研究委員会

近年、アルカリシリカ反応やエトリンガイトの遅延生成、さらには骨材中の硫化鉱物の酸化によるエトリンガイト生成など、内部膨張反応（ISR）によるリスクが国内外で注目されているが、これらの膨張現象の評価・予測は未だ研究途上である。本委員会では、ISRに共通する基礎理論を改めて見つめ直し ISRに関する試験法と予測モデルをセットで提案することで、より実行性のあるISRリスク評価法を世界的にも先行して提示することを最終目標とする。本目標達成のため、FS委員会では、数値解析モデル と室内実験・分析手法の利点・欠点を整理した上で、今後モデリングや試験法で目指すべき方向性を提 示する。また、硫化物含有骨材の国内リスクを検討し、今後の研究方向性を示す。

近年、アルカリシリカ反応やエトリンガイトの遅延生成、さらには骨材中の硫化鉱物の酸化によるエトリンガイト生成など、内部膨張反応（ISR）によるリスクが国内外で注目されているが、これらの膨張現象の評価・予測は未だ研究途上である。膨張劣化というISRに共通する基礎理論を改めて見つめ直し、ISRに関する試験法のあるべき方向性や材料・構造のモデルをセットで提案することで、より実行性のあるISRリスク評価法を提示することを最終目標とする。具体的には、ASRやDEFの微視的機構、またミクロな膨張圧生成プロセスとマクロな構造物の劣化プロセス両者の相互影響を検討し、微視的機構に基づいたコンクリート構造物中の内部膨張の評価と予測に関する数値解析モデルや実験・分析手法を整理する。また、硫化鉄含有骨材による劣化のメカニズムを整理するとともに、地質学的アプローチにより、日本における発生リスクを検討し、提示する。

パリ協定やSDGsなどを背景に、持続可能な社会を目指す取組みが推進される中で、セメント・コンクリート産業においても、SDGsを意識した取組みが数多くなされており、その一環として、様々な環境負荷低減に関する活動が行われている。しかし、セメント・コンクリートに関連する環境負荷評価においては、一部の評価範囲や評価項目に対してのみ実施されがちなのが実情であり、このことを鑑み、多様な環境側面を網羅的に評価する理想的な姿に近づけるため、現実的で妥当性のある環境負荷評価の枠組みを検討するものである。これによって、セメント・コンクリートに関連する多面的な環境負荷を適切に評価する手法を提示することを目的とする。

パリ協定やSDGsなどを背景に、持続可能な社会を目指す取組みが推進される中で、セメント・コンクリート産業においても、SDGsを意識した取組みが数多くなされており、その一環として、様々な環境負荷低減に関する活動が行われている。しかし、セメント・コンクリートに関連する環境影響評価においては、一部の評価範囲や評価項目に対してのみ実施されがちなのが実情であり、このことを鑑み、多様な環境側面を網羅的に評価する理想的な姿に近づけるため、現実的で妥当性のある環境影響評価の枠組みを検討するものである。これによって、セメント・コンクリートに関連する多面的な環境影響を適切に評価する手法を提示することを目的とする。

我が国は四方を海に囲まれており、冬季に凍結防止剤を散布する山間部も多いため、鉄筋腐食はコンクリート構造物の抱える重要な課題となっている。鉄筋腐食に関しては、これまで塩化物イオンや中性化について議論されており、塩化物イオン量が多いほど、中性化深さが大きいほど腐食の進行が速いと考えられてきた。しかし、最近の研究により、塩化物イオンの浸入や中性化によるpHの低下は腐食の起点にはなるが、その後の腐食の進行は水と酸素の作用の仕方で決まる可能性が高いことが分かってきている。また、様々な構造物における腐食生成物の調査の結果、腐食環境は水と酸素の作用の仕方により、乾燥環境、湿潤環境（酸素十分）、湿潤環境、乾湿繰返し環境に分類することができ、乾湿繰返し環境により腐食が進行するケースがほとんどであることも分かってきている。しかし、水の作用形態として、液状水以外にも水蒸気（湿度）などが影響する可能性も考えられるが、この点に関してはこれまでほとんど議論がなされていないのが現状である。水の作用の仕方について整理できれば、塩害や中性化といった枠組みではなく、統一的な腐食の取扱いが可能になると考えられるため、本研究委員会ではコンクリート中の鉄筋腐食に与える水の影響を整理することを目的とする。

本FS委員会は、石灰砕石製造時の副産物や石灰砕石をさらに粉砕して得られる石灰石微粉末をコンクリートの混和材料として活用して行くに際し、品質の仕様等が明確でないことがコンクリート技術の中での実用性の課題と考えらえることが設立に至った理由である。本FS研究委員会の目的は、コンクリート技術において石灰石微粉末を混和材として実際的に有効活用していく道筋をつけることを目的とし、石灰石微粉末の流通や利用の実状の調査および石灰石微粉末の実用的な効果等に関する既往の文献等の調査を行い、実用性の意義を明確にする。

本研究委員会は、コンクリート構造物に関する実務での設計や維持管理体系の高度化に対し、今後活用が期待されるAI・機械学習技術の利用を促進させることを目的として、コンクリートの材料及び構造両面でのビッグデータの収集方法の構築と、AI・機械学習への活用方法の提案を行う。具体的には、JCIならびに各種学会で発表された実験及び実構造物データを項目ごとに抽出し、これらの整理方法や公開方法等を議論し、データを一元的に集約するとともに、これらのデータをAI・機械学習に活用し、コンクリート構造物の構造性能や材料挙動等に関する予測の回帰式等、具体的なモデルの構築手順を提示する。

1997年度までに実施されたJCI石灰石微粉末研究委員会では、コンクリートの高機能化や骨材事情悪化を補完できる材料として、石灰石微粉末を非結合性の混和材という分類案の下でコンクリートに活用する技術の現状をまとめ、石灰石微粉末の品質規格案および施工マニュアル案の提案に至った。近年では、未反応セメントとCO2を反応させて炭酸カルシウム粉末を製造する技術等、コンクリートに関するCO2排出量削減技術も見られ、海外では石灰石微粉末を混入するセメントの規格を通じてカーボンニュートラルに貢献する動きなどがあり、石灰石微粉末の活用が環境問題の解決の一方策となり得る。そこで本研究委員会では、石灰石微粉末をカーボンニュートラル材料としてもコンクリート分野で積極的に活用していく上で、現況および効果や課題を利用者に知っていただく報告書の作成を成果とする。

本研究委員会は、コンクリート構造物に関する実務での設計や維持管理体系の高度化に対し、今後活用が期待されるAI・機械学習技術の利用を促進させることを目的として、コンクリートの材料及び構造両面でのビッグデータの収集方法の構築と、AI・機械学習への活用方法の提案を行う。具体的には、JCIならびに各種学会で発表された実験及び実構造物データを項目ごとに抽出し、これらの整理方法や公開方法等を議論し、データを一元的に集約するとともに、これらのデータをAI・機械学習に活用し、コンクリート構造物の構造性能や材料挙動等に関する予測の回帰式等、具体的なモデルの構築手順を提示する。

建築・土木の多くの実プロジェクトで、非線形時刻歴地震応答解析の手法が耐震設計に採用されている。しかし非線形時刻歴地震応答解析を用いる具体的な設計の手順やクライテリアおよび適用範囲の判定は、設計を担当した設計者のクローズドなグループの中に存在している。特に建物においては、第三者評価員の守秘義務により、設計評価の内容は一般に公開されず、技術の妥当性の検証における透明性に欠けている。その結果、設計の方法にたとえ問題が内在していても気づかれにくく、その後の新たな研究により最新の知見が得られていても、それらが正しくフィードバックされているかについて情報公開は義務とはされない。
このような実務における非線形時刻歴地震応答解析に基づく耐震設計の基準に関する制度運用は、米国における非線形時刻歴地震応答解析を用いた性能に基づく耐震設計（PBSD）が、アメリカ土木学会のASCE 7、太平洋地震工学センターのTBIやロサンゼルス高層建物協議会のLATBSDC、米国コンクリート工学会ACI 318、ACI 369、ACI 374委員会の報告書などの公開された技術図書に基づいており、広く透明性が確保されていることと対照的である。
本研究委員会は、建築・土木構造における、コンクリート構造物の非線形地震応答解析を用いる性能評価型耐震設計法を対象として、日米の実務における非線形時刻歴応答解析の用いられ方に関して、適用範囲、コンクリート部材や要素のモデル化、設計クライテリア、信頼性、利用上のルール・留意事項などについて、具体的な比較を行い、現状の日本の問題点の抽出と、改善方策の提案、その実現のためのロードマップならびに、将来に向けてコンクリート構造の研究コミュニティーが取り組むべき研究課題を抽出してとりまとめ、我が国における、非線形時刻歴地震応答解析を用いる耐震設計の透明性の向上に資することを目標とする。さらに、米国コンクリート工学会における関係委員会（ACI 374委員会 性能型耐震設計）との戦略的交流を進め、国際ワークショップの開催などを通じて、日米共同作業に携わるコンクリート若手の研究者の人的交流を促進し、戦略的な国際化と活性化を図り、日米双方におけるコンクリート工学の発展に寄与することを目指す。

鋼材腐食を生じた構造物の構造性能評価においては、腐食度合に応じた鋼材の材料特性や鋼材とコンクリートの付着特性に関する力学挙動のモデル化が必要であり、これらを導入した部材系に対する簡易耐力評価式および構造系に対する数値構造解析手法が提案されている。本研究委員会は、現行の定期点検要領との接続を意識しつつ、また「鉄筋腐食したコンクリート構造物の構造・耐久性能評価の体系化研究委員会（JCI-TC112A）」で問題提起された内容を踏襲すべく、既存実構造物における鋼材腐食に関して、構造性能の観点に立脚した診断対象領域の選定、非破壊検査手法の選定から検査結果の評価ならびにその時間軸空間予測に至る一連の内容や手順を取り纏めたマニュアル類の作成を目的とする。

本FS委員会は、環境条件に応じた適切な自己治癒材の選定や適用性を整理し、その効果を実験室レベルで確認する方法、ならびに供用中の構造物における評価方法を確立するため、（1）自己治癒材とセメント硬化体との相互作用、（2）環境ごとの自己治癒コンクリートの適用性ならびに（3）自己治癒材の効果の評価方法に関する既往の知見を最新の計測方法を含めて整理し、特にひび割れ補修、防食に特化した自己治癒効果の評価に関する知見をとりまとめる。