マクロセル腐食も考慮した鉄筋コンクリート部材の耐用年数設定基本モデルの構築

考虑宏细胞腐蚀的钢筋混凝土构件使用寿命设定基本模型的构建

基本信息

批准号：
15760338
负责人：
宮里心一
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄筋コンクリートにおいて、腐食に伴う部材耐力の低下に起因する耐用年数を設定する基本的なモデルを構築できた。すなわち、本研究の成果を3ステージに分類し、下記に列挙する。(1)ひび割れを考慮した鉄筋コンクリート部材におけるマクロセル腐食速度解析モデルを提案できた。すなわち、マクロセル腐食速度を解析するため、鉄筋のアノード分極曲線・カソード分極曲線、鉄筋の分極抵抗、コンクリート抵抗および鉄筋への酸素供給量をinput dataとするモデルを提案した。さらに、モデルを検証するため、水セメント比、塩化物イオン濃度、ひび割れ幅、湿度および温度をパラメータとし、モルタル供試体を用いた実験を行い、モデルの妥当性を検証した。(2)マクロセル腐食が生じた鉄筋コンクリート梁部材における、腐食量と曲げ耐力の関係を整理できた。すなわち、腐食形態(局部腐食、全面腐食)が異なるモルタル共試体を用い、、目標侵食率5%、10%および20%における曲げ性状を実験により測定し、(1)全面腐食と比較して局部腐食では、曲げ破壊荷重および曲げ剛性の低下が著しいこと、(2)腐食量が増加すると、曲げ破壊荷重および曲げ剛性は低下すること、(3)局部腐食における目標侵食率が20%の時、曲げ破壊荷重は約50%に低下し、終局時には急激な破壊に至ること、を確認した。さらに、(4)上記の実験結果は、理論的にも検証されることを明らかにした。(3)塩害あるいは中性化の促進暴露期間と実環境暴露期間を換算するモデルを構築できた。すなわち、促進暴露と実環境暴露を組み合わせた試験により、塩化物イオン浸透深さあるいは中性化深さの進行速度を求めた結果、通電法による屋内試験では約35倍、低圧法あるいは高CO_2濃度法による屋内試験では約10倍になることが明らかとなった。

由于钢筋混凝土腐蚀导致材料强度的降低，因此基本模型能够确定有用的寿命。换句话说，这项研究的结果分为三个阶段，并在下面列出。（1）我们提出了一种考虑裂缝的钢筋混凝土成员的宏腐蚀速率分析模型。换句话说，为了分析宏观细胞腐蚀速率，我们提出了一个模型，在该模型中，阳极和阴极极化曲线的增强条，增强条的极化电阻，混凝土耐药性和氧气供应量对增强条的含量是输入数据。此外，为了验证模型，使用水泥比，氯离子浓度，裂纹宽度，湿度和温度作为参数进行实验，并验证了模型的有效性。（2）组织了经历了宏观细胞腐蚀的钢筋混凝土束成员的腐蚀量与弯曲强度之间的关系。换句话说，使用具有不同腐蚀形式（局部腐蚀，总腐蚀）的砂浆共光谱仪，实验测量了5％，10％和20％的目标腐蚀速率的弯曲性能，并确认（1）（1）与局部腐蚀相比，局部腐蚀量显着降低（2），与弯曲的较大量相比，弯曲的量显着降低，（2）较大的损坏（2）（2）（2）（2）易位（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）（2）弯曲的损失（2）（3）当局部腐蚀的目标腐蚀速率为20％时，弯曲断裂负荷降低到约50％，导致末尾突然断裂。此外，已经揭示了（4）上述实验结果也可以从理论上进行验证。（3）一个模型能够转换暴露期，以促进盐损伤或中和以及暴露于实际环境的时期。换句话说，通过结合加速暴露和实际环境暴露的测试确定氯离子渗透或中和深度的进展速率，结果，发现使用电流驱动方法的室内测试将高约35倍，并且使用低压方法或高CO_2浓度的室内测试将高约3倍。