 14750386
• 负责人: 下村 匠
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750386/
• 关键词: 塩害; 鉄筋腐食; 腐食ひび割れ; 補修補強; 連続繊維シート; 塩化物イオン; 曲げひび割れ; 引張剛性; 塩化物イオン拡散係数

本研究は,コンクリート中の鉄筋腐食による構造物の性能劣化過程を,数値解析により統一的に予測するシステムの構築を目的として行った.塩化物イオン等の鋼材腐食促進物質の侵入から,鉄筋腐食の開始,腐食ひび割れの発生,耐荷性能(荷重作用下における変形・破壊性状)の低下に至る全段階を研究範囲とし,実験,モデル化,統合プログラムへの組み込みを行った.本研究において,以下の成果を得た.1)曲げひび割れ,乾湿繰返しの影響を考慮できるコンクリート中の塩化物イオン移動解析法を構築した.模擬曲げひび割れを有する鉄筋コンクリート供試体の屋外促進暴露試験を180日間行い,鉄筋に沿った塩化物イオンの濃度を測定し,解析結果と比較した.2)コンクリート中の鉄筋を電食により強制的に腐食させる実験を行った.鉄筋の腐食量とコンクリート表面の腐食ひび割れ幅の関係について,軸方向の不均一性を考慮して定量化を行った.内部鉄筋が腐食した鉄筋コンクリート部材の一軸引張試験を行い,鉄筋の腐食量および腐食ひび割れの有無を実験変数として,腐食鉄筋およびコンクリートの引張剛性を定量化した.3)コンクリートに連続繊維シートを接着した場合の遮塩効果を,通電試験により定量評価する方法を提案した.実験結果と数値解析を併用することにより,連続繊維シートとエポキシ接着樹脂の塩分拡散係数を同定する方法を提案した.4)腐食ひび割れが生じた鉄筋コンクリートに連続繊維シートを接着することにより,外部補強材としての補強効果だけでなく,コンクリートの引張剛性を回復させる効果があることを実験的に明らかにした.鉄筋コンクリート構造の力学性能の経時変化予測システムに上記の知見を導入した.今後も研究を続け,プログラム中に用いている各種の計算モデルの改良を行い,システム全体を発展させる予定である.

The purpose of this research is to analyze the performance degradation process of structures during the corrosion of iron tendons in the tunnel and build a unified prediction system for numerical analysis. The study on the invasion of corrosion promoting substances such as iron compounds, the initiation of corrosion of iron reinforcement, the development of corrosion and corrosion resistance, and the reduction of load resistance (deformation and fracture behavior under load) to the whole stage. The following results were obtained in this study: 1) The influence of moisture and humidity on the structure of chemical shift analysis method. In the simulation curve, the concentration of iron and steel compounds in the outdoor promotion exposure test of the test sample was measured at 180 days, and the analytical results were compared. 2) The corrosion of iron and steel in the test sample was carried out under the stress of electric corrosion. The relationship between the amount of corrosion and the amplitude of corrosion on the surface of iron tendon is considered, and the heterogeneity in the axial direction is considered. 1-axis tension test of internal reinforcement corrosion steel reinforcement steel The result is that the dispersion coefficient of the bonding resin is equal to that of the bonding resin, and the tensile strength of the bonding resin is equal to that of the bonding resin. Time varying prediction of mechanical properties of iron tendon structures In the future, we will study and improve the calculation of various kinds of parameters in the system, and develop the system as a whole.

项目成果

笠原裕子, 下村 匠, Y CHENNA: "連続繊維シート接着によるコンクリート中への塩分侵入抑制効果の定量評価"コンクリート工学年次論文集. 25巻,1号. 311-316 (2003)

Yuko Kasahara、Takumi Shimomura、Y CHENNA：“连续纤维片粘附力抑制盐侵入混凝土效果的定量评估”，《混凝土工程年报》第 25 卷，第 1. 311-316 期（2003 年）。

下村 匠, 笠原裕子: "連続繊維シートによるコンクリート構造物の補修補強機構のモデル化"応用力学論文集. 6巻. 1157-1168 (2003)

Takumi Shimomura、Yuko Kasahara：“使用连续纤维板对混凝土结构的修复和加固机制进行建模”应用力学杂志，第 6 卷，1157-1168（2003 年）。

T.Shimomura, K.Maruyama: "Numerical Simulation of Performance of Concrete Structures as a Function of Service Time"Proceeding of the International Conference on Advances in Structures (ASSCCA'03). (発表予定). (2003)

T.Shimomura、K.Maruyama：“混凝土结构性能作为服务时间函数的数值模拟”国际结构进展会议记录（ASSCCA03）（预定报告）。

岡崎 雅弘, 下村 匠, 松尾 洋: "鉄筋軸方向の非一様性に着目したコンクリート中の鉄筋腐食と腐食ひび割れ幅に関する検討"コンクリート工学年次論文集. 25巻,1号. 857-862 (2003)

Masahiro Okazaki、Takumi Shimomura、Hiroshi Matsuo：“以钢筋轴向不均匀性为中心的混凝土中钢筋腐蚀和腐蚀裂缝宽度的研究”，《混凝土工程年报》第 25 卷，第 1. 857-862 期（2003 年）。 ）

T.Shimomura, H.Kasahara, M.Okazaki: "Effectiveness of continuous fiber sheet in strengthening of reinforced concrete member with rebar corrosion"Proceedings of the JCI International Symposium on Latest Achievement in Technology and Research on Retrofittin

T.Shimomura、H.Kasahara、M.Okazaki：“连续纤维片材增强钢筋腐蚀钢筋混凝土构件的有效性”JCI国际改造技术与研究最新成果研讨会论文集