2017 Fiscal Year Research-status Report
実環境を想定した寒冷地コンクリートの塩化物イオン浸透メカニズム
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16K18131
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| Research Institution | Hachinohe Institute of Technology |
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Principal Investigator |
迫井 裕樹 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30453294)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 耐久性 / 複合劣化 / 塩分浸透 / 凍結融解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
積雪寒冷地域におけるコンクリートは，凍害と塩害の複合劣化を受けやすい環境にある。研究代表者の既往研究において，凍結融解環境での塩化物イオン浸透性は，温度一定環境におけるそれよりも促進されることがこれまでに明らかとなっている。本課題の目的は，凍結融解環境における塩化物イオン浸透の促進メカニズムを明らかとすることである。
平成28年度の検討では，塩化物イオンが浸透した硬化体中において凍結融解作用に伴う凍結性状の差異を確認することを目的とした要素試験を行った。硬化体中の塩化物イオン濃度が既知となるよう調整した試験体を用いて，潜熱積算温度から凍結性状の差異を検討するとともに，一面凍結融解試験を実施し，潜熱積算温度と硬化対中の全塩化物イオン濃度の関係について検討を行った。
平成29年度は，硬化体中に塩化物イオン濃度勾配が生じたコンクリートを対象として，凍結融解環境におけるその後の塩化物イオン浸透性について検討を行った。検討結果より，凍結融解環境下での塩分浸透性は，温度一定環境下におけるそれよりも促進される傾向を示すことが示された。ただし，硬化体中の全塩化物イオン濃度分布は，一般的に知られている分布と同様の分布，つまり表面からの深さに伴い，濃度が減少する分布を示すことが確認された。また，事前浸透の有無の違いに着目すると，表面から10mm以内の位置では，事前浸透を行った供試体の方が高い濃度を示すものの，20mm以深では，事前浸透の違いによる差は少ないことが確認された。さらに，暴露環境の違いに着目すると，凍結融解環境における濃度変化割合は，温度一定環境におけるそれよりも高く，特に表面から20mm程度の位置でその差が顕著となることが確認された。これは，硬化対中の塩化物イオン濃度により凍結水量に差が生じ，凍結融解に伴う水分移動によって，より内部で塩化物イオンの移動が生じているためと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
積雪寒冷地域におけるコンクリートは，凍害と塩害の複合劣化を受けやすい環境にある。これまでの検討により，凍結融解環境では，温度一定環境下よりも塩化物イオン浸透が促進される傾向を示すことが明らかとなっており，その促進メカニズムの解明が本課題の目的である。
平成28年度および平成29年度の検討において，潜熱から推定される凍結水量と全塩化物イオン濃度の関係を確認するとともに，一面凍結融解試験および事前に塩化物イオン濃度勾配が生じたコンクリートの凍結融解環境における塩化物イオン浸透性について検討を行った。これらの結果から，硬化体中の塩化物イオン濃度に伴う凍結水量の違い，事前浸透あるいはその後の塩分浸透による濃度変化とそれに伴う凍結水量の変化が，凍結融解環境における塩化物イオン浸透性に及ぼす影響が明らかとなった。次年度，さらに条件を追加するととともに，これらの成果の整理・取りまとめを行い，凍結融解環境における塩化物イオン浸透性の影響要因の明確化あるいは予測式の提案を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度の検討においては，塩化物イオン濃度と凍結融解環境における硬化体内部の凍結性状の違いについて検討を行った。また平成29年度には，事前に塩化物イオンが浸透し，硬化体内部において塩化物イオン濃度勾配が生じたコンクリートの凍結融解環境における塩化物イオン浸透性について検討を行った。今後，乾湿繰り返しと凍結融解作用および塩分浸透の複合作用下において，同様の検討を行う予定である。さらに，それらの暴露条件化において硬化体内部の凍結性状とそれに起因する凍結水圧の影響も併せて検討を行う予定である。
供試体を作製し，塩水を試験溶液とした凍結融解環境に暴露を行う。一定期間間隔で乾燥環境と凍結融解環境を繰り返し，これらの複合的な作用がコンクリート中への塩化物イオン浸透性に及ぼす影響を検討する。別途，同様の供試体を作製し，表面から深さ方向に温度測定用および水圧測定用のセンサーを埋設し，暴露に伴う水分移動およびそれに起因して生じる水圧測定を検討する予定である。
暴露環境の違いが及ぼす影響を取りまとめるとともに，硬化体内部の凍結水量やそれに起因する水圧の差異を取りまとめ，凍結融解作用・乾湿繰り返しなどの環境要因がコンクリートの塩化物イオン浸透性に及ぼす影響程度を明らかにするとともに，塩化物イオン浸透予測に向け検討を進める。
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