Establishment of Electrochemical Evaluation and Analysis Method for Steel Corrosion in Concrete in Mechanochemical Environment

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15066
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: DOI Kotaro 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 独立研究者 (80772889)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 腐食 / コンクリート / メカノケミカル腐食 / 鋼材 / 不働態皮膜 / 再不働態化 / 塩化物イオン / 急速ひずみ電極試験

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a method to analyze the mechanochemical corrosion (corrosion accelerated by the synergistic effects of mechanical factors such as deformation and chemical factors such as anions) of steel in concrete by combining mechanical tests and electrochemical measurements. We found that even in a low chloride ion environment, where corrosion is not expected to occur in the absence of mechanical factors, corrosion can occur due to the breakdown of passive films on the steel surface by sliding deformation.

Free Research Field

腐食

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

橋梁や高速道路、住宅など大型のコンクリート構造物は日常的に変形に晒される。また、コンクリート内部の鋼材の腐食は、コンクリートの内部応力を増加させコンクリートを内側から破壊する。すなわち、コンクリートの劣化は力学的負荷と腐食の両面から考えるべきであるが、これまでの研究はそのどちらかの因子のみに着目したものが多く、両者を複合的に検討する手法は未発達であった。本研究では、力学試験と電気化学試験を融合させることで変形により加速する腐食を捉え、これまでよりも実環境に近い条件でコンクリート構造物の劣化挙動を検討できるようになった。