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ASR劣化コンクリート中の鋼材腐食および電気化学的防食工法適用の影響の評価

研究課題

研究課題/領域番号 22K04263
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関徳島大学

研究代表者

上田 隆雄  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20284309)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードASR / コンクリート / 複合劣化 / 鋼材腐食速度 / 電気防食 / 防食効果 / 鋼材腐食 / 電気化学的防食工法
研究開始時の研究の概要

ASRによるコンクリート劣化の研究は多くなされてきたが,ASR劣化コンクリート中の鋼材腐食は不明な点が多い。一方,劣化した鉄筋コンクリート部材の性能評価を行う際には,コンクリート中の鋼材腐食状態を精度よく把握する必要がある。そこで本研究では、ASRにより劣化したコンクリート中における鋼材腐食進行プロセス、および、電気化学的防食工法を適用したASR劣化コンクリート中の鋼材防食効果を定量的に評価するとともに、実構造物に電気化学的防食工法を適用する前にASR膨張促進の可能性を判定する試験方法を提案することを目的とする。

研究実績の概要

ASRによる劣化が進行しているコンクリート中における鋼材腐食挙動の解明は,鉄筋コンクリート部材としての性能評価の観点からも重要である。また,ASR劣化コンクリートに電気防食を適用した場合の膨張挙動と防食効果の関係も不明な部分が多い。
そこで本研究では,反応性骨材を含有するRC供試体にアルカリとしてNaOHまたはNaClを添加し,無通電で促進ASRを行った場合と,電気防食工法を適用した場合のそれぞれについて,コンクリートの膨張を測定するとともに,コンクリート中の鋼材腐食状況を電気化学的鋼材腐食指標により評価した。なお,比較のために,反応性骨材を用いない供試体も併せて作製し,同様の劣化促進または電気防食工法の適用に供した。
この結果,アルカリとしてNaOHを添加した場合とNaClを用いた場合では,コンクリートの膨張,ひび割れ状況と電気化学的鋼材腐食指標の傾向が異なり,NaOHを添加した反応性骨材含有コンクリートの場合には,早期に膨張が増大し,網目状の不規則なひび割れが生じるのに対して,NaClを添加した反応性骨材含有コンクリートの場合には,NaOH添加の場合よりも膨張速度および膨張量は抑制されており,鋼材軸方向のひび割れが卓越する傾向を示した。また,添加したアルカリの種類に関わらず,反応性骨材を含有する電気防食供試体の復極速度が低下する傾向が見られた。これに伴い,通電停止時の自然電位や分極抵抗が,無通電の場合より低くなった。また,コンクリート中の鋼材腐食状況を確認したところ,NaClを添加した反応性骨材含有コンクリートの供試体は,本実験条件における電気防食によって防食効果が得られなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通りに実験が進行しており,得られている結果も学術的に有益な情報であると考えられる。論文発表のための執筆も進んでおり,全体として順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

当初の計画通りに実験が進行しており,今後も計画通りに進める予定である。具体的には,令和6年度中に新たな鉄筋コンクリート供試体を作製し,電流密度と防食効果の関係について,追加の検討を行う。また,現在通電を継続している供試体については,通電を終了した後に,コンクリートの化学分析と,コンクリート中鋼材の腐食状況の確認を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] ASR劣化がコンクリート中の鋼材腐食と電気防食による防食効果に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      東 大智,上田隆雄
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修・補強・アップグレード論文報告集

      巻: 23 ページ: 193-198

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ASR劣化コンクリート中鋼材の腐食と防食に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      東 大智,上田隆雄
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 44 ページ: 652-657

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ASR劣化がコンクリート中の鋼材腐食と電気防食による防食効果に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      東 大智,上田隆雄
    • 学会等名
      令和5年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ASR劣化コンクリート中鋼材の腐食と防食に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      東 大智,上田隆雄
    • 学会等名
      土木学会四国支部第28回技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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