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A new paradigm for rational maintenance focusing on the effect of water attack and the irrationality of remaining un-carbonated depth as the durability indicator

Research Project

Project/Area Number 19H00778
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

KISHI Toshiharu  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90251339)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 亮  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40548575)
鎌田 知久  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70804194)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥45,630,000 (Direct Cost: ¥35,100,000、Indirect Cost: ¥10,530,000)
Fiscal Year 2021: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Fiscal Year 2020: ¥15,470,000 (Direct Cost: ¥11,900,000、Indirect Cost: ¥3,570,000)
Fiscal Year 2019: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
KeywordsReinforced concrete / Durability / Carbonation / Water penetration / Corrosion / Prediction / Maintenance / Water
Outline of Research at the Start

本研究では、既報の調査研究結果を対象とした分析および新たに実施する実構造物を対象とした調査研究により、鉄筋コンクリートの表層の剥離・剥落に対する中性化残りの影響度は極めて低く、雨水等の影響やかぶり厚さそのものが支配的な要因であることを明らかとし、中性化深さの耐久性指標としての不合理性を明らかにする。最終的には鋼材腐食とかぶりコンクリートの剥離・剥落現象を本質的に支配する雨水の浸透頻度を定量的に考慮した余寿命予測手法を構築し中性化を指標とする照査体系からのパラダイムシフトを目指す。

Outline of Final Research Achievements

A concise formula was proposed to predict concrete crack occurrence and concrete cover spalling due to corrosion progress of embedded reinforcing steel in concrete in the relatively moderate general environment. The most important feature of this proposed method is that it make possible to numerically consider the increase of corrosion rate due to liquid water penetrating attack by the reduction of pH in concrete accompanied by carbonation near reinforcing steel. Consequently, much realistic application of the future prediction to the existing structures at the maintenance stage could be realized for which both the actual carbonation progress and the repeated water penetration into concrete should be considered.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来は、一般的な環境ではコンクリートの中性化がコンクリート中の鋼材腐食の主要因であるという認識がコンクリート工学における常識であった。しかし、本研究により、鋼材の腐食に対しては水の浸透が主たる原因因子でありつつも、鋼材近傍のコンクリートの中性化も鋼材腐食の十分条件ではないものの、工学的には鋼材腐食の必要条件であると考えるのが妥当であることが明らかになった。このことにより、中性化のみを耐久性指標として絶対視していた従来の認識を改めるきっかけを与えたことが本研究の最も大きな意義である。

Report

(5 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2021

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 中性化深さのばらつきと水の浸透を考慮した鋼材腐食の予測手法に関する研究2023

    • Author(s)
      石井政浩、岸利治、鎌田知久
    • Organizer
      土木学会第78回年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性化と水の浸透を考慮したコンクリート構造物の変状予測式の構築2023

    • Author(s)
      鎌田知久、Vu Viet Cuong、岸利治
    • Organizer
      第77回セメント技術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 供用後数十年が経過した鉄筋コンクリート構造物の水分浸透速度2021

    • Author(s)
      鎌田知久、原田悟、岸利治
    • Organizer
      第75回セメント技術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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