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ASR鉄筋コンクリート供試体と採取コアの膨張・ひび割れ発生に関する研究

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(1)

愛知工業大学研究報告 第41号B 平成18年

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鉄筋コンクリート供試体と接取コア

の膨張図ひび書

j

I

れ発生に関する研費

A study on Expansion and Cracking due to ASR

in

Reinforced Concrete Specimen and Drilled Core

福 本 剛 士 *

森 野 杢 二 日

岩 月 栄 治 * *

Takeshi FUKUMOTO

Keiji MORINO and Eiji IWATSUKI

Abstract C

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1.はじめに アルカリシリカ反応(以下ASRと利すす)は1940年代にアメリカ の

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により最初の報告がなされた。 ASRはコンクリート 打設後 1~2 年で劣化を生ずることがある。また、コンクリート に劣化が認められるようになった後も反応が長期間にわたって 革断崩句に進行する。 ASRがコンクリート内部でASRが進行して いる場合、長期間粗品後に劣化が顕在化することもあり、その 反応性は変化に富んでいる。しかし現在、セメント化学キ鉱物a 岩石学分野の研究も加わり民応性骨材の種類とASRのメカニズ ムに対する成果が一段と進展するとともに、 ASRによる被害を 受けた構造物は予披

λ

上に多いこと州明した112)3)4)。由 ASRによるコンクリートの劣化は1980年頃に阪神高適董路の 橋脚に発見され、各地でも劣化事例が多数は発見されたことに より、ある特定の地域に限られたものではないとしづ認識が一 般化した削制。特に2003年4月にはASRによるコンクリート

*

愛知工業大学大判完建設システム壬学専攻

G

豊田市) 件数日工業大学工学部都市環境学専ヰ種田市) の膨張によって、コンクリート宇都安防中の鉄筋が五麟庁している 事例が幸

1

陪 川11)され、それまで注目されていなかった鉄筋に対 しでもその安全性が問題視されるようになった。これを受けて 土木学会では、アノレカリ骨材即む対策

/

J

委員会を設け「鉄嗣皮 断と新たなる対応jの報告を2005年8月に行い、今後のASRに よる劣化防止@抑制、鉄筋碗析に伴って低下した構造物のh錆色 の回復、補修園補強工法の選定などにつし、て提言を行っている ゆ。このように最近は、 1980年代のASRのメカニズムや防止対 策から、劣イ

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オ高生陶の品樹寺管理、補修・補強、モニタリングな どへと移ってきている。 しかし、 ASRには種々の要因紳雛カr埴合的に影響を及ぼ すブ乙め、その尻応挙動や劣イt5針子は一様で、はなく、引き続き基 礎自慨究をすることは重要である。 そこで本論文では、鉄筋を埋設した種々のコンクリート供試 体を作製し、ASRによる膨張、ひひ雫帆溌生状況などを調べた。 また、貯蔵3年後の鉄筋コンクリート供試体からコアを採取し 内部伏態を静くるとともにコアの膨張率を測定し、大霊場持対本 とコア供試体の相違にっし、ても検討した。 l35

(2)

136 愛知工業大学研究報告、第41B、平成18

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1.41-B

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2006 2.実樹概要 本研究は、以下の実験により構成されている。 (1)無筋及。雪崩コンクリート供試体において、鮒完の有無 により膨張挙動の相違についての中食言す (2)アルカリ量の違いによる膨張挙動及。鉄筋を配置した供 試体のひひ割れ溌生状況についての検討 (3) 3年貯蔵した供試体からコアを採取し、採取コアの膨張 挙動についての検討 2悶1使用材料の語性質 セメントは、普通ホ。/レトランドセメントを用いた。粗骨材 はチャート荷弔 Yo(岐阜商、チャート砂ヲFUS巴(愛知菌、砂 岩砕宥 SS(愛知菌、細骨材に出 11砂Rs(愛知菌、反応生成 物の代替として刊面できる顕著な膨張を示すっ

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ガラスカレ ット3号b を使用した(表 1)。チャート相互利 Seは、無筋及 ひ哲対事コンクリート角桂供試体作製に用いた。各骨材の民応 性を示すアノレカリシリカ反応性試験(化学j去)の結果を図 l に、異形閥抗D10)の性質を表 3、表 4に示す。 2回 2 各供試体の概要 作梨した供試体は角柱供詩体、梁慌式体三立方体供試体で ある。それらのコンクリートの示方配合を表5に示す。 2回 2田 1 角柱供試体 コンクリート長さ方向の膨張を測定するために角柱供試 体(100X 100 X 400皿、両端にビス埋込み)を図2の左のよう に作製した。アノレカリには粒状 Nalα1誤薬を用い、総アノレカ リ量をチャート Yoは3、9kg/m3、砂諸砕石

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Kaは3、6kg/m3 とした(表6参照)。作艶愛直ちに40DCの恒温室内に静置し 湿潤貯蔵した。 2.2.2 無筋及び鉄筋コンクリート角柱供試体 コンクリートの長さ方向の膨張を測定するために2・2・2 同様の寸法とし、図 2のように鉄筋を配置しないものと鉄筋 を配置したものを作製した。これらも上記と同様に総アルカ リ量をチャート Yo、

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巴は3、9kg/m3とし、砂椙砕石

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はセメントからもたらされるアルカリ量1.44kg/m3とした。 2四 2冒 3 梁供試体 図3のような梁供試体(100X200X10仙mn)を作製した。各 供試体に側主を2柑日置し、かぶりを縦、横方向ともに25rrnn とした。総アノレカリ量はチャート Yo、

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ともに3kg/m3、 9kg/m3とした(表6参照)。 2白 2司 4 立方体供試体 図5のような立方体供試体(400X 400 X 400叫を作梨した。 埋設鉄筋の曲げ加工部は曲げ半径1D(熱せず急激に曲げたも の)、3D(熱しながら徐々に加工したもの)を使用し、各供試体に は同じ曲げ半径のものを 2本調日置した。鉄筋のかぶりは、縦、 横方向ともに 30皿とし、総アルカリ量は上記と同様にした (表6参照)。 2也 3 供試体の賄寵方法と

I

朝長率の測定方法 梁及び立方体供試体ともに400

0

こ保ったコンテナ内に湿潤貯 蔵した。コンクリート表面の膨張率測定用に、梁供試体は 100 X100伽mの面と200X100伽mの面にコンタクトゲージを図3の ように設置した。 表1 使 用 榊 籾 諸 性 質 使用材料 記 号 性 質 産地 普通ボルトランドセメント G 密度:3.15g/cm3

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O量ー0.47% チャートY

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密度2.63g/cm3 岐阜産 吸水率0.97% チャートs. s. 密度2.56g/cm3 愛知度 吸水率:0.86% 砂岩 ss 密度2.62g/cm3 愛知産 吸水率0.92% JII砂 Rs 密度2.59g/cm3 愛知産 吸水率 1.44% 3号、Na

O・3.2SiO

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水ガラスカレット Ka (アルカリシリカ反応 生成物として使用) rfJ D o

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2

アルカリ反応

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盟諸鯨吉巣 骨材 溶Sc解(シmrリno力

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アル量カRリc濃(m度mの01/減1)少 Sc/Rc 判定 Yo 331 175 1.89 無害でない Se 318 128 2.47 無害でない SS 42 62 0.68 無害 Rs 60 79 0.76 無 害 表3使用鋪百D10の性質也方体供試体作製時lこ用いたもの) D10 降 伏 点(N/mm2) 引 張 強 度(N/mmち 伸び率(%) ヤング率(kN/mm2) 表4使用鉄筋010の性質(鋪革コンクリート角柱供試体作製時 に用いたもの)

(3)

ASR鉄筋コンクリート供試体と採取コアの膨張・ひび割れ発生に関する研究 137 立方体供試体にはコンタクトゲージを配置した鉄筋と同じ方向 に25伽m間隔で図6のように設置した。測定にはコンタクトひ ずみ計(ダイヤルゲージ1/100伽llll)を用いた。 3. ASR蜘百コンクリート{揺式体の膨張主び目視観鰯吉果 3 • 1 2種類の角柱供試体の膨腫及び目視観察結果 3個 1固 1 角柱供試体の

1

朝長及び自説観察 2年間 400

a

畏潤貯蔵した結果を図 7に示す。図で、はチャート Yoの総アルカリ量3kg/m3

1

拐長が見られないが、チャートYo の9kg/m3SS+Ka6kg/m:可では0.3 SS+Kaの3kg/m3では 0.45%膨張した。 目視観察から、チャート Yoの9kg/m3SS+Kaの36kg/m3 にひむ割れが見られた。ひひ害防Uまコンクリートの膨張が0.1% を超えた頃から目視で確認できるようになった 表

5

コンクリート作製に用いた示方配合

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- - - 4 0 0 m m 国

2

作製した無筋及lft.鉄筋コンクリート角柱供試体 図

3

作製した梁供誌体

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100mm 図

4

梁供試体の鉄筋かぶり 国

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コンタクトゲージ貼付及

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路鮪百かぶり 表

6

各供試体の総アルカリ量 供試体名 骨材 総アルカリ景(kg/m')鉄筋の有無 供試体名 骨材 総アルカリ量(kg/m')曲げ半径 チャートYo 3 × 梁 チ ャ トYo 3

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9 x 供 自 チャートYo 3

試 砂岩SS+Ka 3 角 9 × 体 B 柱 チャートSe 3

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供 自 × 立 チャートYo砂岩SS+Ka 3 x 方 日

汁ト

体 6 x 体 砂岩SS 1.44

x 供 3

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体 砂岩SS+Ka

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砂岩SS+Ka 1.44 x 6

(4)

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愛 知 工 業 大 学 研 究 報 告 、 第41号 B、平成 18年、 VoL41-B、Mar.2006 3圃 1舗 2 無筋と鉄筋コンクリート角柱供詩体の膨張挙動の 比較 1年間 400

0

樹筒貯蔵した結果を図8に示す。図で、は総アノレカ リ量9kg/lがを用いたチャートYoの無筋コンクリートが 0.285、弘 鉄筋コンクリート供試体がO目179犯の膨張を示し、鉄筋の有無に よる膨張の差は0.108出生じた。 9kg/rn3のチャートSe(図的で無 筋コンクリートが

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弘樹百コンクリート供試体カヨ

O

0

4'協張 を示し、側主の有無による目拐長率の差は0.06%生じた。 3kg/lぽ のチャートYoとチャート Seは鋪百の有無こカやわら刊彰張を 示していなし、以上の結果から表自に示すように、備事コンク リート角柱供試体の

I

拐長率が貯蔵443日で 0.179九となった。こ の膨張は内部の鉄筋も一体となって歪んでいると考え、鉄筋に 加わった応力を求めたところ369N/rnnrとなり、この鋪主の降伏 点337N/rnnrを超えていた。このことから ASRによる

I

拐長力が鉄 筋を降伏させ得ることが立証できた。なお、このときの無筋コ ンクリートの膨張率は0.285弘であり、鉄筋の拘束による目拐長の 減少はO.106%で、あった。総アノレカリ量 9kg/出?としたチャート Seの鉄筋コンクリート供試体と無筋コンクリート供試体の膨張 率の差は貯蔵期間 450 日たっても 0.04%と低いため、応力が 84N

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2と降伏点応力の 1/3とし、う結果になった。このことによ

り、チャートYoとチャート Seを比較するとチャート Yoのほう が 3倍ASRの』拐長力が強し、という結果を得た。 3.2 梁供試体の

1

朝長及び目調観察 3・2圃 1 梁供試体の膨韻翰 図10に示すように 9kgMを用いたチャート Yoの膨張率は 0.39肋 も 0.5倒の膨張を示した。測庖点①が大きな膨張を示し た理由として、ひ持

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多くそこから水が供給され』弼長が大 きくなったと考えられる。 総アノレカリ量3kg/rn3を用いたSS+Kaの測定結果より 0.3聞か ら0.50弘の膨張を示した吋。図には示していないが9kg/rn3を用い たSS+Kaの各測定箇所で同じ膨張挙動を示した。すで、に1000日 を超えt;:H彰張が 0.1%に満たないことより、反応生成物として 用いたカレット b のSiOzlNazOの比率が変動Lぷ働性の高し、ほ うへ変化したために膨張カ妙、なくなったと推定されるo 3圃 2冒 2 ~量供試体の自規観察 図11に示すように 9kg/rn3で仕すべての面に ASR特有の亀甲 状のひひ害防'1iJ>生じ、梁供試体全体が膨張しており、劣化が進 行していることがわかる。特

l

こ¢の測志長にひひ清l肢もが多く発 生していた。また、 9kg/rn3を用いたチャートYoのひひキリれマッ プより、鮒

E

の配置されている所にはひひ潜血の発生カ沙ない ことから、鉄筋の拘束があったと考えられる。 SS+Kaの総アノレ カリ量3kg/rn3はチャートYo9kg/rn3と同様に至るところで亀甲 状のひひ普JIれが発生した(図12)。この図でも、チャート Yoと 同様に主婦百の配置している場所で、はひひ普

1

m

が少なし、ことキ規 員IJ't生のあるひひ普JIれが発生している。 SS+Kaの 9kg/rn3で、は、膨 張カり〉ないので、目視で、きるほどのひU渚l肢もは認められなかった。 このことから、鉄筋のある近傍のひひ割れは少なく、鉄筋の拘 n u nunUAUAununununUAUnunu o n ロ Q U 守 ' n b 医 d A , 。 d q L 4 1 n U 41nununununU ︽ U n u n U の u n U ( 諒 ) 時 限 盛 Q ム l D b λ 円 一←チャートY。総アルカリ量3kg ιーチャートYo総アルカリ量9kg 砂岩55+Ka総アルカリ量3kg ー沢一砂岩55+Ka総アルカリ量6kg 200 400 600 800 貯蔵期調(日) 図

7

角柱供誼体の膨張挙動 n u nupanuFanuRdnuRdnupanu F h u a a 守 a 斗 qdnd 内 , ι 内 4 イ i 4 l n U ︽ U n U ︽ Unununununununυnunu (誤)隊出掛﹃ G ム 1 1 D b λ 円

Y。自k匂E書無在鉄筋N陶州01一晶ト一Yo9kは《包E鉄筋尚N刷唱山o凶削1 一一「 寸十引「バYo9肱9kglIl! 一 4巣一- Y。叫自k旬E無鉄筋。N陥3ト一←Yo9kg均〈匂E鉄筋No3凶。3 一一「「 60 120 180 240 300 360 420 480 540 貯蔵期間(日) 図8錨草コンクリート角柱供試体の膨強挙動(チャートYo) 0.50

I

509kg無鉄筋N01ート5e9kg鉄筋No1 0.45 日40 i':'-0.35

0.30 塗 0.25

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0.20 I 0.15 主、 0.10 λ n 0.05 0.00 o 60 120 180 240 300 360 420 480 540 貯蔵期間(日) 園9 鋪百コンクリート角柱供試体の蹴躍動(チャート Se) 一一一車 5e9kg無鉄筋N02 Se 9kg鉄筋N02一「

一一一栄一5e9kg無鉄筋No3ー←5e9kg鉄筋N03

一 ー 比 表

8

鉄筋コンクリート角柱供詩体の鋪剖こ力日わった応力 貯蔵期 応力 ひずみ ひずみ 弾性係数無筋コンウリ ト鉄筋コンヴリ ト 骨 材 品世田) N

(N/mm') (現) (μ) (kN/mm')1角柱供鼠体 角柱供試体 重要事平崎(則 膨張率平均(日) Nol 255 。1240 12刊 206 119 No2 204 0.0990 990 206 日19日5 日1093 No3 216 0.1日50 1050 206 Nol 369 0.1790 1790 206 Yo 443 No2 284 0.1380 1380 206 0.2589 日1530 No3 293 0.1420 1420 206 Nol 371 0.1800 1800 206 461 No2 299 日1450 1450 206 0.2635 0.1577 N03 305 0.1480 14BO 206 Nol 2 且日日日目 B 2日6 119 No2 64 0.0310 310 206 0.0391 日日193 No3 54 0.0261 261 206 Nol 92 0.0445 445 206 S, 450 No2 40 日0192 192 206 0.0916 0.0411 No3 123 。日597 597 206 Nol 122 0.0594 594 206 462 No2 139 日日674 674 206 0.0933 0.0602 No3 111 日0537 537 206 使用鉄筋の降状点雇元337NI而可説、7そのときの膨張率はι1636うもである。

(5)

139 4回 2固 1 梁供

E

式体から採取したコアの膨張挙動 50日間 400

0

湿潤貯蔵した結果を図20に示す。図では貯蔵期 間50日と短い聞に採取コアは最大で 0.07";iの膨張を示した。梁 供試体のコンクリート表面の膨張測定結果と採取コアの膨張測 崩楳を比較すると、梁供試体のコンクリート表面の脇陣は 全く膨張を示さなかったのに対し、コアの測定結果でl羽彰張を 示した。 1250 上面 底面 _....ーチャートYo総アルカリ量9kg測 定 点 ① 一 一 ーベトーチャートy。総アルカリ量9kg測定点② 国..嘩シーーチャートYo総アルカリ量9kg測定点③ - 一 一SS+Ka総アルカリ量3kg現JI定点① 0"""'SS+Ka総アルカリ量3kg測定点② ..ゅ令 SS吋(a総アルカリ量3kg測定点③ 護{掘式体のひび習仇マップ (チャートYo総アルカリ量9kgj前 提供誌体のコンクリート表面の膨張挙動 ' ;f . / ー ィ (

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躍リれマップ (SS

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:

総アルカリ量3kgjffil) 山 有 量 響 置 土 二 空 ー 」 250 500 750 貯蔵期間(日) ASR鉄筋コンクリート供試体と採取コアの膨張・ひび割れ発生に関する研究 図11 図

1

0

1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0,30 0司20 0,10 0,00

J P 旬 、 J 診 ・ 2

(ま)同宵幽町議 G 4 1 5 b λ 円 束のない箇所のひ

ο

濯l此もは顕著で、あり、

A

S

R

の膨張・ひひ漕JIれ 発生が車対百により拘束されることが明瞭に現れた。 3-3圃 1 立方体供試体の膨張挙動 2年間400Ci湿潤膨張した結果を図13に示す。図では総アルカ リ量3kgMを即、たチャート

Y

o

の曲げ半径四、3Dともに脇長 挙動は見られなかった。9kg/m3を用いたチャート

Y

o

の曲げ半径 lDでは 0.3湖彰張を示し、曲げ半径3Dでは O.18%膨張した。貯 蔵期間650日でいった

U

収束したがさらに貯蔵を続けると、再 ひ糊長を示した。 9kg/m3を用いたチャート

Y

o

の曲げ半径lDで は測定箇所により約0.0聞の膨張の差が生じた。梁供試体同様 に劣化が進行し、ひひ事IJtLから71<5対当期会され、ゲルの反応が 一層起こったと考えられる。図14に示すように、総アルカリ量 3kg/m3を用いた

S

S

+

Kaの曲げ半径lDは 0.6%膨張をし、曲げ半 径3Dでは 0.5湖彰張を示した。 6kg/m3を用いた

S

S

+

K

a

の曲げ半 径lD、3Dではともに 0.3弘の膨張を示した。貯蔵800日で膨張 が収束に向かっているものがあるが、全体的に800日でもH拐長 傾向を示している。 3固 3闘 2 立方体供試体の目視観察 総アノレカリ量3kg/m3を用いたチャート

Y

o

の曲げ半径がlD、 3Dともに

1

朝長を示していないことから、ひひ普!比しは見られなか った。 9kg/m3を用いたチャート

Y

o

の曲げ半径lD、3Dでは図 15 のようなひひ辛l此Lが発生した。しかし、膨張傾向を示している ことから貯蔵期間が長期にわたればさらにひひ普批も出生展して いくと考えられる。 総アノレカリ量3、6kgMとした

S

S

+

Kaの曲げ半径lD、3Dすべ てにひひ普段'l;V'生じていた(図15、図 16)0 3kg/m3の

S

S

+

Kaは劣 化が進行しているので、貯蔵期間が経てば梁供試体と同様な亀 甲状のひひ落IJtLに変化していくと思われる。しかしひひ普i比'l;V' 生じている両供試体ともに、鉄筋に拘束されて生じる規則性の あるひひ嘗批Lはなく、査結百のかぶりを3伽mにしたことから鉄筋 のリブが拘束できる範囲を超えてしまし中旬束されていない部分 からひひ害防'l;V'不規則に生じた結果となった。 4,

3

年間前官コンクリート供誌体から揺取したコアの外観と 膨張挙動 4園 1 揮取したコアの概要 3年間貯蔵した梁及び立方体供試体からコアを採取した。 梁供試体は8体のうち総アルカリ量 9kg/m3を用いた

Y

o

3kg/m3を用し叱

S

S

+

Kaから2本コアを採取し、そ叫也の供試 体では図17のように 3本ずつ φ75X20伽mのコアを採取し た。立方体性駄体は総アルカリ量9kg/m3を用いたチャート

Y

o

の曲げ半径3Dと3kgMを用いたカレット

S

S

+

Kaの曲げ半 径3Dから 4本ずつコア (φ75X40伽lID)を採取したロの75X 40伽mのコアを図19のように両端に膨張

0

1

リ定用のプラグを 員占付した。 立方体供試体の膨強及び目視観察 3園 3

(6)

愛 知 工 業 大 学 研 究 報 告 、 第

4

1

B

、 平 成

1

8

年、

V

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l.

41-B

M

a

r

. 2

0

0

6

一+ーチャートYo総アルカリ量9kg曲げ半径10測 定 点 ① ー ー令ーチャートYo総アルカリ量9kg曲げ半径10測定点② 一塁ーチャートYo総アルカリ量9kg曲げ半径3D測定点① --8-ーチャートYo総アルカリ量9kg曲げ半径3D測定点② 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0 (ま)胤聞出掛瞳 G ム l p h m λ n 一+ーチャートYo総アルカリ量3kg曲げ半径10測定点① 一令ーチャートYo総アルカリ量3kg曲げ半径10測 定 点 ② 一 一盤ーチャートYo総アルカリ量3kg曲げ半径3D測定点① --8-ーチャートYo総アルカリ量3kg曲げ半径3D測定点② 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

140 (ま)岡町出油田 S ÷ l b b 入 円 400 600 貯蔵期間(日) 1000 800 400 600 貯蔵期間(日) 200 1000 800 200 右 :

9

k

g

/

nr') 一+--Sa+k添加アルカリ量6kg曲げ半径10① 一 一 一 一 一 ~Sa+k 添加アルカリ量6kg 曲げ半径 10 ② 一 事-Sa+k添加アルカリ量6kg曲げ半径3D① ー晶一Sa+k添加アルカリ量6kg曲げ半径3D② (チャート

Y

o

、左"総アルカリ量

3

k

g

/

nr' 立方体供試体のコンクリート表面の膨張率 一+--SS+Ka総アルカリ量3kg曲げ半径10測定点① 一。-SS+Ka総アルカリ畳3kg曲げ半径10測定点② 一畳一SS+Ka総アルカリ量3kg曲げ半径3D測定点① ー -B-SS+Ka総アルカリ量3kg曲げ半径3D測定点、② 図

1

3

1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00

(ま)凶町出品邑 Q + l b h 叩 入 円 1000 800 400 600 貯蔵期間(日) 200 1000 800 400 600 貯蔵期間(日) 200 右 :

6

k

g

/

1

耐) (反応性生物を用いた供試体

S

S

+

K

a

、左:総アルカリ量

3

k

g/nr' 立方体供試体のコンクリート表面の膨強率 上面 1 f e s r B -3 L b E

l '

' I

' '

s

図14 底面 鉄筋 右

:

S

S

吋(a、

3

k

g

/

nr') 一方、コンクリート表面で約

0.5%

の膨張を示した

3

k

g

/

m

3を用 いた

S

S

+

K

a

では、コアの膨張は貯蔵期間

5

0

日では

0

.

0

3

%

の膨 張を示すものもあり、採取コアによって膨張に差が生じた。膨

3

長率の少ないものは、コアの内部にひひ落JIれや空隙が多数みら れた。このことからひひ割れや空隙の荊生が膨張には大きく関 与することが明らであった。 4園 2園 2 立方体供試体から採取したコアの膨張挙動 46日間400C湿潤貯蔵した結果を図21に示す。図ではチャー

Y

o

S

S

+

Kaのコアすべてが膨張を示さなかった。この原因を 確かめるためにチャート

Y

o

の供試体からコアを採取したとこ ろ、コンクリート表面の膨張の少ない節庁は内部に多数の空隙 がみられた。 (左.チャート

Y

o

、総アルカリ量

9

k

g

/

nr' 鋪

Z

n u nununununununununUAUnu 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 寸 l n U ︽ U 内 U n U ︽ U n u n U の U ︽ u n U ( ま ) 時 出 掛 面 G ム l ﹁ - b λ 円 立方体供試体のひls害IJnマップ 図

1

5

底面 立方体供試体のひ

t

躍IJnマップ(部吋(a、

6

k

g

/

1

的 園

1

6

(7)

A

S

R

鉄筋コンクリート供試体と採取コアの膨張・ひび割れ発生に関する研究

1

4

1

1000mm 図

1

7

梁供誌体から採取したコアの位置と立方体供読体から採取したコアの位置

200mm

-

l

φ75mm

200mm

ー│

1

8

梁供試体から採取したコア φ75mm

--400mm

一一│

1

9

立方体供試体から採取したコア(左:謀取コア右:コアを加工したもの) φ75mm

200mm

ー│

0.10 0.10 ー噛』ーNo.a-1 一盛一No.a-2 一古ァNo.a-3 一嘩-No.a-1 一畠トNO.a-2 ーま,-No.a-3 0.08 ーう←-No.b-1 -+-No.b-3 (達氏 0.08 ) 亙. . 監:;0.06 i!l!!0.06 霊G童0.04 G 0.04 F円、 I円K 0.02 0.02 0.00 0.00

10 20 30 40 50 60

10 20 30 40 50 60 貯蔵期間(日) 貯蔵期間(日) 国20梁供

E

式体から採取したコアの膨張挙動(左:総アルカリ量

9

k

g

/

1

耐を用いたチャート Yo 右・

3

kg/rrPを用いた SS

+

K

a) 0.10

0.08ト斗一←No1 __No2-1 -El-No2-2

トー-0.05 I--~ ー士司No3 ー トNo4-1 ー トNo4-2ト

-. - 一 一 一 一 一 一 一 一 ) 内 d n U 内 d r a n 白 n u n u n u n u n u n U 4 1 n u n u n u ︽ u n u n u

--一一

時出塗

e h

η

10 20 30 貯蔵期間(日) 40 n u n U F O n d 内 U 4 0 F a n u n U 4

n u n u n U ︽ U 内 U n u n U 噌 l n u n u n u n u n u n u n u n u n u

-一一-SM 昨岨聞送

e

h

n

50

10 20 30 40 50 貯蔵期間(日) 図

2

1

立方体傑式体から探取したコアの勝彊挙動(左:総アルカリ量

9

k

g

/

1

耐を用いたチャート Yo 右:

3

k

g

j

n

i

l

を用いた SS

+

K

a) 膨張のみられなかった箇所は、生成したゲノレによる膨張が空隙 により解消したからであると思われる。空隊、が多量に入った原 因は、立方体供試体のような大型供試体では、糊日アルカリ量

9

k

g

/

r

n

3の状態では、コンクリートの凝事前寺聞が短いので、供試 体を作製する途中で硬くなり、気泊を十づ対こ取り除くことが出 来なかったためと思われる。総アノレカリ量

3

k

g

/

r

n

3としたカレツ

S

S

+

K

a

はチャート

Y

o

9kgM

と比べると、コンクリート表 面に空隙が見られなかったため、時聞が経過すれ崎彰張すると 考えられる。

(8)

1

4

2

愛 知 工 業 大 学 研 究 報 告 、 第

4

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、 平 成

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年、

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l.

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M

a

r

. 2

0

0

6

4・3 実構鋤から採取したコアと傑式体から採取したコア の 蹴 属 舗 の 比 較 前述の図

2

0

では、コアを採取した位置で膨張率が異なるとし、 う結果を示してはいるが、貯蔵期間が短いのであまり明瞭な差 とはなっていなし、しかし、貯蔵期間が長期にわたれば、図

2

2

に示すような謝あ宰防で起きてし、る膨張挙動と同じ伏態を示す のではなし、かと居、われる。 0.40 冊。初 出

n

10 0.00 o 180 360 540 720 9叩 10回 12印 1440 1620 1&

1980 21印 23相 2520 21

貯車(日) 図

2

2

実構造物から採取したコアの膨張挙動司 5.幸吉命 形 状a寸法の異なる各種供試体を{懐し、

A

S

R

によって発生 する膨張とひひ普的状態が、鉄筋の有無によってどのように異 なるかを調べ、また、

1

朝長の相違が生じた供試体では、その内 部状態を調査し原因を考察した結果をまとめると以下のようで ある。

(

1

)

側主コンクリート角栓供試体の膨張率が貯蔵

4

4

3

日で

0

.

1

7

9

%

となったこの膨張は内部の車対百も一体となって歪ん でいると考え、鉄筋に加わった応力を求めたところ

3

6

9

N

/

111lIf となり、この側主の降伏点、

3

3

7N

/

m

m

2を超えてし、たロこのこと から

A

S

R

による膨張力が餅百を降伏させ得ることが立証でき た。なお、このときの無筋コンクリートの

1

関長率は

0

.

2

8

5

切 であり、鮒古の拘束による膨張率の減少は

O

.106%

で、あった。 (2) 梁慌式体のひて用

h

状態の観察から、

t

揃事のある近傍の ひひ雫脱出少なく、鉄筋の拘束のない箇所のひひ警防U胡貢著 であり、

A

S

R

の膨張ーひひ割れ産生が飾部こより拘束される ことが明瞭に現れたロ (3) 梁及び立方体供試体の膨張率は測定箇所によって著し く変化した。この原因を

t

在日量するためにコアを採取したとこ ろ、膨張の少ない甑庁は内部に多数の空隙がみられた。膨張 のみられなかった箇所は、空成したゲノレによる』拐長が空隙に より解消したからであると思われる。空隊、が多量に出来た原 因は、梁及び立方体供試体のような大型供試体では、添加ア ルカリ量

9

k

g

/

m

3の状態では、コンクリートの麟吉時間が短い ので、作製する途中で硬くなり、気泡を十分に取り除くこと が出来なかったためと思われるロ (心梁及び立方体供試体から採取したコアの膨張は、空隙の 少なし、コアでは貯蔵

1

ヶ月で、

0.05%

の膨張が現れたが、空隙 の多しロアでは

0.01%

以下の膨張であり、まったく』拐長がみ られなかった。この結果から立方体供試体に膨張が現れなか った原因が明瞭となった。 参考文献 1) 森野套二、柴田国久、岩月栄治:チャート質岩のアルカ リ反応性、粘土科学(日本粘土学会誌)、

V

o

l.

2

7

p

p

.

1

9

9

2

1

0

1

9

8

7

2) 森野杢二:アルカリ反応性骨材の岩石特句考察 コンク リート工学年次講演会論文集、

p

p

.

2

4

1

-

2

4

4

1

9

8

4

3) 岩月栄治、森野蚕二・チャート骨材使用劣化コンクリート 構造から採取したコアのアルカリシリカ反応性 コンク リート工学年次論文集、

p

p

.

9

5

7

-9

6

2

2

0

0

4

4) 西山孝,佐藤秀,楠田啓,日下部吉彦,中堅手錦一:チャート 質骨材のアノレカリシリカ反応について土木学会年次学 術宵寅会講演概要集第

5

V

o

l.

4

3

p

p

.

2

4

2

4

1

1

9

8

8

5) 岩月栄治,森野蚕二,後藤鉱蔵:チャート質骨材のアルカ リシリカ反応性と実構造物の劣化について土木学会年 次学術葬演会講演概要集第

5

V

o

l.

4

2

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.

4

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6

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岩 月 射 台 、 血 剤l鵬、森野蚕二:長期間貯蔵した

A

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R

モ ルタノレバーの膨張挙動と実概劃殉の劣化

i

こっし、て、土木 学 会 第

5

3

回年次学術講演会講演概要集、第

5

部、

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.

2

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7) 岩月射台、森野杢二、羽即百、皿井岡)1典:各種樹夜に浸 漬した

A

S

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コンクリート角柱の膨張挙動、土木学会中部 支部平成

1

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年度研究発表会講演概要集、

p

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.

5

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-

5

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2

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8) 釣田修宏、対七倉田村夫、伊藤秀敏、万治孝二ーアルカリ 骨材周芯を生じた鉄筋コンクリート橋台の劣化性状、土 木学会年次斡│講演会前謝腰集

V

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l.

5

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.

6

1

6

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1

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0

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9) 野村昌弘平俊勝,片山哲哉鳥居和之:カナダ法によるコ ンクリートコアの残留膨張性の評価土木学会年次学術 講 演 会 荷 崩 鯉 集 第

5

V

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l.

5

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11) コンクリート委員会:アルカリ反応骨材の与備刷新 の重み一、土木学会平成

1

6

年 度 全 国 大 会 研 銅 論 会 研8 資料、

2

0

0

5

1

2

)

土木学会コンクリート委員会アルカリ骨材即散す策小委 員会、編集土木学会:アルカリ骨材回開策/)委員鉢民 告書鉄筋硯新と新たなる対応、

2

0

0

5

侵 理 平 成

1

8

3

1

8

日)

参照

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