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Study on Deterioration of Concrete under Weak Sulfuric Acid Environment

Research Project

Project/Area Number 15K06306
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

ITO Korekiyo  東海大学, 九州教養教育センター, 教授 (50380663)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小山 智幸  九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (50215430)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
KeywordsConcrete / Sulfuric Acid / Weak Acid Environment / Fly Ash / Blast Furnace Slag / Durability / 硫酸 / 弱酸性 / 混和材 / フライアッシュ / 高炉スラグ微粉末 / 外割混合 / 耐久性
Outline of Final Research Achievements

In this study, influence of factors such as water-cement ratio and fly ash content on deterioration process of concrete under weak sulfuric acid environment was investigated. The main conclusions are as follows.
(1) As a result of XRF analysis, it was confirmed that a concentrated layer of sulfur element was formed around the position of neutralization front inside mortar specimens immersed in sulfuric acid solution of pH 4 to 5. And the results were basically the same as those obtained from concrete specimens embedded in weak acid soil for 14 years.
(2) In mortar specimens containing large quantity of fly ash with constant cement content and having a low water-cement ratio, penetration of sulfate ions into mortar specimens was largely avoided. Therefore, in contrast to strong sulfuric acid environment, densifying the concrete matrix is effective as a protective measure for deterioration of concrete under the weak sulfuric acid environment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究のように、pH4~5の弱酸性領域を対象とし、硫酸による劣化過程を物質の移動や腐食物質生成の視点から実験室実験と暴露実験によって長期的に検討した研究はあまり見あたらない。また、弱酸性の硫酸劣化においては、緻密な硬化体ほど劣化の抑制効果が大きいことを明らかにし、石炭火力発電所から発生する産業副産物であるフライアッシュを所定のセメント量を確保した上で大量混合することは有効であることを示した。よって、本研究の成果は弱酸性環境下におけるコンクリート構造物の硫酸劣化の対策方法や耐久設計法の確立だけでなく、資源の有効利用によるセメント・コンクリート分野の環境負荷低減にも大きく貢献するものと考えられる。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (9 results)

  • [Presentation] フライアッシュ外割コンクリートの各種環境下における耐久性に関する研究 その3.弱酸性の硫酸環境における長期暴露実験12019

    • Author(s)
      関雅明,小山智幸,伊藤是清,原田志津男
    • Organizer
      2019年度日本建築学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フライアッシュ外割コンクリートの各種環境下における耐久性に関する研究 その2.弱酸性の硫酸環境における長期暴露実験22019

    • Author(s)
      関雅明,小山智幸,伊藤是清,原田志津男
    • Organizer
      2018年度日本建築学会研究報告 九州支部
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 混和材を大量混合したコンクリートの弱酸性環境における耐硫酸性に関する研究 その3 硫酸溶液浸漬55週までの実験結果22018

    • Author(s)
      伊藤是清,小山智幸,原田志津男,平山茉莉子
    • Organizer
      2018年度日本建築学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フライアッシュ外割コンクリートの弱酸性硫酸環境における長期暴露実験2018

    • Author(s)
      伊藤是清,小山智幸,原田志津男
    • Organizer
      日本コンクリート工学会 自然環境下のコンクリート劣化に関するシンポジウム 論文集
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 混和材を大量混合したコンクリートの弱酸性環境における耐硫酸性に関する研究 その4 硫酸溶液浸漬55週までの実験結果22018

    • Author(s)
      伊藤是清,小山智幸,原田志津男,平山茉莉子
    • Organizer
      2017年度日本建築学会研究報告 九州支部
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材を大量混合したコンクリートの弱酸性環境における耐硫酸性に関する研究 その3 硫酸溶液浸漬55週までの実験結果12017

    • Author(s)
      伊藤是清,小山智幸,原田志津男,平山茉莉子,松本直樹
    • Organizer
      2016年度日本建築学会研究報告 九州支部
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2017-03-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材を大量混合したコンクリートの弱酸性環境における耐硫酸性に関する研究 その3 硫酸溶液浸漬55週までの実験結果12017

    • Author(s)
      伊藤是清,小山智幸,原田志津男,平山茉莉子
    • Organizer
      2017年度日本建築学会大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材を大量混合したコンクリートの弱酸性環境における耐硫酸性に関する研究 その1 実験概要2016

    • Author(s)
      伊藤是清,小山智幸,原田志津男,平山茉莉子,松本直樹
    • Organizer
      2016年度日本建築学会大会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2016-08-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 混和材を大量混合したコンクリートの弱酸性環境における耐硫酸性に関する研究 その2 硫酸溶液浸漬20週までの実験結果2016

    • Author(s)
      平山茉莉子,伊藤是清,小山智幸,原田志津男,松本直樹
    • Organizer
      2016年度日本建築学会大会
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2016-08-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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