Measuring strain and stress distributions along rebar embedded in concrete using time-of-flight neutron diffraction

飛行時間中性子回折法を用いたコンクリート内部の鉄筋の応力・ひずみ分布測定

鈴木 裕士  ; 楠 浩一*; 畠中 雄一*; 向井 智久*; 田才 晃*; 兼松 学*; 椛山 健二*; Harjo, S.   

Suzuki, Hiroshi; Kusunoki, Koichi*; Hatanaka, Yuichi*; Mukai, Tomohisa*; Tasai, Akira*; Kanematsu, Manabu*; Kabayama, Kenji*; Harjo, S.

現代社会においては、都市地震災害に伴うメガリスクを最小限に抑える事を目的として、コンクリート構造物などの建築、土木構造物に対する高い耐震性能が求められている。鉄筋とコンクリート間の付着抵抗は、コンクリート構造物の性能を議論するうえで重要なパラメータであり、コンクリートに埋設された鉄筋のひずみ分布を測定することにより評価される。本研究では、飛行時間中性子回折法を用いて、コンクリート内部の鉄筋に発生する応力・ひずみ分布測定を行った。その結果、気中養生された標準強度コンクリートに埋設された鉄筋について、引張負荷中の三次元変形挙動を高精度に測定することができた。

In the modern society, architectural and civil engineering structures such as reinforced concrete buildings require high seismic performance to minimize the "megarisk" exposed from urban earthquake hazards. In the reinforced concrete structures, the bond resistance between rebar and concrete is one important parameter for discussing its performance and it has been typically evaluated by measuring the strain distribution along the embedded rebar. Here we present an in-situ strain and stress measurements for the rebar in the reinforced concrete using time-of-flight neutron diffraction as a novel alternative technique to typical strain gauges. It was demonstrated in this study that the three-dimensional deformation behavior of the embedded rebar in normal-strength concrete, cured in air, can be accurately measured under pull-out loading using time-of-flight neutron diffraction.