物質移動特性に基づくコンクリートの空隙構造連続性評価と耐久性設計への活用

基于传质特性的混凝土孔结构连续性评价及其在耐久性设计中的应用

基本信息

批准号：
22K04269
负责人：
佐々木謙二
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04269/
关键词：
コンクリート空隙構造連続性物質移動特性耐久設計物質移動

项目摘要

本研究は，コンクリートの使用材料，配合，養生，変質によって変化する空隙構造の複雑性・連続性を，水，気体，イオンをトレーサーとした物質移動特性によって定量評価することを目指すものである．材料・配合・養生・変質状態の異なるセメント系硬化体に対して「Ⅰ）物質移動特性による空隙構造の連続性評価試験」を実施する．それと並行して，「Ⅱ）屈曲・連続性の異なる管群モデルによる物質移動シミュレーション」も実施する．それらの結果をもとに「Ⅲ）空隙構造の複雑性・連続性を考慮した物質移動予測手法」の構築に取り組むものである．研究期間3年のうちの1年目である本年度は，「Ⅰ）物質移動特性による空隙構造の連続性評価試験」，「Ⅱ）屈曲・連続性の異なる管群モデルによる物質移動シミュレーション」を実施した．「Ⅰ）物質移動特性による空隙構造の連続性評価試験」では，材料・配合・養生・変質状態の異なるセメント系硬化体に対して，塩化物イオン，水，酸素をトレーサーとして，定常状態における着目物質（トレーサー）の深さ方向の分布量を測定することや，厚さの異なる試験体による気体やイオンの拡散係数測定試験により，空隙構造の連続性を定量評価する計画である．本年度は，飽水状態の試験体を一次元的に乾燥させ，乾燥後の深さ方向の水分残存量分布を測定し，空隙構造の連続性を評価したところ，水結合材比が小さくなるほど，混和材の置換率が大きくなるほど，空隙構造の連続性は低下し，また物質移動限界深さが小さくなることを定量的に評価することができた．「Ⅱ）屈曲・連続性の異なる管群モデルによる物質移動シミュレーション」では，空隙径，空隙量，屈曲度，連続性等をパラメータとした空隙構造の管群モデルの作成についての検討を行った．

本研究旨在利用水、气体和离子作为示踪剂的传质特性，定量评估混凝土孔隙结构的复杂性和连续性，该结构随所用材料、混合、养护和改造而变化。 “一）基于传质特性评价孔隙结构连续性的试验”将在不同材料、配方、养护和蚀变状态的水泥基硬化体上进行。与此同时，我们还将使用具有不同弯曲和连续性的管组模型进行“II）传质模拟。”基于这些结果，我们将致力于构建“III）考虑孔隙结构的复杂性和连续性的传质预测方法。”今年，作为三年研究期的第一年，我们进行了“I）利用传质特性评价孔隙结构连续性的试验”和“II）使用管组模型的传质模拟”不同的弯曲和连续性。”在“一）基于传质特性的孔隙结构连续性评价试验中，以氯离子、水、氧为示踪剂，对不同材质、配方、养护、蚀变条件的硬化水泥材料进行定量评价。通过测量物质（示踪剂）在深度方向的分布以及使用不同厚度的测试样品测试气体和离子的扩散系数来确定孔隙结构的连续性。今年，我们对水饱和的试验样品进行一维干燥，测量干燥后深度方向上的残余水分分布，并评估孔结构的连续性，我们能够将其定量评估为外加剂的替代率。增大，孔隙结构的连续性降低，临界传质深度减小。在“II）使用具有不同弯曲和连续性的管组模型进行传质模拟”中，我们研究了使用孔径、空隙体积、弯曲程度和连续性等参数创建具有孔隙结构的管组模型。