熱的挙動分析に基づく海洋コンクリートの凍害機構に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550459
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 鮎田 耕一 北見工業大学, 工学部, 教授 (90003186)
• Keywords: 凍害機構 / スケーリング / 凍結融解 / 冷却速度 / 最低温度 / 最低温度保持時間 / 水セメント比 / 海洋コンクリート

Research Abstract

海洋コンクリートの凍害機構を解明するために、水セメント比や凍結融解試験の冷却速度、最低温度とその保持時間などの要因がスケーリングに及ぼす影響を熱的分析に基づいて検討し、以下の知見を得た。
1)海水あるいは淡水(以下、海水/淡水)に28日間浸漬したモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて最低温度を-20、-30℃、冷却速度を0.25℃/minにして海水/淡水中で6サイクルまで凍結融解試験を行った結果、海水浸漬供試体では最低温度が-30℃のときにスケーリングの発生に影響を及ぼす細孔水率と凍結水量が大幅に増加し、スケーリングが多く発生した。これは海水の作用により多孔化し飽水度が高くなるとともに細孔中の水分の凍結によって生じる圧力が増加するためである。
2)海水/淡水に28日間浸漬したモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて3種類の異なる冷却速度0.25、0.5、0.75℃/minで最低温度を-30℃として海水/淡水中で12サイクルまで凍結融解試験を行った結果、海水浸潰供試体のスケーリングが増加し、この傾向は冷却速度が遅いほど顕著であった。また、冷却速度を0.25℃/min、最低温度保持時間を30分と90分の2種類で6サイクルまで凍結融解試験を行った結果、最低温度保持時間が90分の場合にスケーリングが増加した。これは海水の作用により多孔化した供試体が長い凍結時間に伴い大きな圧力を受け続けたためである。
3)海水/淡水中に28日間浸漬した3種類の異なる水セメント比45、50、55%のモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて冷却速度0.25℃/min、最低温度を-30℃として海水/淡水中で12サイクルまで凍結解試験を行った結果、水セメント比が高い海水浸漬供試体にスケーリングが多く発生した。このことから、水セメント比が高いほど細孔が水で満たされており、海水の作用を受けると淡水の場合よりこの傾向が顕著となり、スケーリングが発生することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 加藤利菜, 鮎田耕一, 猪狩平三郎: "海水の作用を受けるコンクリートの凍結速度がスケーリングに及ぼす影響について"土木学会北海道支部論文報告集. No.59. 812-813 (2003)
• [Publications] 加藤利菜, 鮎田耕一, 猪狩平三郎: "セメントペーストマトリックスへの海水の浸入がスケーリングに及ぼす影響"セメント・コンクリート論文集. No.57. 279-284 (2004)
• [Publications] 加藤利菜, 鮎田耕一, 猪狩平三郎: "海水の作用を受けるセメントペーストマトリックスの凍結挙動がスケーリングに及ぼす影響について"土木学会北海道支部論文報告集. No.61. 736-737 (2004)