放射性炭素を用いたコンクリート劣化の定量的解析手法の構築に向けて

建立放射性碳混凝土劣化定量分析方法

基本信息

批准号：
21654070
负责人：
南雅代
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21654070/
关键词：
コンクリート中性化放射性炭素 EPMA SXAM ナチュラルアナログ石灰質砂岩

项目摘要

本年度は、昨年度得られた昭和42年建造の実構造物コンクリートの^<14>C深度プロファイルの解釈、コア深部の^<14>C起源解明に重点を置いた。具体的には、1)新鮮なコンクリートと、その原料であるセメント・混和剤の^<14>Cならびに炭素・酸素同位体比の測定、2)コンクリート中性化領域の薄片観察・元素マッピング、を行った。1. 新鮮なコンクリート、セメント、混和剤の^<14>C濃度、炭素含有量、炭素・酸素同位体比の結果から、新鮮なコンクリートの炭酸塩中の^<14>Cは、原材料のセメントの炭素(dead^<14>C)とコンクリートを製造する際に混入した大気炭素(modern^<14>C)が約1:1で混合したものであることがわかった。このことから、実構造物コンクリート深部の^<14>C値は、コンクリート製造時の初生値であると考えられ、コンクリート表層1cm部分の中性化は2～4年という非常に短時間で進行していたことが明らかとなった。中性化微少領域の^<14>C測定に向けての、微少炭素量による14C測定法の開発も行なった。2. 実構造物コンクリートコアに対して、劣化断面に垂直に薄片を作成し、中性化に伴う組織劣化の際、どのような結晶構造変化並びに物質移動を起こしているかをEPMAによって詳細に観察した。コンクリートコアの切断にはレーザーを用い、薄片作成時の炭酸化を極力防いだ。その結果、中性化による組織劣化、物質移動の様相が鮮明に得られ、中性化が進行しているコア表面部、および骨材の周辺部においては二次鉱物が成長し、Caの他、Na、K等の元素が濃集していることが明らかになった。以上のことから、コンクリート中の^<14>C濃度および炭素・酸素同位体比は、建造物の中性化進行プロセスを空間的かっ時間的に解析できる有効な手段であることが明らかになり、今後、コンクリート建造物の中性化速度の定量的評価に広く応用可能と考えられる。

今年，我们重点解读了去年获得的1962年实际结构混凝土的^<14>C深度剖面，并阐明了核心深处^<14>C的起源。具体来说，1）新拌混凝土及其原材料、水泥和外加剂的^14C和碳/氧同位素比的测量；2）混凝土中和区域的薄片观察和元素测绘； 1.根据新拌混凝土、水泥和外加剂的^ 14 C浓度、碳含量和碳/氧同位素比结果，确定新拌混凝土碳酸盐中的^ 14 C为与生水泥相同，发现在混凝土生产过程中混合的碳(死^ 14 C)和大气碳(现代^ 14 C)以大约1:1的比例混合。由此认为，实际结构中的混凝土深层的^ 14 C值是混凝土制造时的初始值，并且混凝土的1cm表层的碳化以非常快的速度进行。短短的2到4年时间，他就已经做到了。我们还开发了使用微量碳来测量中和微量区域中的^ 14 C的14C测量方法。 2. 创建一个垂直于实际结构的混凝土核心的劣化横截面的薄截面，并使用EPMA详细观察由于碳化而导致的结构劣化期间发生了什么样的晶体结构变化和传质。使用激光切割混凝土芯，以在创建薄片时尽可能防止碳化。结果，清楚地获得了由碳化引起的结构劣化和传质的出现，并且在碳化进行的核表面和聚集体的外围生长了次生矿物，并且Ca和其他矿物生长。、Na、K等元素富集。由上可知，混凝土中^ 14 C浓度和碳/氧同位素比是空间和时间分析建筑物碳化过程的有效工具，相信该方法可以广泛应用于建筑中。未来对混凝土建筑物碳化率的定量评价。