【研究分野】土木材料・力学一般

【研究領域課題番号】13895007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

塩害 / アルカリ骨材反応 / 凍害 / 複合要因 / 劣化診断 / 経年劣化

【研究成果の概要】

各種社会基盤構造物の合理的な維持管理システムを構築する上で必要とされる研究計画を立案するため、維持管理における点検、点検結果の評価、対策という各段階で、文献を調査するとともに実務の現況を調査し、必要な予備的研究を行った結果、以下のことが示された。
(1)最重要な課題は、複合要因の劣化メカニズム解明と構造物の経時劣化の予測である。
(2)動・静的応答による大型構造物の劣化診断手法の高度化に関する研究を行い、ニューラルネットワーク計算モデルや確率論的評価手法の構築に着手した。
(3)RCはり部材を対象として、塩害などによる腐食ひび割れの発生およびひび割れ幅の拡幅を算定し、鉄筋腐食との関連で耐荷力の経年変化を予測する解析手法を定式化した。
(4)アルカリ骨材反応の残存膨張量を予測する既存の方法には課題があり、現場での目視等によるひび割れ評価に加え、コア採取による予測が重要であることが明らかとなった。
(5)内部に配置された鉄筋量が不足している個所、あるいは鉄筋の曲げ加工部のような残留応力が生じている個所において過大な膨張が生じている場合などでは、補強が必要であり、補強方法の確立が求められている。
(6)凍害を受けるコンクリート構造物の性能劣化を明らかにするには、表面からのコンクリートの劣化を動弾性係数の変化、質量の損失量などで評価するこれまでの手法では不十分であり、コンクリート自体の力学的特性の変化を明らかにすることも必要である。
(7)凍結融解の標準試験,実際の構造物の状況により近い形での凍結融解試験を行った結果、凍結融解サイクルの増加に伴って、残留引張ひずみが増加すること,初期剛性が低下すること,塑性ひずみが増加すること,最大応力が低下することなどが観察された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001

【配分額】3,200千円 (直接経費: 3,200千円)

【研究分野】土木材料・力学一般

【研究領域課題番号】12305029 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

構造物維持管理システム / 塩害 / 科学的侵食 / 劣化診断 / 表面保護材料 / 樹脂注入 / 性能予測 / 最適補修工法 / 化学的浸食 / 養生 / 細孔構造 / 塩化物イオン浸透性状 / ひび割れ / 化学的腐食 / 超音波法 / 補修工法 / 健全度評価

【研究成果の概要】

本研究ではコンクリート構造物の維持管理システムの開発を目的とした。システムは以下の3つのフェーズにより構成される。(1)コンクリート構造物の劣化診断システム(2)コンクリート構造物の性能予測システム(3)最適補修工法選定システム維持管理システム開発の成果,およびシステム向上に向けて行った研究成果を以下に示す。
(1)コンクリート構造物の劣化診断システムの開発を行った。システム構築においては,ユーザが高い専門知識を有する者でなくても診断が可能なように,画像情報に基づくとの対話方式を採用し,環境条件や劣化状況などの質問項目に答えていくだけで最終的に構造物の劣化原因および現時点における劣化度の判定が行えるものとした。この時,推論エンジンとしてファジー推論を基本とすることにより,ユーザの回答の暖昧さを考慮することを可能とした。
(2)コンクリート構造物の代表的な劣化性状である塩害を対象として,ひび割れを有するコンクリートの鉄筋腐食性状を予測する手法を開発した。本手法は,塩化物イオンの移動を支配する拡散,移流,吸着等の複数の要因を見かけの拡散として簡便に取り扱うことにより,既設構造物の点検時に得られる情報のみで予測することが可能である。なお,乾湿繰り返し環境下への適用は今後の課題として残っている。
(3)コンクリート構造物の劣化性状の中で,最も定量的な評価が遅れている化学的侵食(硫酸)を対象とし性能予測手法の提案を行った。硫酸侵食のメカニズムに与える影響を実験的に把握した結果,結合材の種類,水セメント比および水素イオン濃度で説明できることを明らかとした。これら3つのパラメータを用いて硫酸による侵食速度を予測することを可能とした。なお,本手法においても乾湿繰り返し環境下への適用は今後の課題である。
(4)疲労環境下における各種コンクリート表面保護塗膜による腐食因子防御効果を検討した結果,保護材料のひび割れ追従性により補修工法の選定の適否を判断することが可能であることを明らかとした。また,コンクリートひび割れ部への樹脂注入による耐久性評価および力学的挙動の変化について検討を行った結果,樹脂の注入程度

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】34,650千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 2,250千円)

【研究分野】コンクリート工学・土木材料・施工

【研究領域課題番号】01302041 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コンクリ-ト構造物 / 維持・管理システム / 健全度評価 / 鋼材腐食 / アルカリ骨材反応 / 塩害 / 非破壊診断法 / 劣化診断 / 維持管理システム / 健全度判定 / 非破壊試験法

【研究成果の概要】

コンクリ-ト構造物の健全度判定手法と維持・管理システムに関する研究では、(1)コンクリ-ト中の比較的大きな径をもつ細孔の容積比の変化からの構造物の劣化度診断の可能性を見出し、(2)AE計測による構造物の劣化診断の可能性を、実橋に対する定期的なAE計測の実施による精度がよい定量的な健全度診断の手法を明かにし、(3)コンクリ-ト橋を対象として各種調査結果に基づく情報の組合せによって総合的な健全度判定システムを構築する上で、合理的安全性評価にための現場試験法の確立と総合的診断のためのエキスパ-トシステムの開発を行い、(4)構造物の耐用年数の予測システムと劣化度の評価方法の開発を行なった。
コンクリ-ト構造物の鋼材腐食と維持・管理システムに関する研究では、外部からの塩分の浸透による鉄筋の腐食とひびわれ発生時期の推定のモデル化による数値解析によって構造物の寿命予測を行なう手法を開発した。また、塩害を対象とした維持管理システムの問題点とあり方について明確にした。
コンクリ-ト構造物のアルカリ骨材反応および初期欠陥と維持・管理システムに関する研究では、アルカリ骨材反応に伴う構造物の変化ならびに劣化を生じた構造物の補修設計についての検討を行なった。さらに温度応力による初期欠陥に対応した維持・管理システムならびにひびわれの赤外線映像装置による測定についての検討を行なった。
コンクリ-ト構造物の非破壊的劣化診断法と維持・管理システムに関する研究では、AEならびに衝撃弾性波法を含む超音波法の原理と問題点を整理し、とくにひびわれ検出を中心とする利用法を明かにし、一部測定方法の私案を示した。
さらに、全体を総合してコンクリ-ト構造物の維持管理方法の試案を示した。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1989 - 1990

【配分額】12,200千円 (直接経費: 12,200千円)