塩害を受ける鉄筋コンクリート構造物の安全性・使用性の時系列照査

受盐害影响的钢筋混凝土结构的安全性和可用性的时间序列审查

• 批准号: 11750409
• 负责人: 下村 匠
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750409/
• 关键词: 塩害; 鉄筋腐食; 腐食ひび割れ; 連続繊維シート; 安全性; 使用性; 経時変化; 数値シミュレーション; 腐食

本研究では,二年間の研究期間のうちに,海水が直接接触する環境,または塩化物イオンが飛来する環境下において供用される鉄筋コンクリート構造物の,性能劣化過程を数値シミュレーションにより予測する技術的枠組みの開発と,予測システムに組み込む種々のモデルの開発を行った.予測システムは,かぶりコンクリート中の水分,塩分,酸素移動の解析,コンクリート中の鉄筋の腐食過程の解析,鉄筋が腐食した鉄筋コンクリート構造の耐荷性状の解析を行う部分より成り,それぞれの部分には,研究の進展に応じて最新のモデルが導入できるようになっている.本研究期間中には,以下の改良を加えた.1)水分,塩分,酸素移動に対し,コンクリートの細孔構造に基づく,熱力学的に整合の取れた物理モデルを開発し,導入した.不飽和,部分飽和,乾湿繰返し条件下に対し,汎用的に適用できるものである.ただし,曲げひび割れを精密に考慮することについては,研究途上である.2)コンクリート中の鉄筋の腐食モデルについては,腐食反応の電気化学に立脚したモデルの開発に取り組んだ.まだ改良の余地はあるものの,酸素拡散律速と濃度分極とが現象に立脚して考慮できるものとなっている.3)鉄筋の腐食した鉄筋コンクリートの力学性状については,系統的な室内実験を行い,有益な知見を蓄積した.現行で組み込まれているモデルがほぼ妥当であることを確認するとともに,さらに信頼性の高いモデルを将来開発するに十分な情報を得た.4)連続繊維シートを構造物表面に接着する補修補強工法の効果を合理的に表せるようにした.物質遮蔽効果と引張補強材としての効果を,予測システムの該当部分に導入した.以上を組み込んだ数値解析プログラムを用いて,種々の環境条件,構造寸法,使用材料,補修補強工法を想定してコンクリート構造物の寿命予測(力学性能の経時変化)を行った.

在两年的研究期间，本研究开发了一个技术框架，通过数值模拟和各种模型来预测在直接接触海水或氯离子飞行的环境中使用的钢筋混凝土结构的性能恶化过程。预测系统用于分析保护层混凝土中水分、盐、氧的运动，分析混凝土中钢筋的腐蚀过程，分析混凝土中钢筋的腐蚀过程。它由分析REIT结构的承载特性的部分组成，并且可以根据研究的进展将最新的模型引入到每个部分。在本研究期间，进行了以下改进。 .1）对于湿度，盐和氧的转移,我们开发并推出了基于混凝土孔隙结构的热力学一致物理模型，该模型可普遍应用于非饱和、部分饱和和循环湿/干条件。然而，精确考虑弯曲裂缝2) 关于混凝土中钢筋的腐蚀模型，我们致力于开发基于腐蚀反应电化学的模型。尽管仍有改进的空间，但已经开发了氧扩散速率限制和浓差极化。针对钢筋锈蚀钢筋混凝土的力学性能，我们进行了系统的实验室实验并积累了有用的知识。同时，我们获得了足够的信息，以便将来开发更可靠的模型。4）我们能够合理地表达连续纤维片材粘合到结构表面的修复和加固方法的效果。材料屏蔽作为拉伸增强材料的效果和效果，使用包含上述内容的数值分析程序，我们可以通过假设各种环境条件、结构尺寸、使用的材料以及修复和加固方法来预测混凝土结构的寿命（机械性能随时间的变化）。

项目成果

小林悟志,丸山久一,下村匠,菱田亮: "コンクリート中の鉄筋の腐食に関するモデル化"第18回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会論文集. 221-224 (2000)

Satoshi Kobayashi、Hisaichi Maruyama、Takumi Shimomura、Ryo Hishida：“混凝土中钢筋腐蚀的建模”第 18 届日本土木工程学会关东分会新泻会议研究报告记录 221-224 (2000)。

T.Shimomura: "Verification of Safety and Serviceability of Concrete Structures Retrofitted with Externally-Bonded Continuous Fiber Materials"Proceedings of the Fourth International Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Reinforced Concret

T.Shimomura：“外部粘结连续纤维材料改造混凝土结构的安全性和适用性验证”第四届钢筋混凝土纤维增强聚合物增强国际研讨会论文集

K.Maruyama and T.Shimomura: "Service-Life Simulation and Durability Design of Concrete Structures Under Corrosive Environment"Proceedings of the UEF International Conference on Advances in Cement and Concrete. (to be published). (2001)

K.Maruyama 和 T.Shimomura：“腐蚀环境下混凝土结构的使用寿命模拟和耐久性设计”UEF 国际水泥和混凝土进展会议论文集。

松尾 洋: "鉄筋コンクリート中の鉄筋の腐食とひび割れ幅に関する検討"第17回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会論文集. 21-24 (1999)

松尾浩：《钢筋混凝土中钢筋腐蚀与裂缝宽度的研究》第17届日本土木学会关东分会新泻研究会议论文集21-24（1999年）。

松尾洋,五角亘,下村匠: "鉄筋が腐食した鉄筋コンクリート部材の引張剛性"コンクリート工学年次論文集. 第23巻(掲載予定). (2001)

Hiroshi Matsuo、Wataru Gokaku、Takumi Shimomura：“腐蚀钢筋的钢筋混凝土构件的拉伸刚度”混凝土工程年度交易第 23 卷（即将出版）。