コンクリート研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要| ＜材料施工部＞ |
コンクリート研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
研究期間：平８〜平12
担当者 ： 河野広隆、渡辺博志、田中良樹、古賀裕久
鉄筋コンクリートの設計における鉄筋のかぶりやあき、ハンチ、配筋などの構造細目は、構造物の耐久性に大きな影響を及ぼすことが知られているが、その影響度は必ずしも明確にされていない。今年度は昨年度に引き続き、ＲＣ部材のせん断抵抗の一つとされる、主鉄筋のダウエル作用に関する検討を行った。せん断ひび割れ発生後のＲＣ部材のせん断抵抗として、特に圧縮鉄筋のダウエル作用が機能していること、ダウエル作用は主鉄筋径が大きいほど大きくなるが、鉄筋径の増加に対するダウエル作用の増加程度は、鉄筋径増加とともに低下することが明らかとなった。
研究期間：平９〜平12
担当者 ： 河野広隆、森濱和正、片平博、田中良樹、古賀裕久
今後、コンクリート構造物の耐久性評価を行うためには、コンクリート自体の耐久性や鋼材保護性能に密接に関係する水セメント比や養生条件の良否等を把握できる試験方法が必要と考えられる。そこで、10年度まで室内試験で検討してきたフレッシュコンクリートの単位水量推定方法を現場で適用し、合理的な品質管理法を提案した。また、硬化後の構造物のコンクリート品質を、電気抵抗測定によって評価する方法について基礎的検討を行った。一方、舗装などの部材については、コンクリート部材の厚さを確保することが耐荷力・耐久性を確保する上で重要になることから、超音波等を用いた非破壊のコンクリートの部材厚さ測定についても検討を行った。
研究期間：平10〜平12
担当者 ： 河野広隆、片平博
コンクリート構造物に関する外部コストを考えるとき、コンクリート用骨材の有効利用法の確立は重要であり、有効利用促進のためには、まず、骨材をめぐる全国的な情勢を整理する必要がある。11年度はコンクリート用骨材の全国実態調査結果を元に、骨材物性の地域的な特徴、骨材供給上の問題点、コンクリートの品質に与える影響等について検討を行った。この結果、地域的には密度・吸水率のやや劣る骨材でも有効利用を図る必要があること、天然骨材の供給の減少に伴って砕石・砕砂等の増加が考えられること、粗骨材の実積率がコンクリートの単位水量に与える影響が大きいことなどが明かとなった。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 河野広隆、田中良樹、古賀裕久
既設のコンクリート構造物を適切に維持管理していくためには、その安全性を精度良く把握しておく必要がある。しかし、長年の供用とともに種々の補修、補強が施されたコンクリート構造部材の耐荷性状は複雑であり、その耐荷力算定の基礎となる十分なデータや適切な算定モデルがほとんどないのが現状である。
本研究では、国の内外における耐荷力算定事例、補修補強事例をふまえた上で、既設のプレストレストコンクリート部材の耐荷力算定手法確立をめざして、断面補修された暴露供試体を用いた実験的検討を行った。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 河野広隆、渡辺博志、田中良樹
道路橋のストックは膨大なものとなっており、これらの将来の維持更新に係わる負担増を抑制するためにはライフサイクルコスト（ＬＣＣ）を最小化させる必要がある。そのためには最小限の維持管理で最大限の寿命を実現するミニマムメンテナンス(ＭＭ)のコンセプトに基づく橋梁の建設が不可欠である。コンクリート橋におけるＭＭを実現するためには材料利用技術、設計・施工技術、維持管理技術の充実とＬＣＣの適切な評価が必要である。このことから、コンクリート研究室、橋梁研究室は建設省技術研究会(直技)での地建等と連携した各種調査研究(H11-12)及び(社)プレストレスト・コンクリート建設業協会との共同研究(H11-13)とともに本試験調査を実施している。このうち、コンクリート研究室では、ＭＭ橋の実現のためには適切な塩害対策が不可欠であると考え、道路橋の塩害対策指針(案)の見直し・向上を目標に掲げている。11年度は、主として、塩害を受けたＰＣ橋の載荷試験及び解体調査を実施するとともに、プレキャストセグメント工法を用いたＰＣ橋（セグメント橋）の継目部の塩害対策について実験的検討を実施した。
研究期間：平８〜平11
担当者 ： 河野広隆、渡辺博志、田中良樹
設計基準強度が70〜80MPaの高強度コンクリート(ＨＳＣ)は、部材断面の縮小による軽量化、施工の省力化といったメリットがある他、ＨＳＣは密実なコンクリートであることから塩分浸透抵抗性をはじめ高い耐久性が期待でき、橋梁等のライフサイクルコストの低減に寄与するものと考えられる。ＨＳＣを用いたプレキャストコンクリート部材については、既に道路橋示方書の中で設計に必要な諸規定が盛り込まれているが、現場打ちＨＳＣに関しては施工上の留意点が明確になっていなかったことなどから積極的な使用が認められていない状況にある。ＨＳＣを25mを超える橋梁にも適用していくためには、現場打ちＨＳＣの実用化が不可欠であることから、(社)プレストレスト・コンクリート建設業協会との共同研究の下でＨＳＣの施工に関する検討及び耐久性に関する検討を行った。
研究期間：平９〜平11
担当者 ： 河野広隆、森濱和正、古賀裕久
ダムコンクリート用骨材の製造時には微粒分が、火力発電所からはフライアッシュが発生するなど、各種粉体が大量に発生している。環境保全や資源の有効利用の観点から、これらの活用が望まれており、ダムコンクリートの品質と施工性を改善するために、粉体を利用した場合のダム用コンクリートの配合設計方法の確立を検討してきた。11年度は、高流動コンクリートについて、粉体量、スランプフローと強度、耐久性の関係を調査した。これまでＲＣＤ用、外部用の有スランプ、高流動というコンシステンシーの異なるコンクリートへ石粉を適用し、それぞれワーカビリティー、硬化コンクリートの品質が改善されることが明らかになった。
研究期間：平９〜平12
担当者 ： 河野広隆、片平博
自然を生かした川づくり」を目指した河川整備事業の推進が求められているが、この実現には治水面での安全性が高く、かつ豊かで多様な動植物の生息・生育の可能な低コストの護岸工法の確立が急務である。ポーラスコンクリートは比較的高い強度を有し、また空隙部に植生基盤材を充填することで緑化や微小生物の生息が可能となるため、多自然型河川護岸への適応に期待が高まっている。
本研究はポーラスコンクリートの基礎性状、河川護岸への適応方法、品質管理法等について検討を行うものである。11年度はポーラスコンクリートの現場施工時の品質管理法について検討し、フレッシュ性状判定法ならびに空隙率測定法について提案した。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 河野広隆、渡辺博志、田中良樹
公共交通施設におけるコンクリートの落下事故を契機に、コンクリート構造物のより適切な維持管理が求められている。特に、コンクリートの剥落防止は、構造物自体の性能確保のためにも必要であるが、第三者への被害を防ぐという観点でも捉える必要がある。これに関する構造物の点検を精度よくかつ効率的に実施するためには、対象となるトンネルや橋梁の数が膨大であることから、従来の目視点検だけでは必ずしも十分でなく、非破壊検査機器の開発を含む新たな検査手法の導入が必要であると考えられる。現在、この分野の非破壊検査技術はまだ開発途上にあるが、早急に点検を開始する必要があることを考えると、ある程度実用化されている既存の非破壊検査機器等を利用した短期的なアプローチも必要である。
そこで本調査では、コンクリートの剥落の兆候を見出すためのコンクリート検査車の実用化の検討を行った。まず、既存の検査機器の機能、性能を調査し、各種検査機器を車両に搭載する際の問題点の抽出とその解決策の検討を行った。その上で、これらの検査機器を搭載したコンクリート検査車の原案を作成した。
研究期間：平11〜平12
担当者 ： 河野広隆、片平博
ダムの合理化施工法として定着したＲＣＤ工法ではパイプクーリングやジョイントグラウチングが不可能なことから、上下流方向には連続した構造体として打設されるために、特に入念な温度規制が必要となる。また、ダム堤体の挙動も従来工法のダムとは異なる可能性がある。この調査では、ＲＣＤ工法によって建設された宮ヶ瀬ダムを対象に、コンクリート打設以降の堤体内温度分布の変化や応力分布について実測解析を行い、ＲＣＤ用コンクリートの物性やダムの挙動を明かにするものである。くわえて、宮ヶ瀬ダムの今後の管理運営に役立てるものである。11年度はダム堤体内温度分布を明かとし、温度降下によって生じる拘束ひずみ量について概略の検討を行い、計画時の推定値と比較した。
研究期間：平10〜平11
担当者 ： 河野広隆、片平博
殿ダムは中国地方建設局で建設中のロックフィルダムであり、洪水吐に約10万m3のコンクリートを施工する。このコンクリート用骨材として現地材料が使用可能であるかどうかを検討するものである。11年度は10年度に引き続き、現地材料の凍結融解耐久性について検討し、コンクリート用骨材としての使用が可能であることを確認した。また、骨材中に存在する粘土鉱物の影響によってフレッシュコンクリートの凝結が促進される傾向があり、対策として超遅延剤の有効性を確認した。