【研究分野】土木材料・施工・建設マネジメント

【研究領域課題番号】15206051 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

維持管理 / 非破壊検査 / 環境条件 / 劣化診断 / モータリング / 補修 / モニタリング / 補修・補強

【研究成果の概要】

本研究では,特に,構造物の劣化および再劣化に多大な影響を及ぼす環境作用を定量的に評価することで境界条件を明確とし,この結果に基づいたコンクリート構造物の補修システムを開発することを目的としている。さらに,再劣化のメカニズムを明らかとすることにより,構造物の部材,部位に応じた補修工法,補修範囲の選定が適切に実施することが可能となる高機能なシステムを開発した。
(1)環境条件のモデル化
環境条件のシミュレーションとして,都市キャノピーモデルを組み込んだメソスケールモデルによる関東地方の都市気候解析を実施し,その妥当性の検証を行った。
(2)物質移動のモデル化
ひび割れを有するコンクリート構造物の塩化物イオンの移動現象のモデル化を実施し,実験結果との比較により妥当性を検証した。さらに,コンクリートの透水機構を実験的に解明した。
(3)構造物の劣化度の定量的評価
コンクリート構造物の劣化診断プログラムの開発をした。目視点検の入力データから,構造物の劣化原因,劣化程度の推定,第三者影響度の評価,詳細点検方法の提案を専門家の代わりにシステムが行い,診断結果は画面上に表示されるだけではなく,デジタル文書として出力することも可能である。
(4)補修システム
断面修復は,劣化部分のコンクリートを削除して,特殊材料で修復する最もポピュラーな工法である。実際の現場にて想定される状況を再現し,暴露試験を行った結果,補修部と未補修部間における鉄筋がマクロセル腐食により,早期に腐食される現象が確認された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】50,570千円 (直接経費: 38,900千円、間接経費: 11,670千円)

【研究分野】土木材料・力学一般

【研究領域課題番号】14205064 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

維持管理システム / 拡散係数 / 電気泳動法 / 塩害 / 中性化 / アルカリ骨材反応 / 複合劣化 / AE法 / 維持・管理 / 補修・補強 / モニタリング / 劣化 / 塩化物イオン / AE / 非破壊試験

【研究成果の概要】

構造物の維持管理システム構築に必要な要素技術の向上を目指す研究を行うとともに、この成果を構造の維持管理システムに関する既往の成果に組み込むことにより、より高度な維持管理システムの構築を図った。要素技術に関する成果は、以下のようである。
(1)コンクリート中における非定常状態の塩化物イオン濃度分布に大きな影響を与える要因を明瞭にするとともに、塩化物イオンの拡散に及ぼすひび割れの影響を定式化した。
(2)塩害、中性化およびカルシウム溶出による劣化の経時変化予測手法、マクロセル腐食に対する変状モニタリング手法および電着による補修方法を提示した。
(3)凍害によるコンクリートの損傷を表す指標として残留引張ひずみを提示し、これを導入した損傷コンクリートの力学モデルを構築して、凍害による構造性能変化を解析する道を開いた。
(4)アルカリ骨材反応(ASR)が構造物の耐荷性状に及ぼす影響につき、2,3の知見を得た。
(5)塩害とASRが複合する場合の鉄筋の腐食に及ぼすASRの影響を定量的に明らかにするとともに、塩害と中性化が複合する場合の鉄筋の腐食速度を解析的に推定可能であることを示した。
(6)供用中のコンクリート構造物における損傷診断に、AE法を適用できる可能性を確認した。また、光ファイバセンシングによるコンクリート構造物のひび割れ分布その他をモニタリングする手法について、成果を得た。
(7)コンクリート劣化による物質移動に伴う内部ひずみを剛体バネモデルにトラスモデルを組み合わせて取り扱う解析手法を開発した。
(8)連続繊維シート巻立てあるいは鋼板接着により補修補強する工法の効果について、これを実験的に検討するとともに、解析的に評価し得る成果を得た。
以上を組み込んだ維持管理システムは、大枠こそ従来の方法を踏襲しているが、可能なところで、学術的に裏付けされた手法を組み込み、より高度なものとなったといえる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】55,120千円 (直接経費: 42,400千円、間接経費: 12,720千円)