鋼繊維混入無孔性コンクリートの耐衝撃用途構造物への応用・展開

钢纤维无孔混凝土在抗冲击结构中的应用与发展

基本信息

批准号：
21K04229
负责人：
小室雅人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04229/
关键词：
無孔性コンクリート鋼繊維偶発作用耐衝撃用途構造物

项目摘要

世界最高圧縮強度を有する無孔性コンクリートに剥落防止とせん断補強効果の高い鋼繊維を組み合わせたPFFRCの耐衝撃構造物への展開・応用を最終目的に，本年度は以下の２つの検討を実施した。１つ目として，前年度の結果を踏まえ，主鉄筋比を変化させた試験体を製作し，その耐衝撃性に関する検討を実施した。具体的には，PFFRCはり（幅ｘ高さｘスパン：120 x 120 x 1400mm）に異形PC鋼棒を３水準に配筋した試験体と，比較のために普通コンクリートに普通鉄筋を配筋したRCはり（幅ｘ高さｘスパン：150 x 200 x 1400mm）を製作し，静載荷実験および重錘落下衝撃実験を行った。静載荷実験は３点曲げ試験とし，衝撃実験は質量300kgの鋼製重錘を２水準の落下高さから自由落下させることで実施した。その結果，1) 静荷重載荷実験結果より，普通RCはりに比較して断面形状を小型化した場合においても，PFFRCとPC鋼棒を併用することで耐荷性能を1.3～1.7倍程度向上可能であること，2) 衝撃荷重載荷実験結果より，PFFRCとPC鋼棒を用いることで，普通RCはりに比較して断面の小型化とともに耐衝撃性の向上を図ることが可能であること，などを明らかにした。２つ目として，既設RC構造物の耐衝撃性向上効果へのPFFRCの利活用に関する基礎的検討を行った。具体的には，RCはり（幅ｘ高さｘスパン：200 x 250 x 3000mm）の両側面にPRRFC製パネル（厚さ：20mm）を接着した試験体を製作し，重錘落下衝撃実験および基礎的な力学的特性を把握するための静載荷実験を行った。また，比較のためにパネルを接着しない無補強のRCはりも製作し，同様な実験を実施した。その結果，PFFRCパネルをRC梁の両側面に接着することによって，無補強試験体と比較して，1) 静荷重載荷実験結果より，鋼材降伏時の荷重は1.2倍程度向上すること，2) 衝撃荷重載荷実験結果より，最大変位や残留変位を30～35%程度抑制可能であること，などを明らかにした。

今年，我们进行了以下两项研究，最终目标是将具有世界最高抗压强度的无孔混凝土与具有高防剥落和抗剪加固效果的钢纤维相结合的 PFFRC 开发并应用于抗冲击结构。首先，根据前一年的结果，制作了不同主筋配筋率的试件，并研究了其抗冲击性能。具体来说，我们测试了一个 PFFRC 梁（宽 x 高 x 跨度：120 x 120 x 1400 mm），其中变形 PC 钢筋布置在三个不同的水平，并且为了进行比较，在普通混凝土中布置了普通钢筋的试件。制作RC梁（宽×高×跨度：150×200×1400mm），并进行静载实验和落锤冲击实验。静载实验为三点弯曲试验，冲击实验为质量为300kg的钢重物从两个跌落高度自由落下进行。结果，1）从静载加载实验的结果来看，即使当截面形状比普通RC梁更小时，使用PFFRC和PC也可以将承载性能提高约1.3至1.7倍2）从冲击载荷实验的结果来看，我们发现，与普通RC梁相比，使用PFFRC和PC钢筋可以减小横截面尺寸并提高抗冲击性能。其次，我们对使用 PFFRC 来提高现有 RC 结构的抗冲击性进行了基础研究。具体来说，我们制作了将PRRFC板（厚度：20毫米）粘合到RC梁（宽x高x跨度：200 x 250 x 3000毫米）两侧的测试样本，并进行了落重冲击实验和基本静态测试。进行加载实验以了解钢的机械性能。为了进行比较，我们还制作了没有粘合面板的无筋 RC 梁并进行了类似的实验。结果，通过将 PFFRC 面板粘合到 RC 梁的两侧，与未加固的试件相比，1) 钢材的屈服载荷比静载荷加载实验结果提高了约 1.2 倍，2)冲击载荷实验结果表明，最大位移和残余位移可抑制约30%至35%。