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.

对于离子在混凝土孔隙溶液中的扩散和运动，驱动力被视为电化学势，并且为了不仅包括浓度扩散力而且包括电力的影响，Onsager现象系数和广义我们基于菲克定律构建了一个相互扩散模型，量化了各个离子种类的扩散现象。换句话说，为了阐明具体的离子运动现象，有必要在推导量化相对高浓度溶液中每个离子的运动所需的扩散系数时，我们成功地结合了相互扩散系数的概念。我们还开发了基于分子理论的相互扩散模型，以检验其适用性。更详细地说，我们根据实验获得的数据制定了每个常数。使用本研究中开发的相互扩散模型，我们计算了氯离子、硫酸根离子、我们通过收集、整理和比较过去关于碱金属离子和钙离子运动的数据，详细研究了与模型的兼容性。从这些结果中，我们发现盐对混凝土结构的损害，化学物质我们发现了可能性统一了离子物种的行为，这些离子物种控制着由于侵蚀、碱骨料反应和孔隙溶液中的浸出而导致的恶化，并确定了未来进一步发展的问题。为了探索有助于减少环境负荷的研究意义，我们研究了相互扩散模型的多功能性是否可以扩展到混凝土中含有的痕量成分（例如六价铬）。部分结果在会上发表。日本土木工程学会会刊、日本建筑学会结构系统学报、混凝土工程年会论文集第24卷、日本土木工程学会第57届年会、第1届FIB大会等。