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論文

受熱した鉄筋コンクリートの付着強度に及ぼす再水和の影響

宮部 あづさ*; 小山 拓*; 西尾 悠平*; 鈴木 裕士; 兼松 学*

コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集(CD-ROM), 19, p.59 - 64, 2019/10

本研究では、加熱後の再養生による鉄筋コンクリート(RC)の付着強度の回復メカニズムを解明するため、加熱履歴を600$$^{circ}$$C、再養生期間を0, 3, 7日とした冷間引抜試験および化学分析を行った。さらに、試験体内部を中性子トモグラフィーで可視化した。実験結果として、600$$^{circ}$$Cで加熱したRCの付着強度は再養生3日後には回復した。再水和したコンクリート中では、水酸化カルシウムが増加した一方でC$$_{2}$$Sが減少する傾向が見られた。また、加熱後に比べ再養生後は中性子線の透過率が低く、再水和により水和物が生成された可能性が示唆された。

論文

中性子ビーム技術を用いた鉄筋コンクリートの変形破壊挙動の評価

上野 一貴*; 鈴木 裕士; 小山 拓*; 西尾 悠平*; 兼松 学*

コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集(CD-ROM), 18, p.647 - 650, 2018/10

本研究では、中性子イメージング技術と画像処理技術を組み合わせることで、コンクリート内部に分散したガドリニウムマーカの動きを精度よく評価できる技術を開発した。次に、中性子イメージング技術と中性子回折法を組み合わせて、鉄筋コンクリートの引張載荷時の付着劣化挙動を評価した。その結果、中性子イメージング技術により得られるコンクリートの変形挙動と、中性子回折により得られる鉄筋の応力分布を比較・検討することで、鉄筋コンクリートの付着劣化挙動の評価が可能になることを示した。

論文

中性子回折法を応用した新しい付着応力度測定技術

鈴木 裕士; 楠 浩一*; 兼松 学*; 向井 智久*

コンクリート構造物の非破壊検査シンポジウム報文集,6, p.343 - 348, 2018/08

中性子回折法は材料深部の応力を非破壊・非接触で測定できる手法として良く知られている。われわれは、世界で初めて鉄筋コンクリートの付着力評価に中性子回折法を応用し、コンクリートに埋設された鉄筋の付着応力度分布の非破壊・非接触測定に成功した。これまでに、鉄筋コンクリートの定着力や曲げ付着力の評価、また、ひび割れや鉄筋腐食に伴う付着劣化の評価などに応用してきた。最近では、あと施工アンカーの付着性能評価など、新しい施工技術の開発研究にも応用が広がっている。本稿では、これまでに得られた成果を総括して紹介する。

論文

中性子技術を用いたRCの腐食ひび割れの補修による鉄筋付着性能回復の検証

関根 麻里子*; 鈴木 裕士; 兼松 学*

コンクリート工学年次論文集(DVD-ROM), 40(1), p.1545 - 1550, 2018/07

本論文は、これまで難しいとされてきた鉄筋コンクリート内の健全および腐食した鉄筋、さらに腐食ひび割れに補修を施した鉄筋コンクリート内の腐食鉄筋の応力分布を工学材料回折装置を用いて精度良く測定し、また、中性子イメージング装置を用いたCT撮影により試験体内部のひび割れ分布と補修材充填状態を確認した。検証の結果、腐食グレードによる付着応力度分布の変化を捉えることができた。また、腐食ひび割れに対して補修材を施工した場合、摩擦力の向上およびコンクリートの拘束効果の回復によって付着が回復することが確認された。

論文

中性子回折法による曲げとせん断を受けた鉄筋コンクリートの付着応力度の非破壊評価

鈴木 裕士; 楠 浩一*; 佐竹 高祐*; 兼松 学*; 小山 拓*; 丹羽 章暢*; 椛山 健二*; 向井 智久*; 川崎 卓郎; Harjo, S.

非破壊検査, 67(4), p.180 - 186, 2018/04

本研究では、中性子回折法により二次元的に配筋した主筋およびせん断補強筋の応力分布を測定することにより、曲げモーメントを負荷した鉄筋コンクリート梁試験体の付着挙動を評価した。その結果、周囲のコンクリートによる主筋横方向の変形拘束が無視できるほどに小さいという前提に基づき、試験体を回転することなく、曲げ付着挙動の評価の鍵となる主筋の付着応力度分布の変化、およびせん断補強筋の軸応力変化の定量評価に成功した。ひずみゲージ法により測定されたコンクリートの巨視的な変形挙動との比較により、載荷に伴う曲げひび割れの発生と、それに続くせん断ひび割れの発生が、その周辺における付着劣化の原因となり、それに伴い主筋軸応力分布が変化することを確認した。本研究により、中性子応力測定技術は、鉄筋コンクリート梁の曲げ付着挙動の評価にも有効な手段であることを確認した。

論文

中性子回折法による鉄筋コンクリートの付着応力度分布の非破壊測定

鈴木 裕士; 楠 浩一*; 兼松 学*; 向井 智久*

コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集, 17, p.179 - 184, 2017/10

中性子回折法は材料深部の残留応力を非破壊・非接触で測定できる手法の一つとして知られている。われわれは、世界で初めて、鉄筋コンクリートの付着挙動の評価に中性子回折法を応用し、コンクリート内部に埋設された鉄筋の付着応力度分布の非破壊・非接触測定に成功するとともに、コンクリートのひび割れや鉄筋腐食に伴う応力分布の変化を捉えることにも成功した。このように、中性子回折法は鉄筋コンクリートの付着挙動の評価に有効なひずみ測定技術であり、今後、鉄筋コンクリートの構造力学研究や構造材料研究に広く応用されると期待される。本論文では、これまでに得られた成果を総括する。

論文

Structural engineering studies on reinforced concrete structure using neutron diffraction

鈴木 裕士; 楠 浩一*; 兼松 学*; 向井 智久*; Harjo, S.

Materials Research Proceedings, Vol.2, p.25 - 30, 2017/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:46.32

これまでの研究において、コンクリート内部の鉄筋の応力分布を測定するうえで、中性子回折法はひずみゲージ法に代わる新たな測定技術になりうることが示された。本研究においては、鉄筋コンクリート構造の構造力学研究における中性子回折法のさらなる可能性を見出すために、中性子回折法による付着応力度評価の可能性について検討した。中性子回折法により測定した付着応力度分布には、鉄筋とコンクリート間の不均一な付着状態を示唆するいくつかのピークが見られた。この結果は、位置分解能の高い中性子回折法により、鉄筋の節周りに生じる局所的な付着抵抗状態の評価が可能であることを示している。中性子回折法により測定した付着応力度分布は、鉄筋コンクリート構造における鉄筋とコンクリート間の付着メカニズムの詳しい理解につながるものと期待される。

論文

Seismic simulations for performance based monitoring of frame structures

Atanasiu, G. M.*; 羽間 収; Guo, Z.; 矢川 元基*

Proceedings of 2nd International Conference Lifetime Oriented Design Concepts (ICLODC 2004), p.449 - 458, 2004/03

鉄筋コンクリートビルの地震時における安全性を評価するため、動的な線形及び非線形シミュレーションを行った。その安全評価を行ううえで、本研究においては確率論的な危険レベルに基づく地震動入力データを用いることとした。幾何学的に異なる数種類の鉄筋コンクリートビルモデルを作成し、それらと対応する1質点モデルも同時に作成し、数値シミュレーションによるケーススタディを遂行した。本研究では地震動入力として、実際に1994年にアメリカ西海岸で起きたノースリッジ地震で記録された加速度を用いた。これら入力は全て確率論的にスケーリングが施されたものを用いた。比較のため、阪神淡路大震災時における神戸の地震動データも入力として数値シミュレーションを行った。

報告書

低レベル放射性廃棄物処分用コンクリート構造物の劣化速度の評価方法に関する調査及び試算

大越 実

JAERI-Review 97-009, 32 Pages, 1997/08

JAERI-Review-97-009.pdf:1.24MB

低レベル放射性廃棄物の埋設処分施設の人工バリア材として使用される鉄筋コンクリートの劣化要因及び劣化速度の評価手法について、文献調査を実施するとともに、その調査結果を基に劣化速度の試算を行った。その結果、主要な劣化要因としては、鉄筋の腐食、水酸化カルシウムの溶出、硫酸塩による侵食、凍結溶解及びアルカリ骨材反応を考慮すれば十分であることがわかった。また、調査結果及び試算結果によれば、製作時における品質保証及び品質管理が適切に実施されれば、鉄筋コンクリート構造物は、相当長期間にわたってその健全性を維持することができるものと考えられ、米国等において要求されている処分施設としての寿命期間である500年を十分満足するものと判断された。

論文

電気絶縁鉄筋を利用したコンクリート構造物の設計研究,その9; $$gamma$$線照射による電気絶縁劣化試験

圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 篠田 吉央*; 中越 章雄*; 堀内 誠*

日本建築学会大会学術講演梗概集; 北陸, p.1043 - 1044, 1992/08

本研究は、核融合実験炉建家で考えられる鉄筋・鉄骨を流路とする電流による計測・制御機器の誤動作・機能障害及び鉄筋・鉄骨の電食等の電気的障害の防止のため、電気絶縁鉄筋によるコンクリート構造物の電気的絶縁化を目的とした一連の研究の一つである。核融合実験炉建家の設計段階で想定される$$gamma$$線照射環境に於いて電気絶縁鉄筋の絶縁性能を調べるため、D19のエポキシ樹脂塗装鉄筋試験体と30mmのかぶり厚さを持つ鉄筋コンクリート試験体に$$gamma$$線を照射し、照射前後でインピーダンスの計測を行った。エポキシ樹脂塗装鉄筋試験体は、約10MGyから絶縁劣化を生じたが、鉄筋コンクリート試験体は、約20MGyの照射量においても絶縁性に影響は、認められなかった。

報告書

東海事業所施設の経年変化対応策研究(平成3年度報告書)

瓜生 満; 篠原 孝治; 山本 勝; 里子 博幸; 照井 新之助

PNC-TN8410 92-074, 133 Pages, 1992/04

PNC-TN8410-92-074.pdf:3.8MB

本報告書は、経年変化対応策の一環として、建設工務管理室において実施した経年変化評価手法等の調査・検討の結果をまとめたものである。平成3年度においては、経年変化対応策安全研究総合計画の策定、建物劣化診断優先度判定法の開発、経年変化評価手法の検討を目的とした予備調査の実施等、建物を重点に調査・検討を進めてきた。予備調査の内容としては、建物の維持管理に必要な基本的条件を明確に記録・保存するための構造等仕様リストの作成及び建物の管理者が特別な装置を使用せずに建物の外観の異常箇所を目視で日常的に点検できる劣化診断チェックリストの作成を行うとともに、建物劣化診断優先度判定法により選考された一部の建物について劣化状況概要調査(内部実施)を実施した。また、既に一般産業界で開発されている劣化診断技術及び評価手法等についても調査を行い、複数の劣化診断技術により選考された再処理工場等の建物について調査を実施した。調査の結果、一部の建物を除き経年に伴う劣化が進行していることを確認するとともに、各種劣化診断技術の有効性を把握した。

論文

電気絶縁を目的としたエポキシ樹脂塗装鉄筋の大型電気構造物への適用

圷 陽一; 大川 慶直; 堀内 誠; 辻 恒平*

コンクリート工学論文集, 3(1), p.65 - 76, 1992/01

本研究は、核融合実験炉建屋の電気的障害の防止を目的として、エポキシ樹脂塗装鉄筋の適用を検討し、その電気的絶縁性に関して実験を行ったものである。実験は、アルカリ溶液及びコンクリート中でのインピーダンス測定試験および絶縁破壊試験を行った。また、予想される劣化環境の試験として、機械的・電気的複合劣化試験、熱的劣化試験および化学的劣化試験を行った。あわせてコンクリートの付着性能試験、機械的継手部の絶縁性能試験および継手性能試験も行った。本研究より、エポキシ樹脂塗装鉄筋は、鉄筋交差部を絶縁化した従来の絶縁方法に比べ、絶縁性能が大きく供用期間中に考えられる。各種劣化環境においても十分な絶縁性能が維持されることを確認した。

論文

Application of epoxy-coated reinforcing bars to large electric structure for electric insulation

圷 陽一; 大川 慶直; 堀内 誠*; 辻 恒平*

Transactions of the Japan Concrete Institute,Vol. 14, p.217 - 230, 1992/00

本研究は、核融合実験炉建家で考えられる鉄筋・鉄骨を流路とする電流による計測・制御機器の誤動作・機能障害及び鉄筋・鉄骨の電食等の電気的障害の防止のため、電気絶縁鉄筋を検討し、その電気絶縁性に関して実験を行い、従来の絶縁方法に比べ絶縁性能が大きく、供用期間中においても十分な絶縁性能を維持することを明らかにしたものである。本論文は、すでに「コンクリート工学論文集VoL.3,No.1」に発表したものであるが、ITER(国際熱核融合実験炉)建家の電気絶縁化設計を行うにあたり、広く世界のコンクリート工学専門家の意見を伺うために、英文論文集として、世界の主要大学、研究所に送付される本論文集に投稿したものである。

論文

鉄筋コンクリート厚板のせん断耐力に関する実験的研究

内田 孝; 坪井 善勝*

日本建築学会論文報告集, (70), p.32 - 37, 1962/02

東海村日本原子力研究所原子炉建家の基礎板は、厚さ2.2m~2.5mの鉄筋コンクリート厚円板である。また埋立地に建設するコンビナート施設、たとえば発電所の基礎などは、岩盤まで沈めた一連のケーソンに支えられた一枚の鉄筋コンクリート厚板である。このように従来の薄板に比し、シャースパン/板厚の値の小さい厚板では、載荷点近傍の応力が問題となり、この応力は一般の薄板理論から導かれる式とはいちぢるしくかけ離れている。ベズーホフはガレルキンの研究を引用して、板厚の他の最小寸法に対する比が1/10以上は厚板と考えねばならないと述べている。著者らはさきに、曲げ歪みと破壊性状について厚板と薄板との比較予備実験を行い、次いでNadaiの弾性理論式により厚板の載荷点近傍の数値計算を試みた。(末発表)ここで、発表しようとするのは、厚板のせん断耐力に開する実験報告である。既往の鉄筋コンクリート板の論文は、曲げについてが大部分であり、せん断耐力に関して少く、特に厚板に限定したのは皆無のようである。

口頭

中性子回折法を用いた鉄筋コンクリートの構造力学研究の取組み

鈴木 裕士; 楠 浩一*; 兼松 学*; Harjo, S.

no journal, , 

中性子応力測定技術は、中性子線の回折現象を応用した応力・ひずみ測定技術であり、材料深部の応力・ひずみを非破壊・非接触で測定できる特長を有する。著者らは、世界で初めて鉄筋コンクリートの構造力学研究に中性子回折法を応用し、普通強度コンクリートに埋設された鉄筋について、十分な精度でひずみ分布測定が可能であることを実証するとともに、コンクリートのひび割れや鉄筋腐食に伴う付着劣化の評価を可能にした。中性子回折法の応用は、鉄筋コンクリートの構造力学研究に新たな知見を与えるものと期待される。

口頭

レーザー生成超音波を用いた鉄筋コンクリートの腐食検出に関する基礎検討

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 竹仲 佑介*

no journal, , 

腐食を有する鉄筋にレーザー生成超音波を励起し、その超音波波形からコンクリート内部の腐食を検出する。腐食を有する鉄筋コンクリートは電食法を用いて作成し、レーザー生成超音波はナノ秒YAGパルスレーザーを用いて励起する。鉄筋腐食は、コンクリート-鉄筋間の付着性に影響を与えるため得られる超音波波形は健全な鉄筋と比較して異なる。発表では実験で得られた波形と考察を報告する。

口頭

飛行時間中性子回折法を用いたRC部材の曲げ付着応力度の評価

佐竹 高祐*; 楠 浩一*; 向井 智久*; 兼松 学*; 小山 拓*; 鈴木 裕士

no journal, , 

本研究では、曲げモーメントを負荷した梁型の鉄筋コンクリート試験体について、中性子回折法により曲げ付着挙動を評価することを目的とした。本実験は、大強度陽子加速器施設J-PARCの物質生命科学実験施設MLFに設置された工学材料回折装置TAKUMIを用いて行い、主筋およびせん断補強筋の軸応力分布を測定した。その結果、中性子応力測定技術における従来知見を応用した新しい測定手法の提案により、曲げ付着挙動の評価の鍵となる主筋の付着応力度分布の変化、およびせん断補強筋の軸応力変化の定量評価に成功した。これにより、載荷に伴う曲げひび割れの発生と、それに続くせん断ひび割れの発生が、その周辺における付着劣化の原因となり、それに伴い主筋軸応力分布が変化することを確認した。また、せん断ひび割れの発生により、コンクリートの乾燥収縮に伴い発生したせん断補強筋の圧縮応力が緩和したことを確認した。このように、中性子回折法を用いることで、梁型の鉄筋コンクリート試験体内部の主筋およびせん断補強筋の非破壊・非接触応力測定が可能であり、その結果から、曲げ付着挙動の推定が可能であることが分かった。

口頭

Proposal of in-service monitoring using a deformed steel combined with heat resistant FBG sensors

西尾 悠平*; 西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 鈴木 裕士; 兼松 学*

no journal, , 

鉄筋コンクリート構造体は火災時に損傷を受けるが、高温での鉄筋コンクリートの特性変化についてはよく知られていない。そのためには高温での鉄筋コンクリートの機械特性の計測技術が必要とされている。鉄筋コンクリートに実装された耐熱FBGセンサは鉄筋に与える機械特性の変化を最小限に保ちつつ、高温での歪特性の計測が可能である。本研究では、鉄筋への耐熱FBGセンサの実装とこれを使用した高温歪計測試験の概要について発表する。

口頭

中性子ビーム技術を用いた鉄筋コンクリートの変形破壊挙動の評価

上野 一貴*; 鈴木 裕士; 小山 拓*; 関根 麻里子*; 西尾 悠平*; 兼松 学*

no journal, , 

本研究では、中性子イメージングと画像解析を組み合わせた鉄筋コンクリート内部の変形挙動評価技術により、引張変形に伴うコンクリート内部のひび割れ発生の様子を捉えることを目的とした。コンクリート内部に二次元的に分散させた酸化ガドリニウムマーカを中性子イメージングにより撮像し、そのマーカの動きを画像解析により評価した結果、ひび割れ発生に伴うマーカの移動を捉えることに成功した。また、中性子回折により得られる鉄筋の応力分布を比較・検討することで、鉄筋コンクリートの付着劣化挙動の評価が可能になることを示した。

口頭

中性子回折法を用いたRC部材の曲げ付着機構に関する実験的研究,1; 中性子回折法による応力測定技術の応用

鈴木 裕士; 佐竹 高祐*; 楠 浩一*; 兼松 学*; 向井 智久*

no journal, , 

鉄筋コンクリート構造は、鉄筋とコンクリートの複合構造であるため、その一体性を確保するためには、鉄筋とコンクリート間に働く付着機構を理解することが重要である。例えば、曲げモーメントおよびせん断力が作用する梁構造に着目すれば、曲げモーメントにより発生する曲げ付着力は、せん断力に応じて分布していることが知られている。しかし、主筋やせん断補強筋にかかる応力、特に主筋の付着力分布を精確に実測する方法がなかったために、ひび割れ等の発生に伴う局所的な付着劣化が曲げ付着性能に及ぼす影響は明らかにされてこなかった。一方、中性子回折法は、中性子線の回折現象を利用した物理的なひずみ計測法の一つであり、付着を乱すことなく、十分な精度かつ位置分解能で鉄筋の応力分布の測定が可能である。そこで本研究では、鉄筋コンクリート部材の曲げ付着機構の解明に向け、中性子回折法を利用した応力測定技術の応用を目指した。その結果、中性子応力測定技術により、鉄筋コンクリート梁試験体の主筋およびせん断補強筋の応力分布測定が可能であることを示した。

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