高純度鉄の腐食特性およびコンクリート補強材への適応性に関する研究

高纯铁的腐蚀特性及其对混凝土加固的适用性研究

基本信息

批准号：
18H00277
负责人：
平野裕一
金额：
$ 0.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H00277/
关键词：
高純度鉄耐食性能コンクリート補強材

项目摘要

適切な設計・施工・維持管理が行われている鉄筋コンクリート構造物は、長期に渡りその形状を維持し機能が保持されるものである。しかし、コンクリートの内的あるいは外的要因によりコンクリート中の鉄筋腐食が生じると、かぶり部分の剥落が生じ、終局的には構造物の崩壊が生じる可能性があり社会的な影響が非常に大きい。ところで、奈良県にある法隆寺の金堂に使用されているような和釘は、千年以上の年月が経過してもほとんど腐食していないことが確認されている。和釘には純度0.1%の高純度鉄が使用されており、高純度鉄は腐食しにくいと言われている。そこで、和釘の特徴を踏まえ高純度鉄のコンクリート構造物への適用を考えてみた。木材中での高純度鉄は普通鋼材よりも高い耐食性能を有していると考えられる。しかし、高アルカリ環境となるコンクリート中における知見はほとんどないのが現状である。本研究では、特に高純度鉄の腐食特性の把握に主眼を置いた。本研究では、水溶液中における表面状態の観察および電気化学的測定により腐食状況を把握し、コンクリート補強材である鉄筋としての適用を見据えた比較、検討を実施した。将来的にコンクリート用の鉄筋としての使用の可能性を検討することを目的として、様々なpHおよび塩化物イオンの環境下における水溶液中での腐食試験を実施した。その結果、高純度鉄はpH11以上の水溶液中で耐食性の酸化皮膜が生じ、塩化物イオンに対する耐食性能も普通鋼材に比べて優れていることが分かった。一旦、耐食性の酸化皮膜が形成されると、水溶液のpHが中性付近まで低下しても耐食効果が維持される結果も得た。高アルカリ環境下において、高純度鉄には、普通鋼材よりも緻密な酸化皮膜が形成される可能性があり、鉄筋コンクリートとしての耐食性能は高くなると考えられる。ただし、コンクリート補強材として検討する上では、加えて力学的性質の把握も必要となる。

适切な设计・施工・维持管理が行われている鉄筋コンクリート构造物は、长期に渡りその形状を维持し机能が保持されるものである。但是，如果由于内部或外部因素而导致混凝土中发生钢筋腐蚀，则覆盖部分可能会剥落，最终可能会崩溃，从而产生很大的社会影响。顺便说一句，已经证实，日本的指甲，例如在奈良县的Horyuji庙中使用的指甲，即使在超过一千年后也没有腐蚀。和钉には纯度0.1％の高纯度鉄が使用されており、高纯度鉄は腐食しにくいと言われている。そこで、和钉の特徴を踏まえ高纯度鉄のコンクリート构造物への适用を考えてみた。木材中での高纯度鉄は普通钢材よりも高い耐食性能を有していると考えられる。但是，目前的情况是，在混凝土中知识很少，这是一种高度碱性的环境。这项研究的重点是理解高纯铁的腐蚀特性。在这项研究中，通过观察水溶液和电化学测量中的表面条件来掌握腐蚀条件，并着眼于应用混凝土钢筋材料进行比较和检查。在环境中，在各种pH和氯离子下的水溶液中进行了腐蚀测试，目的是检查将来用作混凝土加固棒的可能性。结果，发现高纯度铁在pH 11或更高的水溶液中产生耐腐蚀的氧化物膜，并且对氯离子的耐腐蚀性优于传统的钢材料。在高碱性环境中，高品质的耐铁可以比普通的钢材料和普通的钢材料构成，并构成普通的钢材料，并构成了普通的钢材料，并构成了腐蚀性。