鉄筋コンクリート構造物の劣化予測手法の開発

経時劣化する鉄筋コンクリート構造物について、変状発生時期や構造性能低下の予測に関する研究を行いました。

1.はじめに

鉄筋コンクリート(RC)構造物は、様々な荷重及び環境条件に置かれ、日々劣化します。膨大なRC構造物を経済的かつ効果的に維持管理するためには、かぶりコンクリートのはく落等の変状発生時期や構造性能の低下を予測し、適切な方法・時期・頻度で点検や対策を実施する必要があります。

2.はく落発生時期および構造性能低下の定量的予測手法の提案

鉄筋腐食によるRC構造物の劣化を予測するには、鉄筋腐食速度を評価することが重要です。しかし、供用中のRC構造物における鉄筋腐食速度は、材料条件や施工条件、水掛かりなどの環境条件の影響を受け、構造物や部位・部材毎に大きくばらつきます。劣化予測の精度を向上させるには、構造物や部位・部材の各種条件に応じて、鉄筋腐食速度を設定することが重要となります。そこで、目視で確認できるはく落等の変状に基づき、既往の劣化予測モデルを用いて、逆解析から鉄筋腐食速度を推定する方法を提案しました(図1)。図2は、本手法により推定した鉄筋腐食速度を用いて劣化予測した結果です。これにより、いつどこを重点的に調査すべきか、またいつどこを補修補強すべきかを客観的かつ視覚的に把握することができます。

3.はく落発生時の鉄筋腐食量評価手法の提案

はく落発生時の鉄筋腐食量は、かぶりや鉄筋間隔の他、経時変化するコンクリートの収縮・クリープの影響を受けます。そこで、時間軸を考慮した非線形有限要素解析を行い、はく落発生メカニズムを考慮したはく落発生時の鉄筋腐食量評価手法を提案しました。提案したはく落発生時の鉄筋腐食量を用いることで、供用構造物のはく落発生時における鉄筋の腐食量を精度よく評価できることを確認しています。

図1 はく落発生時期の予測
図2 鉄筋腐食によるRC構造物の劣化予測

参考文献

  1. 轟俊太朗、渡辺健、鬼頭直希、笠裕一郎:現地調査データを用いた鉄筋腐食速度への影響因子に関する一考察、コンクリート工学年次論文集、Vol.37、 No.1、 pp.919-924、 2015
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