軸方向鉄筋の定着部に腐食を有する RC はりの定着破壊に関する実験的研究
市民工学専攻：紙谷 太一朗
指導教員：三木１．はじめに朋広

つまり，軸方向鉄筋の定着部 75mm を 10~20%腐食させ既設鉄筋コンクリート（RC）構造物の劣化要因のうち，鉄筋腐食についてみると，鉄筋が腐食することで,鉄筋断た場合，健全試験体と比較してせん断耐荷力が大きい結果となったことがわかる．

面の減少,鉄筋とコンクリート間の付着性能の変化,さら一方，区間平均質量減少率が 24.2%以上で定着部 75mmに鉄筋が腐食することで生成される腐食生成物による膨を腐食させた場合もしくは区間平均質量減少率が 22.5%張圧に伴うひび割れ（以下，腐食ひび割れ）等が生じ，以上で定着部 100mm を腐食させた場合，Pmax/2Vd は健全

いずれも RC 部材の力学特性に影響する．特に，鉄筋腐試験体である 2.68-N1 を下回ることがわかった.

食によって生じる腐食ひび割れは,鉄筋に沿うように発生し,荷重によって生じるひび割れに影響を与える．

C シリーズにおいては，健全試験体と腐食試験体の繰り返し載荷の挙動の違いを考察した．
2.68-C2 は軸方向鉄また，軸方向鉄筋の定着部を腐食した場合，定着性能筋の 100mm を腐食し，区間平均質量減少率は 38.6%であが低下し，残存耐力や破壊性状に影響を与え，ずれせん

った．
Pmax/2Vd は 2.68-C1 は1.47 であったのに対し，2.68-c2断破壊が生じる可能性があることである．本研究では，は 1.26 であった．2.68-C1 においては，せん断スパン中軸方向鉄筋の定着部を腐食させた a/d = 2.68 の RC スレン

央に発生した斜めひび割れが，支点から載荷点まで進展ダービームを対象とした載荷試験を行い，腐食位置，腐し，破壊に至ったのに対し，2.68-C2 では電食試験によっ

食発生量，腐食ひび割れがひび割れの進展とせん断耐荷てせん断スパン中央まで生じた腐食ひび割れが進展し，機構，破壊モードに与える影響を実験的に検討すること斜めひび割れと直結することで破壊に至った．

を目的とした．

D シリーズでは，2.68-D1，2.68-D2 で最大荷重に大き２．試験概要な差が生じた．本試験前のひび割れ状況を確認すると，せん断スパン比 a/d=2.68 である RC スレンダービーム

2.68D1 では腐食ひび割れが試験体端部から，せん断スパに対して軸方向鉄筋の定着部を腐食させる電食試験を実ン中央付近まで進展しており，プレクラック載荷試験に施し，載荷試験を行った．試験体概要を図-1 に示す．実おいて生じた斜めひび割れが結びついており，腐食ひび

験パラメータは腐食の程度，腐食発生領域（位置・範囲）割れと斜めひび割れが直結した部分が開口することで最である．A シリーズは単調載荷で腐食幅 75mm，B シリ大荷重に達した．2.68D2 では，試験体端部から 100mm

ーズは単調載荷で腐食幅 100mm，C シリーズは繰り返し付近において腐食ひび割れが発生しており，プレクラッ載荷，D シリーズはプレクラック載荷後，電食試験を行ク載荷試験において生じた斜めひび割れと結びつくことい,本載荷したものである．図-2 に示すように，腐食試験はなかった．本試験では，腐食ひび割れが軸方向鉄筋に体を対象とした電食試験では，試験体底面に接触させる沿って進展し，プレクラックによって生じた斜めひび割スポンジの幅で腐食領域を管理した．
３．載荷試験結果
各試験体の試験結果を表-1 に，荷重－変位関係を図-3に示す．ここで，表-1 に示すせん断耐荷力の算定値 Vdは，式(1) 1)を用いて算出した．

単位：mm(1)図-1 試験体

表-1 に示す RC ディープビームの実験で得た最大荷重
Pmax とせん断耐荷力の算出値 2Vd の比（以下，せん断耐力比 Pmax/2Vd）をみると，2.68D1 を除いて，Pmax/2Vd は1.0 を上回っており，1.09～1.52 の値となった．A シリーズ，B シリーズを着目すると，2.68A1,A2 において，Pmax/2Vd は健全試験体である 2.68-N1 を大幅に上回った．

図-2 電食試験

キーワード 鉄筋腐食，腐食ひび割れ，斜めひび割れ，耐荷機構，せん断耐力

表-1 質量減少率，載荷試験結果

9080

2 Vd

2 Vd70

破壊形式

55.5

45.4

1.22

斜め引張

0081.4

45.4

1.79

斜め引張

2.68-A1

9.2

14.269,145.4

1.52

せん断圧縮

2.68-A220.6

33.6

71.6

45.4

1.58

斜め引張

2.68-A3

24.2

36.7

49.6

45.4

1.09

定着破壊

2.68-B1

22.5

35.4

55.3

46.7

1.18

定着破壊

2.68-C1

0066.9

45.4

1.47

斜め引張

2.68-C2

38.6

42.357.245.4

1.26

斜め引張

2.68-D141.5
34.5

45.621.5

46.7

0.46

定着破壊

45.256.7

46.7

1.21

斜め引張

2.68-N22.68-D2荷重（ＫＮ）

2.68-N1Pmax

Pmax

60502.68-N140

2.68-A130

2.68-A220

2.68-A3

1000

123456変位（ｍｍ）(a) 単調載荷90807060

荷重(kN)

試験体

質量減少率
区間平均 最大(%)(%)
00

せん断耐力 46.7kN

50402.68-D130

2.68-D220
1000

123456

変位(mm)

れと結びつくことで，破壊に至った．
以上のことから，腐食ひび割れが斜めひび割れの発(b) プレクラック載荷生・進展に影響を与えることにより，最大荷重がせん断

図-3 荷重－変位関係耐力に影響を与えることがわかった．
４．ひび割れ図・画像解析

験体端部におけて，高さ中央付近に発生した腐食ひび割

斜めひび割れの進展状況を画像解析により検討する．

れが斜めひび割れと連結することによって耐荷機構が変一例として，最大荷重が各供試体において異なる A シリ化し，ひび割れが開口することによって破壊に至ったとーズの画像解析の結果を図-4 に示す．画像解析結果に着想定される．

目すると，2.68-A1～2.68-A3 共に，斜めひび割れの発生

５．まとめ個所においては，引張ひずみが集中していることが確認

本研究で示した実験によって，定着部を腐食させたできるが，腐食ひび割れには引張ひずみが確認できず，a/d=2.68 の RC スレンダービームにおいて．腐食量・腐実際に目視で確認しても，腐食ひび割れの開口は確認で

食位置は腐食ひび割れの発生・進展に影響し，腐食ひびきなかった．

割れの発生位置が，最大荷重・せん断耐荷機構に影響をひび割れ図において，破壊側の斜めひび割れに着目す及ぼすことがわかった．

ると．2.68-A1,2.68-A2 では支点から載荷点までをつなぐ

参考文献

ひび割れ進展になっているのに対し，2.68-A3 はせん断

1) 土木学会：2017 年制定コンクリート標準示方書[設計編]

スパン中央から斜めひび割れが進展し，定着部の試験体

2) 松田知子，三木朋広：定着部の腐食ひび割れが RC はりの破高さ中央付近に発生した腐食ひび割れと接合し破壊が生壊性状に与える影響に関する研究，平成 22 年度土木学会関西

じた．このことから定着破壊は， 定着領域の腐食ひび割

支部年次学術講演会，第 V 部門，V-39，2010.

れ状況が影響していると考えられる．軸方向鉄筋が存在することで，引張に強い耐荷機構が存在しているが，試2.68-A1

2.68-A2

図-4 画像解析範囲と結果（2.68-A1，2.68-A2，2.68-A3）

2.68-A3