Durability assessment of carbonated concrete in terms of water transport properties
| Project/Area Number |
19K23562
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0304:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Building Research Institute |
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Principal Investigator |
中田 清史 国立研究開発法人建築研究所, 材料研究グループ, 研究員 (40848941)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | セメント硬化体 / 中性化 / 空隙構造 / ひび割れ / 水分移動 / コンクリート / 水分移動特性 / 平衡含水率 / 耐久性 |
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| Outline of Research at the Start |
中性化に伴う鉄筋腐食は多くのRC構造物に共通する劣化現象であり，その進行にはコンクリートの中性化のみならず鉄筋近傍の（中性化を受けたコンクリート中の）水分状態も重要な要素であることが知られている。本研究では，普通コンクリートを対象として，その水分移動特性および保持特性が中性化に伴ってどのように変化するか，なぜ変化するかを明らかにするとともに，この変化が鉄筋近傍の水分状態にどのような影響を与えるかを明らかにすることを目的とする。本研究の成果は，中性化後のRC造部材の寿命判断に資する基礎的知見を与えるものと考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は，セメント硬化体の水分移動に関わる特性値（水分拡散係数，平衡含水率曲線等）を中性化前後（CO2濃度＝5%）で測定し，中性化によってこれらの特性値がどのように変化するかを明らかにする目的で実験を実施した。なお，対象としたセメント種は，当初の普通ポルトランドセメントに加え，高炉セメントとした。
実験の結果，平衡時の含水率は中性化によって低下し，平衡含水率曲線は水粉体比やセメント種によらず同様の形状を示す可能性があることを示された。また，空隙率については中性化によって低下するものの，粗大な空隙の割合は増加した。本研究で実施した実験の範囲では水蒸気拡散係数はいずれの条件でも上昇したが，これは上記のように粗大な空隙が増加したことと関係があるものと考えられる。このことから，両者の関係を比較したところ高い相関性が確認され，この関係は水粉体比やセメント種によらず同一の式で示せる可能性が示された。上記の関係式を応用すれば，任意の条件（セメント種類，水粉体比，中性化度合い）のコンクリートについて，その水蒸気拡散係数を長期間にわたって評価できる可能性があると考えられる。
また，上記の実験と並行して，中性化の過程で生じる収縮ひび割れについて検討を行った。促進中性化の結果，セメント硬化体表面には数μm程度の幅を持つひび割れが発生した。ひび割れ面積率によりひび割れの発生状況を比較したところ，このひび割れは水粉体比が低いほど高炉スラグ置換率が高いほど発生しやすいこと確認された。表面全体に占めるひび割れの面積率は0.2%未満であるが，中性化後の吸水性状を評価する場合にはこのひび割れが影響を及ぼすと考えられ考慮に入れる必要がある。
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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
セメント硬化体の水分移動に関わる特性値が炭酸化前後でどのように変化するかを明らかにするとともに，この変化を評価するための指標（空隙構造変化およびひび割れ密度）を示すことができた。当初の目的を達成できているため「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1．吸水速度に与える影響評価
セメント硬化体の吸水速度が中性化の前後でどのように変化するかを明らかにするとともに，この変化が空隙構造変化やひび割れの発生と関連付けられるかを明らかにする。
2．中性化したモルタル・コンクリートにおける水分変動の取得
2019年度および上記項目1で得られた知見が骨材を含む系においても適用可能かを検証する。また，中性化したコンクリート（またはモルタル）試験体について，様々な環境に曝露することで中性化後のコンクリート内水分変動に関する基礎データの蓄積を図る。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
