Creation of technology to control frost damage in concrete structures using ice crystal control agents

创建使用冰晶控制剂控制混凝土结构冻害的技术

• 批准号: 22H01567
• 负责人: 鶴田 浩章
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01567/
• 关键词: 耐凍害性; コンクリート; 氷結晶制御剤; 凍結融解; スケーリング; 凍害

新設コンクリート構造物の耐凍害性改善のための適用法と効果については、特にスケーリング抵抗性について検討を行った。その結果、氷結晶制御剤の混入により無混入の場合のスケーリング量の33～56％程度に低減できることが分かり、特にコラーゲンペプチド＋メラノイジンのケースでは、無混入の場合の33％程度にスケーリングを抑制できる結果が得られ有効性が確認できた。既設コンクリート構造物の耐凍害性改善のための適用法と効果については、接着剤の使用と表面含浸材との併用、コンクリート表層加工などを試し、氷結晶制御剤の浸透深さの増加と接着性の強化を狙ったが、適正な条件での試験ができていないようであり、優れた効果は確認できなかった。しかし、今後の対応の課題は明確となった。氷結晶制御剤のより効率的な品質評価、品質管理および製造方法の確立の検討では、コンクリートの凍害及びスケーリング抑制に効果を発揮できる天然氷結晶制御エキスの再検討を行った。指標としては、体積膨張に対する効果、さらに、異物（ヨウ化銀）存在下でどれくらい氷核の発生に対する効果があるかの指標によって選択した。その結果、体積膨張抑制においては、各エキス単独使用の場合には、すべて抑制効果は少なかった。そこで、コラーゲンペプチドと併用（各エキスの10倍量を使用）では、メラノイジンと脱塩醤油において抑制効果を再確認できた。また、コラーゲンペプチドとの併用での濃度の影響を調べたところ、脱塩醤油エキス5μg/mlで体積膨張が60％に抑制された。そこで、両エキスのヨウ化銀を異物とする場合での過冷却活性を測定した。その結果、メラノイジン50μg/mlが、５％食塩存在下で脱塩醤油よりも3℃高い活性を示した。このような結果から、脱塩醤油、メラノイジン、コラーゲンペプチドと併用した脱塩醤油の使用が効果を発揮できると判断した。

研究了提高新建混凝土结构抗冻害性能，特别是抗结垢性能的应用方法和效果。结果发现，与未混合的情况相比，混合冰晶控制剂可将结垢量减少至约33-56%，特别是在胶原肽+类黑素的情况下，结垢被抑制至约33%获得了不混合的量的结果并且确认了有效性。针对提高现有混凝土结构抗冻害能力的应用方法和效果，我们测试了粘合剂与表面浸渍材料、混凝土表面处理等结合使用，并研究了增加冰晶控制渗透深度的效果。其目的是增强性能力，但似乎不可能在适当的条件下进行测试，也无法证实任何优越的效果。不过，未来要解决的问题已经很明确了。为了建立更有效的冰晶控制剂的质量评价、质量控制和制造方法，我们重新研究了可有效抑制混凝土冻害和结垢的天然冰晶控制提取物。根据对体积膨胀的影响以及在存在异物（碘化银）的情况下对冰核生成的影响来选择指标。结果，就抑制体积膨胀而言，当单独使用每种提取物时，抑制效果较小。因此，当与胶原蛋白肽（使用各提取物的10倍量）组合使用时，我们能够再次确认类黑素和脱盐酱油的抑制效果。此外，当我们研究与胶原蛋白肽组合使用时的浓度效果时，在5μg/ml的脱盐酱油提取物中，体积膨胀被抑制至60%。因此，当使用碘化银作为异物时，测量了两种提取物的过冷活性。结果，在 5% 氯化钠存在下，50 μg/ml 类黑素的活性比脱盐酱油高 3°C。基于这些结果，确定脱盐酱油与脱盐酱油、类黑素和胶原蛋白肽的组合使用是有效的。