2020 Fiscal Year Annual Research Report
メカノケミカル環境におけるコンクリート中鋼材腐食の電気化学的評価解析手法の確立
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19K15066
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
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 – 2021-03-31
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| Keywords | 腐食 / 変形 / コンクリート / 塩化物イオン / 不働態皮膜 / 再不働態化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、変形と化学的因子により腐食が加速される現象であるメカノケミカル腐食を対象とし、コンクリート中において変形と塩化物イオンが鋼材表面の不働態皮膜破壊と再不働態化に及ぼす影響ならびにそれによって生じる腐食挙動を検討した。鉄筋として広く用いられるSD345鋼を試料とし、種々の塩化物イオン濃度に調製した模擬コンクリート溶液中でSD345鋼異形鉄筋より切り出した引張試験片に急速ひずみおよび繰返し応力を付与した。その際得られるアノード電流変化および腐食電位変化と試験片の変形モードを対応させることで、変形および塩化物イオンが腐食発生に及ぼす影響を検討した。その結果、(1)弾性変形時と比較して塑性変形時にはより多量の金属溶解が生じるが、弾性域でも不働態皮膜の破壊は生じること、(2)溶液中の塩化物イオン濃度と水酸化物イオン濃度の比[Cl-]/[OH-]が0.1と非常に僅かであっても、鋼材の再不働態化速度は低下し腐食発生の危険性が高まること、(3)[Cl-]/[OH-]が0.4を超えるとひずみ付与時に局部腐食が発生し大量の金属溶解が生じること、(4)弾性限以下の繰返し応力環境では[Cl-]/[OH-]=0.4以上の場合に応力のない環境と比較してより短期で腐食が発生することを明らかにした。これらの結果は金属材料の変形と塩化物イオンの相乗的な働きであり、これまでのコンクリート中の鋼材腐食の評価により考えられてきた腐食の閾値がより低塩化物イオン量側にあることが示された。
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