配筋作業の省力化を可能にするSFRC杭と耐荷力保証のためのX線自動検査システム

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研究代表者らは，杭体への適用を念頭に，曲げモーメントは軸方向鉄筋により負担させる一方で，せん断ひび割れの発生と進展の抵抗に鋼繊維を利用し，せん断補強鉄筋の代替とする検討を試みている．2021年度には，実験室内で小型モーターを用いた遠心成形装置を製作し，コンクリートの配合や遠心成型時の回転速度や回転時間が鋼繊維の配向に及ぼす影響などの基礎検討，および，同定された最適な条件で製作したSFRC杭のせん断実験を行った．その結果，鋼繊維量の変化に対するせん断強度の増加割合は，既往のSFRC部材の曲げ実験で得られた終局曲げモーメントの増加割合よりも相当に大きいものであり，鋼繊維はせん断補強鉄筋の代替として用いる方が効果的であることを確認した．しかし，2021年度のSFRC杭の実験では，トルクモーターを使用しており，そのトルク性能の限界から杭体の直径は154 mmに固定されており，また，コンクリートパイルの製造に用いられる実機を用いた遠心成形工法とはコンクリートの投入法や遠心力の与え方が異なっている．そこで，2022年度の研究では，直径200 mmと350 mmのSFRC杭をパイル工場内の実機を用いて製造した．まず，X線撮影を行いながら，鋼繊維を部材軸直角方向に配向させる条件（鋼繊維形状や遠心成形法）を整理した．次いで，せん断実験を行い，鋼繊維の有無や杭径がせん断強度に及ぼす影響を検討し，鋼繊維によるせん断補強鉄筋の代替可能性を検討した．特に，SFRC部材では，鋼繊維の効果によりせん断ひび割れが分散して発生するため，鋼繊維を使用しない通常のRC部材に比べて，寸法効果の影響が低減される可能性が指摘されている．本研究でも杭径によるせん断強度の違いを考察し，SFRC杭における寸法効果の基礎資料を得た．