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寒冷海域にあるコンクリートの凍害機構を解明するために、海水と淡水中で冷却速度が異なる凍結融解試験を行いセメントペースト中の水分の挙動がスケーリングに及ぼす影響について検討した。この結果から得た知見を以下に示す。
水セメント比が50%の海水あるいは淡水に28日間浸したモルタル供試体(φ1×2cm)を用いて最低温度を-30℃、冷却速度を0.25℃/min、0.5℃/min、0.75℃/minの3種類とした凍結融解試験を海水あるいは淡水中で12サイクルまで行った。
海水浸漬供試体では凍結融解サイクルに伴いスケーリングが発生した。特にその傾向は凍結融解試験の冷却速度が遅くなるほど顕著となった。淡水浸漬供試体では凍結融解サイクルや冷却速度に関わらずスケーリングはほとんど発生しなかった。さらに、海水中で冷却速度が遅い凍結融解試験を受けた場合では凍結融解サイクルに伴い細孔水率や凍結水率が増加した。このことから、冷却速度が遅い凍結融解作用を受けるとセメントペースト中の水分が増加し、凍結する割合も高くなることで凍結する際に発する圧力の影響をより多く受けると考えられる。さらに、海水あるいは淡水中で冷却速度が0.25℃/minの凍結融解試験を行った後のセメントペーストの微細構造を観察したところ、凍結融解サイクルが増加するに伴い微細ひび割れが多く発生した。また、細孔水率や凍結水率の増加と微細ひび割れの発生には相関関係があることからセメントペースト中の水分が凍結すると、凍結する際に発する圧力によってセメントペーストに微細ひび割れが発生しやすくなり、この微細ひび割れの発生が海水と凍結融解の複合作用を受けるコンクリートのスケーリング発生を左右する重要な要因であることを明らかにした。
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