複合荷重および湿潤・乾燥サイクル下における補強エポキシグラウトコンクリート中間層システムの機械的性能
Mechanical Performance of Reinforced Epoxy-Grouted Concrete Interlayer Systems Under Complex Loading and Wet–Dry Cycles
本研究は、炭素繊維(CF)、ガラス繊維(GF)、ポリエチレンマイクロ球(PE)で改質されたエポキシグラウトコンクリート中間層システムの機械的性能を評価した。圧縮、三点曲げ、ブラジル割裂試験を3つの荷重角度で実施し、デジタル画像相関法で表面ひずみを計測した。グラウト厚および湿潤・乾燥サイクルの影響も調査した。CF強化 specimens は、界面接着性が強く、圧縮強度が無傷コンクリートの150%向上したが、引張せん断相互作用下では脆性破壊を起こしやすかった。GF強化 specimens は、中程度の界面接着性で、引張せん断応力相互作用下でより優れた耐荷性能を示し、グラウティング厚5mmで正規化割裂ピーク荷重0.95を達成した。PE強化 specimens は、界面接着性が弱く、比較的広範なエネルギー散逸を示した。グラウティング厚3mmが、荷重伝達向上と欠陥制御のバランスにおいて有利であった。単回の湿潤・乾燥サイクルはエポキシの後硬化と空隙充填により一時的に性能を向上させたが、繰り返しサイクルは累積的な微細損傷を生じさせた。GFおよびCF強化システムは、短期的な湿潤・乾燥条件に対して最も安定した耐性を示した。これらの結果は、エポキシグラウティング用途における荷重モード依存的な補強材選択の指針を提供する。
- 炭素繊維(CF)強化エポキシグラウトは界面接着性が強く、圧縮強度が無傷コンクリート比150%向上することを実証
- ガラス繊維(GF)強化は引張せん断応力相互作用下で優れた耐荷性能を示し、グラウティング厚5mmで正規化割裂ピーク荷重0.95を達成
- グラウティング厚3mmが荷重伝達向上と欠陥制御のバランスで有利であることを実証
- GFおよびCF強化システムが短期的な湿潤・乾燥条件に対して最も安定した耐性を示すことを確認
エポキシグラウトコンクリート中間層に炭素繊維・ガラス繊維・ポリエチレン微小球による改質を施し、荷重モード別の機械的性能を系統的に評価した研究成果。実インフラの補修・補強用途における材料選定指針を提供しており、建築・土木向け高機能材料市場での製品差別化につながる可能性がある。