2016 Fiscal Year Annual Research Report
電気的特性による物性評価を基盤とした不飽和コンクリート中の塩化物イオン浸透予測
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26709031
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
皆川 浩 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10431537)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | インフラマネジメント / コンクリート / 劣化予測 / 電気化学的特性 / 塩害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
塩化物イオン拡散係数はコンクリートの遮塩性を評価する際に重要な指標である．一方，電気抵抗率は塩化物イオン拡散係数と相関性があり，測定方法が簡便・即時的・非破壊であることから，コンクリートの遮塩性の評価指標として注目されている．
本研究では理論的に導出した電気抵抗率と塩化物イオン拡散係数の関係式により，電気抵抗率と各種イオン濃度から推計した塩化物イオン拡散係数(以下，推計拡散係数)と塩水浸せき試験から求めた見かけの拡散係数について，その相関性の材齢依存性を検討した．なお，塩水浸せき試験に用いた供試体は，塩化物イオンやナトリウムイオンが浸透したものである．電気抵抗率はイオン濃度依存性があるため，遮塩性を電気抵抗率により評価するには，イオン濃度およびその分布の影響を考慮する必要がある．そのため，本研究では数値解析を援用し，電気抵抗率の測定領域を求め，その領域に存在する種々のイオンの平均濃度を計算した．そして，その平均濃度と電気抵抗率の実測値を用いて推計拡散係数を算出する方法を考案した．
この方法を用いて，浸せき前および3 %，10 %の塩水に2.5年間浸せきしたコンクリートの推計拡散係数と見かけの拡散係数の関連性を整理した．その結果，浸せき濃度が塩水浸せき2.5年後の推計拡散係数に及ぼす明確な影響は見られず，コンクリート中のイオン濃度に分布が生じている場合においても，それを適切に考慮することで，推計拡散係数による遮塩性能評価の信頼性が確保できることを確認した．さらに，塩水浸せき2.5年後の推計拡散係数は浸せき前に比べ小さくなり，見かけの拡散係数との差は小さくなった．また，高遮塩性コンクリートでは塩分浸透の停滞が両者の差に影響を及ぼすことが示唆される結果が得られ，推計拡散係数により見かけの拡散係数を評価する際には，塩分浸透の停滞も考慮する必要があることが示唆された．
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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
実構造物において電気抵抗率から塩化物イオン拡散係数を推計する際に，コンクリート中のイオン濃度およびその分布が推計結果に影響を及ぼすことが懸念されたが，それを回避する方法を数値解析を援用することで解決することができた．このため，供用開始から長期の時間が経過した構造物においても，塩化物イオン拡散係数を高確度で推計する方法論を提示することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
不飽和コンクリート中の塩化物イオン浸透を適切に予測するためには，移流層深さを定量する必要がある．そのためには，非破壊試験で含水率分布を評価する手法の構築が必要である．そこで，コンクリート表面部に複数の電極を設置して電流を流し，コンクリート表面部に生じる電位分布を測定する．そして電気抵抗率トモグラフィー法によりコンクリート深部方向の電気抵抗率分布を定量する手法を構築する．この手法を用いて，液状水をコンクリート表面に供給する前後の計測値の時間変化から水の浸潤特性を評価する方法を開発する．この手法を構築し，さらに今年度までに構築した各種手法を統合することで，不飽和コンクリート中の塩化物イオン浸透予測手法を構築する．
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Research Products
(2 results)
