2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19H02215
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高谷 哲 京都大学, 工学研究科, 助教 (40554209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
左藤 眞市 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主幹研究員 (20359409)
土井 康太郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 独立研究者 (80772889)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 保護性さび / 鉄筋腐食 / 腐食モニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，社会基盤構造物の老朽化が社会問題となっている．コンクリート構造物において深刻な劣化のひとつとして鉄筋腐食が挙げられる．鉄筋腐食の進行のしやすさはどのような酸化皮膜あるいはさび層が鉄筋表面に形成しているかに大きく依存する．中でも，結晶性の良い緻密なさび層が形成した場合には，保護性さびとして働き，腐食の進行を著しく抑制すると考えられる．
本研究課題では，腐食進行過程で形成する保護性さびの生成メカニズムを明らかにし，供用中のコンクリート構造物の鉄筋の腐食環境を制御することにより，さび層を改質することで，腐食の進行を抑制する方法を開発することを目的としている．
これまでの検討により，乾湿繰返し環境下では保護性のない剥離性さびが形成するが，比較的湿度の安定した環境では酸素欠乏状態でさび層が結晶成長するため，緻密な保護性さびが形成する可能性があることが分かってきた．
一方で，湿度を調整した環境で生成したFe3O4はラマン分光分析において50cm-1のシフトが確認されたものの，100cm-1以上のシフトは得られていないが，50cm-1程度のシフトでも十分な耐食性がある可能性があることが示された．また，入射光のレーザーの波長や強度を変えるとシフト量が異なる可能性も示された．さらに，シフトしたFe3O4とシフトしていないFe3O4では蛍光の波長が異なることから，現在蛍光の違いとシフトとの関連について検討を行っているところである．
保護性さびの生成条件の確認のために軍艦島で環境モニタリングや暴露試験を行っているが，昨年はCOVID-19の影響により上陸できなかったため，軍艦島のモニタリングデータの整理については今年度の課題である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね計画していた実験を行うことができたと考えている．湿度を調整した環境で生成したFe3O4はラマン分光分析において50cm-1のシフトが確認されたものの，軍艦島で確認された保護性さびのような100cm-1以上のシフトは得られていないが，50cm-1程度のシフトでも十分な耐食性がある可能性があることが示された．シフト量と耐食性の関連については今後さらに検討する予定である．
ただ，COVID-19の影響により軍艦島に上陸できなかったため，軍艦島のモニタリングデータの整理については今年度の課題である．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度は，これまでの検討により推察された保護性さびの生成条件を元に，条件を設定した腐食試験を行い，Fe3O4のピークシフト量と耐食性の関係，微細構造についての検討を行った．その結果，50cm-1ほどのシフト量でも十分な耐食性を示す可能性のあることが分かってきた．また，ラマン分光分析を行う際のレーザー波長や強度を変えてもシフト量が変わる可能性が示されたため，そのメカニズムについて現在検討を行っているところである．さらに，コンクリートに温湿度計などを埋設し，コンクリート表面の環境の変化がコンクリート内部の環境に与える影響についても検討を行った．その結果，ひび割れのない場合にはコンクリートの内部は想定以上に乾燥しにくいことが明らかになったため，条件を工夫することでコンクリート中で保護性さびを形成させることは可能であると考えられる．
今年度は，Fe3O4のピークシフトと耐食性の関係，ピークシフトの物理的意味について引き続き検討するとともに，コンクリート中で保護性さびが生成するかについても検討することとする．
また，保護性さびの生成条件の確認のために軍艦島で環境モニタリングや暴露試験を行っているが，昨年はCOVID-19の影響により上陸できなかったため，軍艦島のモニタリングデータの整理については今年度行う予定である．
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Research Products
(1 results)
