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．

The structure of the civil engineering system is in operation. The shape memory alloy may be used to study the shape memory. The temperature is very close to the temperature range of Cu-Al-Mn alloys. When the temperature is in the temperature range of 200 ℃, it is necessary to make use of the temperature control system. Cu-Al-Mn and Cu-Al-Mn-Ni alloys operate at 200 ℃. The temperature at room temperature is at low temperature. The temperature at room temperature is at low temperature. This is not true in terms of temperature, temperature Under the normal force, the Inca force is low, and the complex number is responsible for the increase of the temperature. Compared with the high pressure, the maximum value of 6.4% is higher than that of the maximum of 6.4%. Inca high temperature temperature monitoring temperature monitoring temperature response temperature response time cycle generation cycle time cycle time cycle generation cycle time cycle time cycle generation cycle cycle time cycle generation cycle time cycle As a result, there is a difference between the two parts of the material, which can be used in the material of the alloy. The results show that the shape memory can be used in the material of the alloy, and the shape memory of the alloy can be processed by the method of computer. The working method is fixed, the end of the pill stick is manufactured, and the end of the plate is fixed.