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Study on deterioration of concrete subjected to sulfate attack in cold regions and its countermeasures

Research Project

Project/Area Number 13450178
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field 土木材料・力学一般
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

MIURA Takashi  Tohoku University, Graduate School of Engineering, Professor, 大学院・工学研究科, 教授 (90005512)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ITABASHI Hirofusa  Tohoku University, Graduate School of Engineering, Assistant Professor, 大学院・工学研究科, 助手 (80142206)
IWAKI Ichiro  Tohoku University, Graduate School of Engineering, Lecturer, 大学院・工学研究科, 講師 (20282113)
Project Period (FY) 2001 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥9,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2001: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000)
KeywordsConcrete / Combined deterioration / Frost damage / sulfate / Sulfuric acid / Sea water / Prediction of deterioration / Soaking test / 中性化深さ / 侵食深さ / モルタル / 塩化ナトリウム / モルタル侵漬試験 / 硫酸濃度
Research Abstract

In this study, the deterioration of concrete structures exposed to sulfuric acid, sulfate, and chloride were researched. Additionally the patterns with the combined deterioration between these factors and freeze/thaw attack and its mechanism were investigated. From these experiments, the following conclusions were drawn.
The testing results of soaking mortar and concrete specimens in sulfuric acid solution revealed that the deterioration of concrete is more accelerated with low water-cement ratio compared to high water-cement ratio. Further it was indicated that the deterioration rate of concrete by sulfuric acid was predicted as a function of water-cement ratio, sulfuric acid concentration, and the period of soaking in sulfuric acid.
From the testing results with the combined deterioration between seawater and freeze/thaw attack, it was recognized that the influence of sodium chloride in seawater on the deterioration is remarkably more than that of magnesium sulfate and the deterioration pattern is mainly governed by scaling from the concrete surface. On the other hand, it was confirmed that the combined deterioration between sulfuric acid and freeze/thaw attack induces remarkable scaling and the mass loss caused by scaling increases as water-cement ratio and sulfuric acid concentration increase. Further it was shown that this type of combined deterioration could be evaluated by superimposing the deterioration curves by the sulfuric acid attack considering the scaling rate at low temperatures and freeze/thaw attack.
Finally it was recognized that the internal evaluated strength distribution of concrete by needle penetration testing method includes much variation depending on the deterioration pattern and this testing method is not always suitable for evaluating concrete strength.

Report

(4 results)
  • 2003 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (41 results)

All Other

All Publications (41 results)

  • [Publications] 板橋洋房, 三浦尚: "硫酸塩の影響を受けるコンクリートの凍害に関する基礎的研究"セメント・コンクリート論文集. 56. 437-442 (2003)

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  • [Publications] 吉田祐介, 板橋洋房, 岩城一郎, 三浦尚: "硫酸の影響を受けたコンクリート劣化の進行に関する研究"セメント・コンクリート論文集. 57. 308-314 (2004)

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  • [Publications] Naoki AOYAGI, Yusuke YOSHIDA, Syukou WATANABE, Takashi MIURA: "Study on the deterioration of concrete and internal evaluated strength distribution exposed to sulfuric acid environments"Concrete Research and Technology. Vol.15,No.1. 35-43 (2004)

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  • [Publications] Hirofusa ITABASHI, Kazuhiro IDO, Takashi MIURA: "Experimental study on frost damage of concrete members subjected to influence of sulfate"Proceedings of the annual conference of the JSCE Tohoku (FY2001). 496-497 (2002)

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  • [Publications] Hirofusa ITABASHI, Takashi MIURA: "Experimental study on front damage of concrete subjected to influence of sulfate"Proceedings of the 57^<th> annual conference of the JSCE. 1135-1136 (2002)

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  • [Publications] Hirofusa ITABASHI, Alexandru Lechkus, Takashi MIURA: "Fundamental study on frost damage of concrete subjected to influence of sulfuric acid"Proceedings of the annual conference of the JSCE Tohoku (FY2002). 640-641 (2003)

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Published: 2001-04-01   Modified: 2016-04-21  

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