氏    名  田 口 史 雄 (たぐち ふみお)

学位論文題目  
繊維混入吹付けコンクリートとアラミド繊維メッシュを併用した
           既設RC部材の補強法に関する実験的研究


論文内容の要旨  

  近年,既設コンクリート構造物の耐久性や耐震・耐荷性能の向上を目的とした補修・補強が盛んに行われている。補修・補強工法としては,コンクリート増厚工法,鋼板および連続繊維(FRP)シート接着工法が多く用いられている。しかしながら,これらの工法は,それぞれ増厚により死荷重が増加することや,鋼板の防錆対策およびシート接着部の下地処理が必要になるなどの課題を有している。
  一方,型枠不要で広範囲を迅速に施工できる吹付けコンクリートの多くはポリマーセメント系のプレミックスタイプであるため,品質が安定し耐久性や付着性能に優れる反面,材料コストが高い上1層あたりの吹付け可能厚が薄く施工効率が低いなどの課題を有しているのが現状である。
  本研究では,これらの課題解消のために,比較的安価で積雪寒冷地において実績の多い急結材やポリマーを含まないのり面用湿式吹付けコンクリート配合を基本に,ポリビニルアルコール(PVA)短繊維を混入した吹付けコンクリートを用い,かつ補強材としてアラミド繊維メッシュ(AFRPm)を用いる補強法を提案している。さらに,提案工法の実用化に向けて,吹付けコンクリートの施工性,耐久性,力学特性,およびAFRPmを併用する場合における鉄筋コンクリート(RC)梁や版に関する補強効果を実験的に検討している。また,これらの研究結果に基づき,本工法を用いた既設RC部材に関する補強設計法を提案している。
  本研究の各章における概要を述べると,以下のとおりである。
  第1章では,本研究の背景,新しい補強工法の提案,本論文の構成を述べている。
  第2章では,本研究に用いた材料,施工機械,試験装置および測定システムについて述べている。
  第3章では,PVA短繊維混入吹付けコンクリートの合理的な施工法の確立を目的に,吹付け方法やコンクリート結合材および短繊維混入率を変化させた吹付け施工実験を行い,付着性状やはね返り率などの施工性に及ぼす影響について検討している。また,実構造物の補修・補強部位に対応した吹付け用のコンクリート配合を提案している。
  第4章では,積雪寒冷地においても適応可能な吹付け用のコンクリート配合の確立を目的に,種々の耐久性および力学特性試験を行っている。特に,耐久性の観点からは中空微小球を混入することによって吹付けコンクリートの凍結融解抵抗性の向上を図り,力学特性の観点からはPVA短繊維を混入することによる引張靱性能向上効果の定量的評価を試みている。
  第5章では,提案工法によるRC梁のせん断補強効果の把握を目的に,梁の形状寸法やせん断補強筋の有無,ならびに短繊維混入率やAFRPm補強量を変化させた静載荷実験を行っている。また,短繊維やAFRPmによるせん断耐力増分の算定式を提案し,その妥当性を実験結果との比較により検証している。
  第6章では,提案工法によるRC梁の曲げ補強効果の把握を目的に,AFRPm補強量を変化させた静載荷実験を行い,梁の耐荷性状や破壊性状を検討している。また,FRPシート補強の場合におけるはく離予測式の本補強法への適用性を検討している。
  第7章では,本工法によるRC版の押し抜きせん断補強効果の把握を目的に,AFRPm補強量を変化させた下面補強RC版の静載荷実験を行っている。また,FRPシート補強の押し抜きせん断耐力増分評価式の適用性を検討している。
  第8章では,第3章および第4章の結果から,短繊維混入吹付けコンクリートの合理的な施工法と品質を確保するための配合法を提案し,さらに第5章から第7章の結果をもとにRC梁のせん断および曲げ補強設計法,RC版の押し抜きせん断補強設計法を提案している。
  第9章では,各章で明らかになった事項を要約して,本論文の総括としている。

論文審査結果の要旨

  近年,既設コンクリート構造物の耐久性や耐震・耐荷性能の向上を目的とした補修・補強が盛んに行われている。補修・補強工法としては,コンクリート増厚工法,鋼板および連続繊維(FRP)シート接着工法が多く用いられている。しかしながら,これらの工法は,それぞれ増厚により死荷重が増加することや,鋼板の防錆対策およびシート接着部の下地処理が必要になるなどの課題を有している。
  一方,型枠不要で広範囲を迅速に施工できる吹付けコンクリートの適用も増えてきている。しかしながら,補修・補強用吹付けコンクリートの多くはポリマーセメント系のプレミックスタイプであるため,品質が安定し耐久性や付着性能に優れる反面,材料コストが高い上1層あたりの吹付け可能厚が薄く施工効率が低いなどの課題を有しているのが現状である。
  本研究では,これらの課題解消のため,比較的安価で積雪寒冷地において実績の多い急結材やポリマーを含まないのり面用湿式吹付けコンクリート配合を基本に,ポリビニルアルコール(PVA)短繊維を混入した吹付けコンクリートを用い,かつ補強材としてアラミド繊維メッシュ(AFRPm)を用いる補強法を提案している。さらに,提案工法の実用化に向けて,吹付けコンクリートの施工性,耐久性,力学特性,およびAFRPmを併用する場合における鉄筋コンクリート(RC)梁や版に関する補強効果を実験的に検討しているまた,これらの研究結果に基づき,本工法を用いた既設RC部材に関する補強設計法を提案している。
  以上より,本研究は積雪寒冷地における適用も可能な短繊維混入吹付けコンクリートとアラミド繊維メッシュを併用した既設コンクリート構造物の補修・補強法を提案し,その妥当性を検討したもので,既設コンクリート構造物の合理的な補修・補強法開発の観点からコンクリート工学の発展に大いに貢献しており,よって著者は博士(工学)の学位を授与される資格があるものと認められる。