Neutron engineering application for structural engineering of reinforced concrete structure

中性子を用いた鉄筋コンクリートの構造力学研究

鈴木 裕士  ; 楠 浩一*; 兼松 学*

Suzuki, Hiroshi; Kusunoki, Koichi*; Kanematsu, Manabu*

近年、鉄筋コンクリート建築物といった建築・土木構造物においては、都市地震災害によるリスクを最小限に抑えるために、高い耐震性能が求められている。鉄筋コンクリート構造においては、コンクリートと鉄筋の付着抵抗が、鉄筋コンクリートの性能を議論するうえで非常に重要なパラメータの一つであり、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で評価されてきた。本研究では、そのひずみ分布測定に飛行時間中性子回折法を応用した。その結果、埋設された鉄筋の三次元変形挙動を正確に評価することができ、さらに、コンクリートひび割れ周りの鉄筋のひずみ分布や腐食鉄筋周りのひずみ分布から付着劣化を評価することにも成功した。中性子回折法は、鉄筋コンクリートの構造力学研究における新しいひずみ測定技術として期待される。

In the modern society, architectural and civil engineering structures such as reinforced concrete buildings require high seismic performance to minimize the risk exposed from urban earthquake hazards. In the reinforced concrete structures, the bond resistance between rebar and concrete is one important parameter for discussing the bond condition, and typically evaluated by measuring the strain distribution along the embedded rebar. In this study, the time-of-flight neutron diffraction technique was applied to the strain measurement of the rebar embedded in concrete. The three-dimensional deformation behavior of the embedded rebar including the axial and transverse strains was accurately measured under pullout loading. Furthermore, bond deterioration around the cracks in concrete and that around corroded rebar were successfully observed by measuring the strain distributions along rebar by neutron diffraction. The neutron diffraction technique is expected to be a novel strain measurement method for the rebar embedded in concrete for understanding actual phenomena on reinforced concrete structures.