小倉　孝道

コンクリート表面保護工法の性能評価に関する研究

指導教員：下村　匠

本研究は，コンクリート表面保護工法である表面被覆材および表面改質材における物質遮蔽性能の評価を行うものである．表面被覆材は，コンクリート構造物表面に皮膜を形成し，それ自体に膜厚を有するものである．表面改質材はコンクリート内部に浸透し，表層近傍のコンクリートの性質を改善する効果があり，それ自体には膜厚をもたないものである．
表面被覆材について，本研究室の既往の研究では，各種表面被覆材の塩化物イオン拡散係数を評価し，いずれの表面被覆材も物質遮蔽効果はコンクリートに比べてはるかに大きいことが明らかとなった．しかし，実構造物においては，施工時の被覆材の初期欠陥や供用中の経年劣化が懸念され，これらが実質的に被覆材の効果を支配する可能性がある．現状では，これらの欠陥が表面保護工法の性能低下に与える影響について定量評価できるモデルがない．
そこで本研究では，被覆材を適用したコンクリート供試体に模擬欠陥を導入し，欠陥が物質遮蔽性に及ぼす影響を通電試験により実験的に評価した．その結果，ピンホールや剥がれなど物理的な穴状の欠陥が物質遮蔽性に及ぼす影響が大きく，欠陥を有する被覆材の平均的な物質遮蔽性能は単位面積当たりの欠陥面積率と相関があることが明らかとなった．また，実験で得られた欠陥を有する被覆材の平均拡散係数は，欠陥量を面積率で表して線形平均化モデルを用いて予測される拡散係数よりも小さいことがわかった．
上記検討の他にも，被覆材の細孔構造と物質遮蔽性能の関係について評価し，細孔構造と物質遮蔽性能の間には相関関係があることが確認された．また，被覆材の物質透過性試験法についても実験的に検討した．
表面改質材については，本研究室の既往の研究により細孔構造を緻密化させる材料であることが確認されている．そこで本研究では，表面改質材の一つである浸透性吸水防止材（撥水材）を塗布したコンクリートについて，飽水状態における物質遮蔽性能と，撥水層における細孔構造の緻密化の観点から物質遮蔽メカニズムを再検討した．その結果，浸透性吸水防止材は，飽水状態においても高い物質遮蔽性能を有し，撥水層においてはコンクリートの細孔構造の緻密化が確認された．本結果より，浸透性吸水防止材の物質遮蔽メカニズムは，撥水材粒子が空隙に充填し，コンクリートの細孔構造を緻密化させることによる可能性が高いと考えられる．