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2022 年度 実績報告書

酸素透過性に基づく鉄筋腐食抵抗性の評価方法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02216
研究機関愛媛大学

研究代表者

河合 慶有  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (90725631)

研究分担者 西田 孝弘  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (10345358)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード酸素透過 / 腐食抑制 / 自己治癒 / 好気性微生物 / ひび割れ補修 / 酸素拡散律速 / 電気化学 / 物理化学連成モデル
研究実績の概要

本研究では,微生物を用いた自律治癒作用によるひび割れ補修効果について,鉄筋腐食抵抗性の観点から検討を行った。特に,ひび割れ閉塞効果,バイオ補修材の微細構造と物質移動抵抗性、またひび割れ部の鉄筋腐食抵抗性について電気化学的計測手法を用いて評価した。微細構造と物質移動抵抗性の関連については,X線CT画像を用いて3D空隙モデルを作成し,連続空隙を通じたイオン移動,ならびに酸素拡散とカソード反応における酸素還元反応を連成する数値解析モデルを構築した。さらに,好気性微生物を練り混ぜた補修材を断面修復工法に適用し,酸素拡散の低減によるマクロセル腐食抑制効果を示した。また,カソード分極試験中における鋼材表面の酸素濃度を光ファイバセンサを用いて計測した結果と酸素拡散/酸素還元反応連成解析モデルを用いて,酸素拡散律速が生じる電位とカソード分極特性について明らかにした。一方,バイオ補修材を用いたひび割れ補修では,乾湿繰り返し環境下において顕著なひび割れ補修効果が得られることを示した。さらに,ひび割れ中の酸素濃度を対象として非接触式の酸素計測方法を構築し,自己治癒効果を評価する方法を提案した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Application of bio-based materials to crack and patch repair methods in concrete2022

    • 著者名/発表者名
      K.Kawaai, T.Nishida, A.Saito, T.Hayashi
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 340 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2022.127718

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 相対湿度の上昇に伴う水・酸素の供給が中性化よるマクロセル腐食に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      深川 大輔, 河合 慶有, 西田 孝弘, 氏家 勲
    • 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: 22 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] カソード分極試験における鋼材周囲の酸素濃度の変動と律速条件の関係2022

    • 著者名/発表者名
      平城清志, 河合慶有, 西田孝弘, 氏家勲
    • 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: 22 ページ: -

    • 査読あり
  • [学会発表] Bio-based materials: crack repair and enhancement of corrosion resistance2022

    • 著者名/発表者名
      Keiyu Kawaai
    • 学会等名
      International Conference on Civil and Mining Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水分浸透と酸素透過を対象とした計測技術2022

    • 著者名/発表者名
      河合慶有
    • 学会等名
      JCI-TC201A コンクリート構造物の劣化予測における学術研究の役割とその成果の活用に関する研究委員会報告会
  • [学会発表] 微生物を用いたひび割れ補修と腐食抑制2022

    • 著者名/発表者名
      河合慶有
    • 学会等名
      独立行政法人日本学術振興会 レジリエントインフラのための次世代建設材料の創成R023委員会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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