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齋藤　祐樹

コンクリート中の鉄筋腐食の空間的不均一性が腐食ひび割れ発生限界に及ぼす影響

指導教員：下村　匠

コンクリート構造物の鉄筋腐食によるひび割れの発生を推定するためには，どれくらいの腐食程度でコンクリートにひび割れが発生するのかを見極める必要がある。既往の研究より，かぶりと鉄筋径に影響を受けることが検証されており，腐食長さが短いほど限界腐食量は大きくなる傾向も示されている。現在，腐食ひび割れの室内実験には電食実験が多く用いられているが，この方法では鉄筋周方向と軸方向の腐食条件を均一にコントロールすることができないため，腐食区間や腐食面の不均一性をパラメータとした実験を行うことは難しいと考えられる。そこで本研究では，静的破砕剤を用いてコンクリートに模擬的な腐食ひび割れを発生させる実験を行うことで，理想的な膨張が生じたときのひび割れ発生限界腐食減量および腐食減量とひび割れ幅の関係について検討した。この実験方法の確立を目指すと供に，膨張区間長と膨張角度およびかぶりをパラメータとした実験を行い，鉄筋腐食の空間的な不均一性が腐食ひび割れ発生限界腐食減量および腐食減量とひび割れ幅の関係におよぼす影響を検討した。
本実験から得られたひび割れ発生時の換算腐食減量はかぶりと膨張区間長によって変化し，その値は8.7～34.4mg/cm2の範囲であった。この結果は示方書の値10mg/cm2を上回るものが多く，示方書は安全側の判断をしている可能性が示された。また，かぶりと膨張区間長とひび割れ発生時の換算腐食減量から3軸グラフを描くことで，これらの関係を平面で表せる可能性が示されたが，破壊形態の変化によってひび割れ発生時の換算腐食減量に影響を与えるため，平面に一致しない場合がある可能性が示された。
膨張角度を制御した供試体ではひび割れが発生するときの膨張圧の違いを実験経過時間によって評価することを試みた。膨張角度を制御した供試体は，いずれも基準となる供試体よりもひび割れ発生までの実験経過時間が長くなり，ひび割れ発生に必要な膨張圧が大きくなると推測される。
換算腐食減量-ひび割れ幅の近似直線傾きよりの関係より，相関係数は高くないものの，両者の間には比例的な関係が示された。膨張区間長の影響はかぶりの影響に比べて1/20程度でかなり小さいが，実構造物では腐食区間長がかぶりと比べて数倍から数十倍に達するような状況も予測され，重要な要因であると考えられる。かぶりと膨張区間長と換算腐食減量とひび割れ幅の傾きから3軸グラフを描くことで，これらの関係を平面で表せる可能性を示した。

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