細孔溶液中のイオン種の拡散とセメント水和物との相互作用に関する分子論的解明

孔隙溶液中离子物质扩散与水泥水合物之间相互作用的分子阐明

基本信息

批准号：
13750438
负责人：
杉山隆文
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750438/
关键词：
相互拡散モデル電気化学ポテンシャル Onsager現象係数 Fickの法則細孔溶液イオン種の移動劣化要因塩化物イオン一般化されたFickの法則相互拡散係数多種類のイオン群を含む溶液数値解析アルカリ金属イオンの溶出現象塩化物イオンの移動

项目摘要

コンクリートの細孔溶液中でのイオンの拡散移動に対して,その駆動力を電気化学的ポテンシャルとして捉え,単なる濃度拡散力に限らず電気力の影響も含めるために,Onsager現象係数および一般化されたFickの法則から各イオン種の拡散現象を定量化する相互拡散モデルを構築した.つまり,コンクリート中のイオン移動現象の解明にあたって,多種類のイオン群でしかも比較的高濃度な溶液中の各イオンの移動を定量化するために必要な拡散係数の導出にあたり,相互拡散係数の概念を取り入れることに成功した.そして,分子論に立脚した相互拡散モデルの適用性をさらに詳細に調べるために,実験から得られたデータに基づいて各定数を定式化した.本研究によって開発した相互拡散モデルを用いて,細孔溶液中の塩化物イオン,硫酸イオン,アルカリ金属イオン,カルシウムイオンの移動について,過去に個別に行われたデータを収集・整理・比較しながら,モデルとの適合性を詳細に調べた.この結果から,コンクリート構造物の塩害,化学的侵食,アルカリ骨材反応,溶脱による劣化を支配しているイオン種の細孔溶液中での挙動を統一して説明できる可能性を見い出し,今後の更なる高度化への課題を抽出した.さらに,環境負荷低減に資する研究としての意義を探るために,相互拡散モデルの汎用性に関してに,六価クロムなどコンクリートに含有される微量成分についても拡張が可能かを検討した.本研究で得られた成果の一部は,土木学会論文集,日本建築学会構造系論文集,コンクリート工学年次論文集24巻,第57回土木学会年次学術講演会,第1回fibコングレスなどで論文発表した.

为了将混凝土孔溶液中离子的驱动力视为电化学潜力，并包括电力的影响，不仅包括对浓度扩散力的影响，我们构建了一个相互扩散模型，该模型量化了每个离子物种的扩散现象，从Onsager现象系数和一般的Fick fick的法律。换句话说，在阐明混凝土中的离子转移现象时，我们成功地将扩散系数的概念纳入了量化在许多离子组中相当高浓度的溶液中所必需的扩散系数的推导中。为了进一步研究基于分子理论的扩散模型的适用性，根据从实验获得的数据制定了每个常数。使用本研究中开发的扩散模型，我们使用本研究中开发的扩散模型来获得氯离子，硫酸盐离子和a。通过收集，组织和比较过去单独执行的数据来详细研究与模型的兼容性。从这些结果中，我们发现了统一离子物种的行为的可能性，该行为主导了盐损伤，化学侵蚀，碱性聚集反应以及毛孔溶液中混凝土结构的浸出，并提取了未来进一步成熟的问题。此外，为了探索有助于减轻环境负担的研究的重要性，我们检查了是否可以扩展相互扩散模型的多功能性，包括六价铬和混凝土中包含的其他痕量成分。从这项研究中获得的一些结果发表在土木工程师的论文，日本建筑学院，日本建筑学院，《混凝土工程》第24卷，第57届年度学术讲座的年度论文和第一届FIB大会。