It is effective to apply lightweight concrete to reinforced-concrete (RC below) deck in making lighter weight bridge superstructure. It is, however, reported that the fatigue durability of light-weight RC deck is inferior to that of ordinary RC deck with the equivalent design compression strength. On the other hand, the expansive additive is used to reduce initial cracks of RC decks, and it is confirmed that the expansive additive is effective to enhance fatigue durability. The aim of this research effort is to put the lightweight RC bridge deck to practical use, which includes proper amount of the expansive additive in order to in-duce chemical prestressing within the deck. The hardening characteristic and expansion characteristic of the lightweight concrete combined with expansive additive are confirmed through variety of component tests using small specimens, and it is also confirmed that the deck has superior fatigue durability com-pared to ordinary RC one through a series of wheel load driving tests using actual-sized deck specimens.
コンクリート構造物の耐久性に影響を及ぼす一因として，乾燥収縮ひび割れがある．R. Torrentが考案したダブルチャンバー法による透気試験結果には，乾燥収縮と関係性が深いコンクリート表層の水分量が影響するとされる．本研究では供試体を種々の実験環境下におき，コンクリート表層の相対湿度測定，透気試験および蛍光エポキシ含浸によるひび割れ発生程度の観察などからなる実験と乾燥収縮解析を実施した．その結果，透気係数にはコンクリート表層の水分量が主に影響すること，表層ひび割れの挙動が水分量の挙動に依るため，透気係数と表層の微細ひび割れの発生程度には関係性が見られること, ひび割れ密度が一定値以上となると，透気係数と微細ひび割れの発生程度の関係性に変化が生じることが明らかになった．
豆板を取り除いて断面修復する従来の補修工法では，連続的な補修境界面（界面）ができ，補修部が剥離・剥落する可能性がある．本研究では，豆板を取り除かずにエポキシ樹脂を注入して補修する工法を提案し，その提案工法で補修したRCはりと従来工法で補修したRCはり試験体を用いて，補修部の挙動に着目した正負繰返し曲げ載荷試験を行った．豆板のない健全な試験体と比べ，提案工法で補修した試験体の補修部の曲げひび割れ発生荷重は増大し，ひび割れ幅は減少した．また，界面位置での剥離は生じなかった．一方，従来工法で補修した試験体の界面剥離は載荷当初より発生し，補修部のひび割れ幅・剥離幅は載荷とともに増大した．従来工法で補修した試験体の界面剥離挙動について分析し，正負繰返し載荷は界面剥離を進展させる要因となることを確認した．
外面リブ付鋼管を有するコンクリート合成構造橋脚は,橋脚断面内に鉄筋の一部を代替するもので,施工の省力化と工期の短縮が可能となる.本橋脚の柱模型試験体15体の正負交番載荷実験結果をもとに,損傷の進展を整理し終局点を定義した.さらに,終局変位塑性率に与える要因の分析を行い,横拘束筋の体積比および曲げせん断耐力比と高い相関があることを明らかにした.本論文では,これらの要因を考慮した横拘束鋼材体積比κという概念を用いて,本橋脚の終局変位塑性率を比較的精度良く評価できることを明らかにした.
本研究では，高品質セメント系材料の持つ特徴的な遮塩性能を再現することを目的とし，微小空隙に着目した塩化物イオン移動モデル・液状水移動モデルの高度化を図った．感度解析によって抽出された既往モデルの適用限界に基づき，塩化物イオン経路に関する限界となる空隙径を設定すると共に，液状水に対して壁面から作用する摩擦抵抗を考慮することで，緻密な空隙構造を持つセメント硬化体について長期で液状水移動が停滞し，塩分移動が抑制されることを再現可能とした．モルタルを用いた塩水浸せき試験によって，低水セメント比における高い遮塩性能を精緻に測定するとともに，修正モデルを用いることで緻密なセメント硬化体中の塩分浸透挙動を良好に追跡可能であることを示した．
コンクリート構造物の維持管理の観点から,連続繊維補強材は,高耐久性が要求される補修,補強材料としてますます期待が高まってきている.筆者らは,連続繊維補強材のなかでもCFRPより線は,グラウンドアンカー工法や外ケーブル工法あるいは一般のPC部材,さらには斜張橋や吊橋のケーブルなど,緊張材としての適用が材料の持つ特性を最大限に発揮できると考えている.CFRPより線を緊張材として用いる場合,設計上の重要な機械的特性には,引張強度特性,リラクセーション特性,疲労特性が挙げられる.本論は,この3つの機械的特性について新たな知見も加えて総括的に取りまとめたものであり,CFRPより線を緊張材として用いた構造物の維持管理や新設構造物の設計の基礎的な資料として重要な役割を果たすものと考えられる.
配合設計段階において，コンクリートの材料分離抵抗性を照査する手法を確立するための基礎的検討として，使用材料の物理的性質や配合条件からモルタルのブリーディング水量を予測するモデルを提案した．水とセメントの混合比によりセメントの凝集の程度が異なることを考慮して，凝集後のセメント粒子群の表面積から算出したセメントの拘束水量と，モルタルフロー試験により得られる相対フロー面積比と水セメント容積比の関係から算出した細骨材の拘束水量を用いることで，モルタルのブリーディング水量を概ね予測できることを示した．
Continuous acoustic emission (AE) monitoring in reinforced concrete (RC) was conducted to investigate the corrosion process. In experiments of an accelerated corrosion test and a cyclic wet-dry test, two periods of high AE activities were observed. These AE sources are classified by AE indices of the RA value and the average frequency and the b-value of AE amplitude distribution. At the 1st period, generation of small shear-type cracks is identified. From ingress of chloride ions analyzed, chloride concentration at the cover thickness of the reinforcing steel (rebar) was just over the lower-bound threshold for the initiation of corrosion. Although rebars were removed from the specimen, no corrosion products were observed. The surface of rebar was then examined by the scanning electron micrograph (SEM). The results showed that ferrous ions on the rebar surface disappeared, suggesting that the initiation of corrosion is associated with small AE events of the shear type. Approaching the 2nd period, large-scale tensile cracks were identified by AE. Chloride concentration at the cover-thickness was higher than the threshold level prescribed in the codes. Once rebars were removed, corrosion products were visually observed. This implies that the 2nd AE activities correspond to tensile cracks, which obviously result from concrete cracking due to expansion of corrosive products. These results show that the corrosion process of rebars is identified at the onset of rebar corrosion and at the nucleation of concrete cracking by continuous AE monitoring.
微小空隙中における液状水の流動は，壁面からの摩擦の影響を受けることにより，特徴的な挙動を示す．本論文では，粘塑性流体モデルに用いられる降伏値の概念を準用しつつ，微小空隙中の液状水の流動に対して，液状水の流動に必要な始動動水勾配および流動を停止させる停止動水勾配の概念を新たに導入することを提案した．さらに，要素実験の結果から構築した粘性挙動モデルを組み合わせることによって，微小空隙中の液状水の流動を記述する工学モデルを構築し，液状水で飽和したコンクリートの透水実験の結果を再現することに成功した．
コンクリート構造物の塩害対策の一つとして,表面含浸材による劣化防止工法が採用されることがある.本研究は,表面含浸材を塗布したコンクリート供試体の長期暴露試験を通して,表面含浸材を塗布したコンクリートの塩化物イオン浸透性状,見かけの拡散係数等について検討したものである.本報告は,試験開始から5年目までの検証結果を取り纏めたものであり,これまでの検討により,暴露5年後においても表面含浸材の効果が十分継続していること,その効果は強度の低いコンクリートに対してより有効であること等が明らかになった.
高解像度を実現するX線CTにより，AE剤やAE減水剤を使用したモルタルの空気量，空隙径の分布および気泡間隔などの空隙構造を三次元空間で定量化した．本研究では，マイクロフォーカスX線管を通じて，直径が12mmの普通モルタルおよびフライアッシュモルタルを透視した．そして，三次元空間に散在する空隙を1画素の寸法を12μmとして抽出し，この空隙を等価空隙球へ置換することで，空隙径分布を計算した．空気量を2水準に変化させたAEモルタルは，フライアッシュの有無にかかわらず，直径が40～50μmの空隙径をピークとして300μmにまで及ぶ空隙分布であること，さらに気泡間隔係数は113～137μmであることを明らかにした．また，そのときの耐凍害性を凍結融解試験結果から検証した．
本研究では，鉄筋腐食により主鉄筋の定着不良を生じたRCはり部材の曲げ耐荷性状およびせん断耐荷性状評価を目的として，断面諸元，鉄筋腐食レベルなどが異なるRCはり部材に対して曲げ載荷実験を実施した．主鉄筋軸方向ひずみ分布性状に基づき，設計時からの耐荷機構の遷移や耐荷性状について検討を行った結果，主鉄筋の付着劣化に伴い，主鉄筋を介して，荷重が支点外側の領域まで伝達した場合，はりの耐荷機構が梁機構からアーチ機構に変化した．その際の耐荷性状は定着性能およびa/dに大きく影響することが明らかとなった．また，定着不良を考慮した腐食RCはり部材の残存耐力算定式を提案し，断面諸元，荷重条件によらず既往の実験結果を概ね評価可能であることを示した．
土木学会コンクリート標準示方書における設計疲労強度の算定式は,乾湿状態の影響を反映しているが,水以外の液体作用の影響については考慮されていない.したがって,絶えず海水と接する海洋コンクリート構造物や,凍結防止剤が浸透する床版コンクリートなどの疲労破壊に対する安全性については検討の余地を残しており,各種液体の浸漬により疲労強度が低下する機構を明らかにする必要がある.本論文では,繰返し圧縮応力を受けるコンクリートの疲労強度について供試体の変形特性ならびにエネルギー吸収特性の観点から検討し,浸漬液体の表面張力が高いほど界面エネルギーの低下によってサイクル毎のひずみ増加量が増大し,その結果として疲労寿命が低下することを示した.また,湿潤状態における標準圧縮強度を基準とした時間耐久線図を提案した.
アルカリシリカ反応を生じた構造物におけるシラン系表面含浸材の効果的な適用に関して検討するため,実構造物を想定した供試体を作成し約1年半にわたり屋外暴露を行った.主な実験要因として施工時期に着目し,膨張抑制効果が発揮される範囲を把握するために補修面からの距離毎に膨張率を測定したほか,膨張に影響を与える供試体内部の水分量を把握するために複数の測定孔を設け相対湿度を測定した.その結果,補修面から250mm程度までの範囲で膨張抑制効果を確認した他,早期に施工する方がより大きな膨張抑制効果を発揮することが分かった.併せて,亜硝酸リチウムの内部圧入についても同様の屋外暴露に供した結果,良好な膨張抑制効果を確認した.また,実験結果に基づき,両補修材の実構造物への適用において期待される効果等について検討した.
本報告は,重防食塗装系のコスト削減のために開発された新規塗料を用いた塗装系の耐候性と防食性に関する耐久性試験の結果である.無機ジンクリッチペイント,厚膜形エポキシ樹脂塗料,厚膜形ふっ素樹脂塗料を組み合わせた従来よりも塗装回数の少ない重防食塗装系は,良好な耐候性と防食性を有することが確認できた.ふっ素樹脂塗料以外の上塗塗料では,エポキシシリコン樹脂塗料や無機質系樹脂塗料が優れた耐候性を示した.防食性と塗膜特性の関係では,一定以上の環境遮断性があれば,塗膜に一定の負荷をかけた時に応力残存時間が短い塗膜は防食性が良いことが認められた.
本研究では，離散化した合成短繊維，マトリクスおよび両者の界面をモデル化した3次元メゾスケール解析手法を開発し，2種類のひずみ硬化型モルタルの引張破壊解析を実施した．短繊維，マトリクスおよび両者の界面に適切な材料パラメータを導入することで，比較的容易に引張試験時の応答が解析できることを明らかにした．さらに，マトリクス強度，破壊エネルギー，繊維の分布に関するパラメトリック解析により，擬似ひずみ硬化挙動や複数微細ひび割れの形成メカニズムに関する考察を行うとともに，高精度化の可能性を示した．
海洋環境下に位置する港湾RC構造物への適用を目標とし，3種類のステンレス鉄筋（SUS430, SUS304, SUS316）の耐食性に関して，コンクリート模擬溶液浸漬試験および海洋環境暴露試験による検討を行った．その結果，各ステンレス鉄筋における腐食発生限界塩化物イオン濃度は普通鉄筋と比べて極めて大きく，少なくとも12 kg/m3程度以上であると推測された．また，普通鉄筋の場合と比べて，鋼材の腐食に対するひび割れ幅の限界値を緩和できることが確認された．上記の結果を基に港湾RC構造物のライフサイクルコストを試算した結果，ステンレス鉄筋を用いた方が，普通鉄筋を用い供用期間中に補修を行う場合より安くなる可能性が示された．
本稿では低温な自然熱源では融雪用放熱管のかぶりを7cmから4cmにすると最大残雪深は約半分になる事例を最初に示した．次に，輪荷重走行載荷試験と3次元有限要素法の解析から，かぶり3.5cmと浅く放熱管を埋設しても放熱管の影響は版厚換算で2%程度の影響にすぎないことを示した．ついで，放熱管をコンクリート舗装表面から浅い位置に埋設し，かつ連続鉄筋敷設で乾燥収縮目地を無くすことで鋼管放熱管を曲げずに直線的に長く設置する構造とした．そこでは，放熱管上面までは通常コンクリートで，その上に膨張材，鋼繊維など混入のコンクリートを"WET ON WET"で打設した．こうした舗装と放熱管の融合で，経済的で耐久性と融雪能力の高い設計・施工を実現した．
本研究は，冬季に高速道路等の路面に散布する凍結防止剤（塩化ナトリウム）に起因する鉄筋コンクリート構造の橋梁壁高欄の塩化物イオン濃度の予測方法について検討を行ったものである．検討の結果から，凍結防止剤散布量と橋梁壁高欄の塩化物イオン濃度とは相関関係があり，凍結防止剤散布量からコンクリート中の塩化物イオン濃度を予測できる可能性が明らかとなった．更に，橋梁壁高欄のひび割れ発生状況を，実橋調査により明らかにし，塩化物イオンに対する設計拡散係数の算定精度の向上を可能とした． これらのことから，凍結防止剤散布地域の橋梁壁高欄の塩化物イオン濃度の予測方法を提案することができた．
本論文では，各種ポルトランドセメントに粉末度4000および6000の高炉スラグ微粉末をそれぞれ混和した広範な組成をもつ高炉セメントを試製し，高炉セメントの水和反応と微細構造形成との関係について実験および解析的検討を行った．高炉セメントの反応により生成するC-S-Hゲルのキャラクターは，ポルトランドセメント系とは大きく相違し，C-S-Hの保持するゲル水の割合は水和全過程を通じて一定でなく，水和後期において増加することが実験的に示された．そこで，高炉セメントでの空隙構造形成モデルにおいて，C-S-Hゲルの保有空隙率をスラグ反応率に応じて増加するパラメータとすることで，空隙構造の微細化や長期強度の増進といった高炉セメント硬化体の特徴的な現象を良好に再現することが可能となった．
