若材齢コンクリートの拘束引張下における引張クリープ及び引張軟化特性に関する研究

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ACサーボを介したボールスクリュージャッキにより載荷する多機能型拘束変形試験機を新規開発した。拘束変形性能の多指標型評価値を得る目的から,試験機1台で多種の拘束変形試験が行えるようシステム化し,拘束率一定制御試験,歪率変動制御試験,応力緩和試験,一定荷重下クリープ試験,変動荷重下クリープ試験,載荷速度制御試験の複数試験をメニュー化した。ついで,繊維長さがミクロとマクロの短繊維を組合せ混合したハイブリッド・ファイバー・コンクリートHFCの流動性及び拘束収縮ひび割れ特性を実験的かつ理論的に検討した。まず,HFCの流動性については,ミクロ繊維はマトリックスの粘性に影響を及ぼし,その混入量が増加するとマトリックス粘性も強くなること,マトリックス粘性が弱い状況でマクロ繊維を多大に混入すると,マクロ繊維の材料分離を誘発し易くなるが,ミクロ繊維を若干混入しマトリックスの粘性を強めることで,マクロ繊維材料分離を解消できること,HFCのフレッシュ性状を体系化したスランプフロー・ダイアグラム評価法を提案し,ミクロ繊維とマクロ繊維の各混入量をパラメータとした余剰マトリックス膜厚とマクロ繊維材料分離抵抗係数によってHFCのフレッシュ性状が数値評価できたことを示した。このHFCの拘束収縮ひび割れ特性については,高引張応力一定クリープ挙動及び完全拘束時ひび割れ発生挙動は,ミクロ繊維の多量混入に伴う補強は,マトリックス内のミクロ繊維分散時の繊維間分散距離が小さくなるため,マトリックス系内の微細ひび割れ発生抑止に対する繊維架橋が有効に働き,その微細ひび割れ発生遅延結果が全体系の巨視ひび割れ抑止に至ることを明らかにした。マクロ繊維補強は,その混入量が少ないことで繊維間分散距離がかなり大きくなり,マトリックス系内の微細ひび割れ発生抑止に対する繊維架橋が行き渡らず無補強と同じ状況になったこと,ひび割れ発生抑止への繊維補強では,繊維混入量や繊維寸法と合わせて,マトリックス内の繊維分散状況が重要であることを明らかにし,繊維補強とひび割れ発生抑止の関係を定量化すべく,繊維補強時のマトリックス系内の拘束や拘束歪進行速度の程度は,余剰マトリックス膜厚の等高線で表現され,余剰マトリックス膜厚が小さくかつマクロ繊維量の多大なハイブリッド・ファイバー補強は,微細と巨視のひび割れ発生抑止に有効となりえることを示した。