海洋コンクリート構造物の周辺環境における物質移動を再現する縮小模型の製作

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19656111
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 下村 匠 Nagaoka University of Technology, 工学部, 准教授 (40242002)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細山田 得三 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (70262475)
• Keywords: 塩害 / 飛来塩分 / 表面塩化物イオン濃度 / 風洞実験 / 数値シミュレーション

Research Abstract

縮小模型により構造物の周辺環境を含めた物質移動現象を再現する装置を作製することを目的としている。実験室内に簡易的な風洞と海水粒子発生装置を組み合わせて模型空間内で構造物への環境作用を再現するものである。海岸から構造物までの地形のジオラマ、海水粒子発生装置、簡易風洞を組み合わせ、模型構造物に塩分を飛来させる装置を作製する。開発する装置は、波高(海水粒子発生量)、風速、風向、海岸からの距離、高さ、構造物の周辺の地形、障害物の存在、構造物の形状を実験パラメータとすることができ、これらが構造物の各部位に飛来する塩分に及ぼす影響を再現できることを第1の目標とする。また装置内の模型構造物に、人工降雨、日射を与え、これらが構造物の表面塩分量の経時変化に及ぼす影響を再現できるようにすることを第2の開発目標とする。
平成19年度は風洞実験装置の製作作業にほとんどの時間を費やした。プラスチック材、木材を用いて、断面1m×lm総延長約10m、試験領域の長さ2mの風洞を完成させた。造風機は市販の大型扇風機を改造して設置した。現在、平成20年度における系統的実験に備えて、装置の試運転、調整を重ねている。
装置の作製と並行して、平成20年度に本装置を用いて行う以下の実験について思考実験を行った。
(1)コンクリート表面に到達した飛来塩分がコンクリート中に浸透してゆく過程をモデル化する方法には、一定の表面塩化物イオン濃度を境界条件として与える方法をはじめとしていくつかあるが、飛来塩分の影響を良く表すにはどのような方法が適しているか検討する。
(2)数値シミュレーションにより予測した構造物周辺の飛来塩分の輸送状況を、風洞実験により検証する。
(3)塩分が付着したコンクリート表面を水で洗い流すことにより塩分浸透を防ぐことができるか、効果があるとしたらどのような洗浄方法が最もよいかを、実験室において検討する。