定着機構を有する連続炭素繊維補強材を用いたプレストレストコンクリート部材の開発

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現在,多くの社会基盤構造物は,劣化や損傷が見られ,維持管理に多額のコストが必要とされている.鉄筋コンクリート(RC)構造物においては,鉄筋の腐食・膨張によるコンクリート片の剥落,プレストレストコンクリート(PC)構造物においても,緊張材(PC鋼材)や定着具の腐食,グラウトの施工不良などが問題視されている.そこで研究代表者は,鉄筋に替わる新素材(繊維強化プラスティック:FRP)のコンクリート部材への適用性について,数年前から研究を進めている.炭素繊維強化プラスティック(CFRP)は,比重1.6と軽量で高い比強度(鉄筋の15倍)を有するが,高価であるため建設市場にはあまり普及していないのが現状である.そこで,安価でかつ付加価値(付加機能)をつけて,従来品と差別化し得るCFRPロッドの開発を目標に,数年前から本大学の知能機械工学科と共同で「CFRPロッド作成(自動配筋)ロボット」の開発研究を行い,並行して同ロボットで作成したCFRPロッドを用いたコンクリート部材の開発研究も進めてきた.本研究期間では,[1]CFRPロッドの緊張材としての適用,[2]定着具を必要としない緊張材の創生,の大きく2つの特徴のあるCFRPロッドの開発および同ロッドのPCはりへの適用について検討した.本ロッドの基礎的な力学的特性(引張強度,U型アンカーの定着力など)'を明らかにして,同ロッドを用いたPC部材の破壊試験を行い,その力学的挙動を把握し設計法を提案した.