JSCE 令和5年度土木学会全国大会第78回年次学術講演会

第V部門

プレキャストコンクリート (6)／連続繊維補強コンクリート（構造）2023年9月15日(金) 09:30 〜 10:50 V-10 (広島大 東広島キャンパス総合科学部講義棟 Ｋ２１１)[V-440] 組紐型 AFRP補強 PVA－ FRCC梁部材の構造性能 その1 実験概
要および実験結果
Structural Performance of Braided AFRP Reinforced PVAFRCC Beams Part 1: Test Outline and Results*金久保 利之1、髙砂 柊伍1、佐々木 秀人1 （1. 筑波大学）*Toshiyuki Kanakubo1, Syugo Takasago1, Hideto Sasaki1 （1. University of Tsukuba）
キーワード：FRCC、アラミドFRP、PVA繊維、ひび割れ幅、曲げ試験
FRCC, AFRP, PVA fiber, crack width, bending test
高耐久・高寿命な構造部材が期待される組紐型アラミド FRP 補強 PVA－ FRCC 梁部材の4点曲げ載荷を実施し，ひび割れ幅，破壊性状，最大耐力を検討した．変動因子は，繊維体積混入率（0%，1%，2%），載荷履歴（単調，片側繰返し）である．計測項目は，荷重，載荷点たわみ，引張側補強筋の載荷点部のひずみ，π型変位計による軸方向変形である．実験結果より，繊維体積混入率2%の試験体は FRCCの圧壊により最大荷重を迎え，その後，荷重を保持しつつたわみが増大した．繰返し加力による各サイクルでの荷重低下はみられなかった．また，同一補強筋ひずみ時のひび割れ幅は，繊維体積混入率が増加するほど小さくなる傾向がみられた．

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組紐型 AFRP 補強 PVA－FRCC 梁部材の構造性能
その 1 実験概要および実験結果
筑波大学

正会員

○金久保利之筑波大学大学院学生会員

髙砂柊伍

筑波大学学生会員

佐々木秀人

表－1

１．はじめに混入し引張性能を向上させた繊維補強セメント複合材

試験体
名称MT
PVA1%
PVA2%料（Fiber-Reinforced Cementitious Composite : FRCC）をPVA2%C耐腐食性を有し，高強度かつ弾性挙動を示す連続繊維補強材（Fiber-Reinforced Polymer : FRP）と，短繊維を試験体一覧
加力方法

共通事項

利用することで，外乱が生じた後も使用可能で修復性補強筋：
組紐型アラミド FRP
補強筋
pt=1.04(%)
FRCC 繊維：PVA 繊維

繊維体積
混入率－1%単調片側繰返し

2%に優れた高寿命な構造部材が期待できる．本研究では，
FRP 補強 FRCC 梁部材の曲げ載荷を実施し，ひび割れ幅，破壊性状，最大耐力を検討した．その 1 では，実験

図－2

FRP 補強筋および PVA 繊維形状

概要および実験結果について述べる．
２．実験概要試験体一覧を表－1 に，試験体形状を図－1 に示す．
試験体は，幅 180mm ，せい 280mm とし，補強筋には組紐型アラミド FRP 補強筋（直径 13.52mm，引張強度1315MPa，弾性係数 66GPa）を上端に 2 本，下端に 3 本

図－3変位計設置状況

φ100mm×200mm 円柱供試体による圧縮特性を表－2

表－2 FRCC 配合計画および圧縮特性試験体
単位量(kg/m3)
F𝜎𝑐𝐸𝑐
種別
WCS
FA (kg) (MPa) (GPa)MT042.417.4
PVA1%
1347.516.6
380 678 484 291
PVA2%
41.215.926
PVA2%C
47.016.4
W：水道水，C：早強ポルトランドセメント，
S：7 号珪砂，FA：フライアッシュⅡ種，F：PVA 繊維
𝜎𝑐 ：圧縮強度，𝐸𝑐 ：弾性係数に示す．加力は 2MN 万能試験機により，4 点曲げ載荷入率（Vf）および載荷履歴であり，それぞれ Vf =0%（MT），を行った．計測項目は，荷重，載荷点部 2 ヶ所に設けた1%（PVA1%），2%（PVA2%）および単調（記号なし），変位計によるたわみ，引張側補強筋の載荷点部 6 ヶ所片側繰返し（記号 C）とした．PVA2%C 試験体の載荷のひずみ，試験区間内のπ型変位計による軸方向変形履歴を図－4 に示す．載荷点たわみにより制御し，たわである．変位計設置状況を図－3 に示す．試験区間に設

み 2mm，4mm，6mm，8mm，10mm において各 5 回，置したπ型変位計の名称は，圧縮側が C1，C2，C3，引回転角 3/100rad.（16.5mm）において 2 回の繰返し加力

張側が T1，T2，T3 である．パラメータは，繊維体積混を行い，その後終局まで加力した．

配した．FRCC 混入繊維には PVA 繊維（繊維長 12mm，繊維径 0.10mm，引張強度 1200MPa，弾性係数 28GPa）を用いた．試験区間で曲げ破壊が先行するように，試験区間外にせん断補強筋を配した．FRP 補強筋および PVA

載荷点たわみ(mm)

繊維の形状を図－2 に示す．FRCC の配合計画および20181614121086420

図－1キーワード
連絡先

試験体形状

アラミド FRP，PVA，ひび割れ幅，曲げ試験〒305-8573 茨城県つくば市天王台 1-1-1 筑波大学

ＴＥＬ029-853-5045

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図－4- V-440 -10152025

PVA2%C 載荷履歴

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全体の様子

試験区間のひび割れ発生状況
MT
PVA1%

MT

PVA1%
PVA2%

PVA2%C

PVA2%

PVA2%C
図－5

加力後の試験体

３．実験結果250

250200200加力後の試験体および試験区間のひび割れ発生状況

150100を図－5 に示す．MT および PVA1% 試験体では，試験50

体端部の定着部破壊により荷重が低下した．PVA2% お0MTPVA1%
PVA2%
PVA2%C510 15 20 25 30
載荷点たわみ(mm)

よび PVA2%C 試験体では，試験区間の FRCC の圧壊に図－635計測区間のひび割れ本数が増加する傾向がみられた．
PVA2%C 試験体のたわみ 10mm までの加力では，除荷0.60.4

３．２ 荷重－載荷点たわみ関係

0.5
11.5
ひび割れ幅(mm)229kN であった．PVA2%C 試験体において，繰返し加0.80.6T1T2T3
平均線

0.40.2

力による各サイクルでの荷重低下および最大荷重の低0下はみられなかった．

0.511.5
ひび割れ幅(mm)

図－7３．３ 補強筋ひずみ－ひび割れ幅関係

201PVA1%

0.80.6
T1T2T3平均線0.40.20.5
11.5
ひび割れ幅(mm)22PVA2%C

10.80.6

T1T2T3平均線0.40.200.5
11.5
ひび割れ幅(mm)2

補強筋ひずみ－ひび割れ幅関係

４．まとめ

補強筋ひずみ－ひび割れ幅関係を図－7 に示す．補強筋ひずみは，載荷点部 6 ヶ所のひずみゲージの平均(1)間の軸方向変形を，その区間に生じたひび割れ本数で除して，1 本あたりのひび割れ幅とした．同一補強筋ひずみ時のひび割れ幅は，繊維体積混入率が増加するほど小さくなる傾向がみられた．これは，PVA 繊維がひび割れを架橋することでひび割れ拡幅を抑制するとと繊維体積混入率 2%の試験体において FRCC の圧壊により最大荷重を迎え，その後，荷重を保持しつ値とした．ひび割れ幅は，引張側π型変位計による各区つたわみが増大した．
(2)

繰返し加力による各サイクルでの荷重低下はみられなかった．

(3)

同一補強筋ひずみ時のひび割れ幅は，繊維体積混入率が増加するほど小さくなる傾向がみられた．

謝辞

もに，繊維体積混入率が増加するほどひび割れ本数が組紐型アラミド補強筋はファイベックス（株）に，PVA繊維は（株）クラレにご提供いただいた．

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載荷点たわみ(mm)

1.2
PVA2％

補強筋ひずみ(%)

補強筋ひずみ(%)

MT：154kN，PVA1%：217kN，PVA2%：198kN，PVA2%C：

10021.2

荷重－載荷点たわみ関係を図－6 に示す．最大荷重は増加するためと考えられる．

T2T3
平均線

0.2
0501.2MT

0.8

時には目視確認が難しい程度にひび割れが閉じた．

100

荷重－載荷点たわみ関係
補強筋ひずみ(%)

補強筋ひずみ(%)

が増大した．FRCC の繊維体積混入率が増加するほど，

1150

40

1.2より最大荷重を迎え，その後，荷重を保持しつつたわみ荷重(kN)

３．１ 破壊性状荷重(kN)

PVA2%C- V-440 -