コンクリートからのカルシウムイオンの溶出メカニズムと各種要因の影響

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450177
• Research Institution: Independent Administration Institution, Public Works Research Institute
• Principal Investigator: 久田 真 独立行政法人土木研究所, 技術推進本部, 主任研究員 (80238295)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐伯 竜彦 新潟大学, 工学部, 助教授 (90215575)
• Keywords: 溶出・溶脱 / コンクリート / 水酸化カルシウム / CSH / AFm / 模擬酸性雨 / pH

Research Abstract

当該研究課題の最終年度にあたる平成14年度の研究では,水質の違いとしてpHの違いに着目し,これがカルシウムイオンの溶出に及ぼす影響について検討を行った。また,長期間の供用によりカルシウムの溶出が生じているコンクリート構造物から試料を採取し,その物性を把握するとともに,カルシウムの溶出による塩化物イオン浸透抵抗性の変化について検討を行った。
1.pHの違いがカルシウムの溶出によるコンクリートの物性変化に及ぼす影響
セメントペーストによる薄片供試体にpHの異なる水溶液(模擬酸性雨)を作用させた場合の,硬化体内部の水和物量ならびに曲げ強度試験の結果およびこれらの関連性を検討した。その結果,淡水中でのモルタルおよびコンクリートの水和物量の変化と同様に,模擬酸性雨が作用したセメント硬化体中の水和物は,AFm, Ca(OH)_2およびCSHの順に減少してゆくことを明らかにし,Ca(OH)_2の消失する時点でのCSH残留量は曝露溶液のpHによって異なることが判明した。また,模擬酸性雨が作用したセメントペースト硬化体中は,水和物の減少にともなって曲げ強度が低下すること,およびCa(OH)_2が消失しても硬化体の曲げ強度はある程度は残留するが,CSHが残留していても曲げ強度が得られなくなるほど硬化体が軟化する場合があることを明らかにした。
2.実構造物におけるカルシウムの溶出状況と塩化物イオン浸透抵抗性の変化
長期間を経たコンクリート構造物からの溶脱について,Ca(OH)_2,CSHおよびAFmなどの水和物の減少程度にはある一定の関係性があり,空隙量の増加程度にも相関性が見出された。また,コンクリートの塩化物イオン浸透抵抗性と溶脱の程度との関連性について考察した結果,溶脱によるコンクリート微細組織の電気的性質の変化が,コンクリートの塩化物イオン浸透抵抗性に関与している可能性があることが判明した。

Research Products

• [Publications] M.HISADA, T.SAEKI, S.NAGATAKI: "A Study on the Ion Diffusivity and Degradation of Cement Mortar due to Chemical Attack"Proceedings of the 1st fib congress. W-167. (2002)
• [Publications] 久田 真, 大井才生, 尾口本一: "カルシウム成分の溶脱現象における細孔溶液の役割"コンクリート工学年次論文集. 24・1. 495-500 (2002)
• [Publications] 横関康祐, 渡邊賢三, 古沢靖彦, 大門正機, 大即信明, 久田 真: "カルシウムイオンの溶出に伴うコンクリートの変質に関する実態調査と解析的評価"土木学会論文集. 697・54. 85-96 (2002)
• [Publications] 久田 真, 松谷竜, 酒井宗義: "化学的浸食作用によるセメント硬化体中の水和物量変化"土木学会 コンクリート耐久性データベースフォーマットに関するシンポジウム論文集. 51-56 (2002)
• [Publications] 酒井宗義, 久田 真, 松谷竜一: "酸性雨成分によるセメント硬化体の溶脱挙動の変化に関する研究"土木学会第57回年次学術講演会講演概要集. V・572. 1143-1144 (2002)