コンクリート中の鋼材腐食に関する局所環境作用の定量評価手法の構築

开发局部环境对混凝土中钢筋腐蚀影响的定量评估方法

基本信息

批准号：
22H01562
负责人：
佐伯竜彦
金额：
$ 11.65万
依托单位：
Niigata 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-22H01562/
关键词：
局所環境鋼材腐食水掛かり気象

项目摘要

コンクリート構造物中の鉄筋の腐食は，部位による水掛かり等の局所的な環境条件の影響を受けるが，実構造物においてそれを定量的に評価する手法は確立されていない．そのような背景から，本研究は構造物各部位における局所的な環境作用を劣化予測や耐久性評価に反映させるため，薄板モルタル供試体の暴露試験結果に基づいて，鋼材腐食に関連する4物質（水，酸素，二酸化炭素，塩化物イオン）の供給条件を定量評価し，それらのコンクリート中での移動現象を解析するための境界条件を設定する手法を開発することを目的している．令和4年度は下記の検討を行った．実構造物の各部位に薄板モルタル供試体を貼り付け，中性化深さを測定した．また別途実験を行い，供試体の含水率と二酸化炭素拡散係数の関係を定式化した．この関係式を用いて，中性化深さと等価な含水率を逆算した．これによって，構造物の局所的な水掛かりに関する環境条件が定量的に把握できた．また，対象とした構造物が立地する地点の降雨履歴データを参照し，各部位中性化深さに等価な乾湿繰返し履歴を同定した．さらに，構造物に用いられるコンクリートを想定し，薄板モルタル供試体と同一の乾湿繰り返しを受けた場合のコンクリートの応答（内部の含水率分布）を数値シミュレーションにより求めた．上記の検討により，薄板モルタル供試体の中性化深さとコンクリートの含水状態を関連付けた．また，乾湿繰返し環境における鋼材腐食のモデル化を行い，水掛かりと腐食の関係についても検討を開始した．

混凝土结构中钢筋的腐蚀受到当地环境条件（例如暴露在水中）的影响，但尚未建立在实际结构中定量评估这一情况的方法。在此背景下，为了在劣化预测和耐久性评价中反映结构各部分的局部环境影响，本研究基于薄板砂浆试件的暴露试验结果，对与钢材腐蚀相关的四种物质进行了研究。该项目的目的是定量评估（水、氧气、二氧化碳、氯离子）的供应条件，并开发一种设置边界条件的方法来分析它们在混凝土中的运动现象。 2020财年，我们进行了以下研究。将薄砂浆样本贴在实际结构的每个部分，并测量碳化深度。还进行了单独的实验来建立样本的水分含量与二氧化碳扩散系数之间的关系。利用这个关系式，我们反算出相当于中和深度的含水量。这使我们能够定量地了解与结构上局部水暴露相关的环境条件。此外，通过参考目标建筑物所在位置的降雨历史数据，我们确定了相当于每个地点的中和深度的干/湿循环历史。此外，假设结构中使用混凝土，通过数值模拟确定了混凝土在经历与薄砂浆样本相同的干燥和润湿循环时的响应（内部含水量分布）。基于上述研究，我们将薄砂浆试件的碳化深度与混凝土的含水量相关联。我们还模拟了钢材在反复潮湿和干燥条件下的腐蚀，并开始研究水暴露与腐蚀之间的关系。