2016 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of influences of chloride on drying and wetting charcteristics of concrete and its mathematical modelling
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15K14012
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
下村 匠 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40242002)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コンクリート / 塩分 / 吸水 / 吸湿 / 連成移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，塩分がコンクリート中の乾燥・吸湿及び吸水に及ぼす影響を実験的に検討し，平衡特性，移動特性の観点から塩分がコンクリート中の水分移動に及ぼす影響メカニズムを明らかにし，水分と塩分双方向の影響を考慮した水分・塩分連成移動モデルを構築した。
まず，塩分がコンクリートの乾燥・吸湿に及ぼす影響を実験的に検討した。コンクリート細孔中の液状水に塩分が存在することで，同一の環境下における平衡液状水量が大きくなること，表面からの水分の逸散速度は変化しないが吸湿速度は大きくなること，コンクリート内部の水分移動速度が低下すること，それらの結果コンクリートは湿潤傾向になることを実験により明らかにした。塩分の存在による平衡液状水量が大きくなることは，毛管凝縮理論に加えて塩分の存在による液状水の飽和水蒸気圧の降下，表面張力及び密度の増加を考慮することで表現できることを示した。コンクリート内部の水分移動速度の低下は，毛管凝縮理論に加えて塩分の存在による液状水の飽和水蒸気圧の降下，表面張力，密度，粘性係数の増加及び液状水の移動速度の低下を考慮することで表現できることを示した。
次に，塩分がコンクリートの吸水に及ぼす影響を実験的に検討した。コンクリート表面から吸水される液状水に塩分が存在することでコンクリート中への吸水量が大きくなることを実験により明らかにした。これは，塩分の存在による液状水の表面張力，密度，粘性係数，接触角の増加，壁面摩擦抵抗の増大に加えて，液状水中のイオンの濃度差により生じる浸透圧を考慮することで表現できることを示した。
以上より，高濃度な塩分が供給されるような環境下では，塩分が水分移動に及ぼす影響を考慮した水分・塩分連成移動解析を用いて塩分浸透予測することが望ましいといえる。
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