構造物の耐久性を飛躍的に向上させる新材料を用いたプレストレス導入法の開発

开发使用新材料的预应力引入方法，可显着提高结构的耐久性

• 批准号: 22K18819
• 负责人: 藤倉 修一
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18819/
• 关键词: プレストレス; 形状記憶合金; マルテンサイト変態; ヒステリシス; コンクリート部材; プレストレス導入; 耐久性向上; コンクリート構造物

土木構造物におけるプレストレス導入を可能にする形状記憶合金の開発研究を行った．変態温度ヒステリシスが広い形状記憶合金としてCu-Al-Mn系合金に着目した．200℃付近の温度域で時効処理を施すことでベイナイト変態が生じることがわかっているため，これを利用することで，変態温度ヒステリシスを拡大することが可能と考えられる．そこで，Cu-Al-Mn及びCu-Al-Mn-Ni合金を作製して200℃時効を行い，時効時間とマルテンサイト変態温度の関係を調査した．時効処理によりベイナイト変態が生じることでマルテンサイト変態温度が低下し，変態ヒステリシスが増大することが確認できた．これらの実験結果を解析することでベイナイト変態の活性化エネルギーを算出することができ，温度と時間をパラメータとした時効条件の推定ができるようになった．さらに，ベイナイト変態させたCu-Al-Mn合金単結晶を作製し，様々な応力下での変態挙動を調査した．印加応力が低い場合，複数のマルテンサイトバリアントが生成して大きな可逆歪は得られなかったが，比較的高い応力下では，最大で6.4%の大きな回復歪が得られた．また，印加応力が高いほど変態温度ヒステリシスが増大する傾向が見られた．時効時間が長くなりベイナイト変態が過度に進行すると，変態温度ヒステリシスは増大するが形状回復歪は低下した．以上より，Cu-Al-Mn合金において適切な時効時間で生成するベイナイト変態を利用することで，プレストレス導入に有効な，ヒステリシスの広い形状記憶合金が開発できる可能性を見出すことができた．開発した形状記憶合金をコンクリート部材中に用いて，プレストレス導入効果を検証するための，実験方法に関する検討を行った．形状記憶合金を丸棒形状に加工し，定着工法については，丸棒両端部を転造ねじ加工し，ナットによって定着版を端部に取り付けることとした．

It is possible to introduce the civil engineering structure into a shape memory alloy and conduct research on the development of shape memory alloys. The state temperature of the state temperature is the shape memory alloy and the Cu-Al-Mn based alloy. 200℃ is close to the temperature range of the aging treatment.ため, これをutilization することで, 変state temperature ヒステリシスを大することがpossible とtest えられる.そこで, Cu-Al-Mn and びCu-Al-Mn-Ni alloys were produced and aged at 200℃, and the relationship between aging time and state temperature was investigated. Aging treatment The temperature of the state is lowered, and the state of the state has increased, and the state has been confirmed. Analysis of the results of the analysisことができ, temperature and time をパラメータとしたaging conditions のestimation ができるようになった．さらに, ベイナイト変state させたCu-Al-Mn alloy single crystal を production し, 様々な での変state 挙动をinvestigationした. When the Inca power is low, plural のマルテンサイトバリアントが generates して大きな reversible distortion.られなかったが, the relatively high い応力下では, the maximum 6.4% of the large の大きなreply to the skewed られた．また, the Inca power is high and the state temperature is high and the temperature is high. The aging time is longer, the state of the state is too high, the state of the state is too high, the state of the state is too low, the state of the state is too low, and the state of the state is too low. Above, the Cu-Al-Mn alloy is suitable for the aging time and is used for the generation and utilization of the aging time. The introduction of プレストレス is valid, and the possibility of ヒステリシスの広いshape memory alloy is open and the possibility is すことができた. Developed shape memory alloy をコンクリート parts and materials, いて, プレストレス Import effect を検证するための, 実験 method に关する検 Discussion を行った. The shape memory alloy is processed into the shape of the pill rod, the fixing method is used, and the end of the pill rod is used It is made by processing, and it is fixed and fixed at the end.