| 研究課題/領域番号 |
19K04545
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
皆川 浩 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10431537)
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| 研究分担者 |
宮本 慎太郎 東北大学, 工学研究科, 助教 (60709723)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | コンクリート / 塩害 / 電気抵抗率 / 含水率 / 塩化物イオン浸透 / 不飽和コンクリート / 物質移動 / 非破壊試験 / 電位分布 / 塩化物イオン / 拡散係数 / 物質移動抵抗性 / 電気化学的手法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請の最終目標は，複数の電気化学的諸量に基づく不飽和コンクリートにおける塩化物イオン浸透予測手法の確立である．そのためには，コンクリート中のイオン移動に関する知見を学術的に体系化する必要がある．従来の不飽和コンクリート中の塩化物イオン浸透予測は高度な数値解析・物性評価技術を要する．本申請は，①コンクリート中の物質移動を二層に分離してモデルを簡略化する，②不飽和コンクリートの塩化物イオン拡散係数は電気化学的試験により直接評価する，③水の浸潤速度・移流層深さの評価方法を電気化学的非破壊試験で評価し，これらを統合する．
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| 研究成果の概要 |
鉄筋位置の塩化物イオン濃度の予測はコンクリート構造物の耐久設計において重要である．本研究の最終目標は，複数の電気化学的諸量に基づく不飽和コンクリートにおける塩化物イオン浸透予測手法の構築であり，その要素技術である電気抵抗トモグラフィによるコンクリート内部の含水率分布の非破壊評価方法を構築した．その結果，電流印加時に生じる表面電位分布から供試体内部の含水率分布を非破壊で評価できることを示した．また，従来の試験法では評価が困難であった不飽和コンクリートの塩化物イオン拡散係数について導電率と拡散係数の含水率依存性の相似性に着目した検討を行い，その相似性を確認できる環境条件が存在することを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の不飽和コンクリート中のCl-浸透予測は高度な数値解析・物性評価技術を要する．本研究は，不飽和コンクリートのCl-拡散係数は電気化学的試験により直接評価し，水の浸潤速度・移流層深さの評価方法を電気化学的非破壊試験で評価し，これらを統合する点が独創的である．高度な数値解析的手法では，ミクロ的視点の材料パラメータを膨大に取得する必要があり，設計にかかるコストおよび不確実性が大きい．一方，本方法は，マクロな電気化学的諸量の実験的エビデンスに基づきCl-拡散係数およびCl-浸透を定量するものであるため，コスト低減・確実性の向上が図られ，新材料の遮塩性の評価にも展開できる創造性・発展性を有する．
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