| 研究課題/領域番号 |
21K04226
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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 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
土井 康太郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 主任研究員 (80772889)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 腐食 / 防食 / コンクリート / 表面処理 / 亜鉛 / カルシウムハイドロキシジンケート / CHZ / 亜鉛めっき / 酸素還元 / 高酸素反応促進技術 / 鋼材 / 高酸素反応促進 / 高酸素腐食促進試験法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
亜鉛めっき鉄筋のコンクリート中における長期腐食メカニズムを明らかにすることを目的とする。目的の達成のため、実環境を加速再現できる「高酸素腐食促進試験法」、コンクリート内部の鉄筋の状態を電気化学的にモニタリングできる2種類の「腐食センサ」、亜鉛めっき鉄筋の腐食挙動を理解するための「さび科学」の3つを本研究の柱とし、コンクリート内で亜鉛めっき表面に形成したヒドロキシ亜鉛酸カルシウム（CaHZnと表記）の成長と劣化機構、CaHZn劣化後の亜鉛めっき層の劣化機構、鉄素地露出後の鉄筋劣化機構をそれぞれ明らかにすることで長期間における亜鉛めっき鉄筋の腐食とコンクリート劣化への影響を検討する。
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| 研究成果の概要 |
亜鉛表面に形成する高耐食皮膜であるカルシウムハイドロキシジンケート（CHZ）の生成、成長、劣化挙動を明らかとすることおよび、耐食性に優れたCHZの亜鉛表面への効率的な生成方法を探り、新たな耐食表面処理法の開発へと発展させることを目的とした。
CHZの形成・成長機構の検討では、初めに鱗片状のCHZの核が亜鉛表面に点状に形成する。その後も新たなCHZの核生成およびCHZ核の成長が続き、ち密なCHZ層へと成長することがわかった。また、研磨ままの亜鉛と比較してち密なCHZ層に覆われた亜鉛は高い耐食性を発揮することが明らかとなった。また、陽極酸化法を用いて亜鉛の着色皮膜を作製できることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コンクリート中において亜鉛は表面にCHZを形成するため、亜鉛めっき鉄筋は高い耐食性を示す。本研究でCHZの形成・成長・劣化メカニズムが明らかになったため、より高耐食性を示す亜鉛めっき鉄筋の開発やコンクリート中での亜鉛めっき鉄筋の劣化挙動の理解に貢献できると考えられる。また、コンクリート中以外でもCHZを加速形成できることが分かったので、コンクリート分野以外でも亜鉛の表面処理として発展できる可能性を示すことができた。
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