非接触全視野ひずみ計測技術を用いたASR劣化によるRC鉄筋破断メカニズムの解明

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本研究は,アルカリ骨材反応による鉄筋破断メカニズムについて,非接触全視野計測法の1つであるデジタル画像相関法を活用し,連続的にその劣化現象を捉えて評価を試みるものである.本年度は,FEMへのモデル化ならびに鉄筋とコンクリート間の付着が鉄筋破断に及ぼす影響について実験的に検証した.異形鉄筋を配筋したコンクリートがASRによって膨張する際の鉄筋-コンクリート間の付着特性について実験を行い,膨張初期ではコンクリートの静弾性係数が大きく膨張の進行が遅いこと,膨張ゲルやひび割れの発生にともなう静弾性係数の低下によって異形鉄筋が受け持ちASRの引張力が増加することが明らかとなった.また,膨張が4000μに達するまで鉄筋-コンクリート間の付着が保持されることが明らかとなった.異形鉄筋の曲げ加工時において,節の形状が凸形状に近い異形鉄筋の節前方が節後方よりも大きな局所ひずみを生じていることが明らかとなった.また,FEMへのモデル化に際しては,異形鉄筋と鉄筋曲げ加工機との間の境界条件を明らかにすることにより,従来のFEMモデルよりもさらに実験結果を反映した成果が得られることが判明し,デジタル画像相関法が逆解析手法として有用であることが確認された.以上より,RC鉄筋の破断は鉄筋とコンクリート間の付着が十分な環境下で,曲げ加工により局所ひずみが卓越し脆性化した鉄筋節基部にASRの膨張による曲げ戻し力が作用し,加工硬化した同部に著大な曲げ戻し力が作用することが原因で発生することが明らかとなった.