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青木慶彦

飛来塩分を受けるコンクリートの表面における塩分侵入メカニズム

下村　匠

塩害によるコンクリート構造物の劣化進行予測を行うためには，劣化外力である環境作用の影響の定量化が不可欠である。塩害を生じさせる主要な環境作用は構造物への飛来塩分であるので，コンクリートへ飛来塩分の量や状況と，コンクリート中への塩分の侵入の関係を明らかにする必要がある。しかし，実構造物では，局所的な地形の影響や，気象作用の時間的変動，降雨による洗い流しや日射の有無など予見し難い様々な因子の影響を受けることから，塩害の環境条件を特定し，侵入した塩分との間に精度の良い関係を見出すことが困難である。
コンクリート構造物表面に到達した飛来塩分がコンクリート内部に侵入するメカニズムを理解し，これを合理的に表現するモデルを構築するためには，系統的で再現性の高い実験データが必要であり，それには条件の精密に制御された実験室レベルでの塩害暴露試験が有効であると考えられる。そこで，理想的に制御された風洞型飛来塩分環境再現装置を使用して，薄板モルタル供試体を飛来塩分に曝し，表面に付着した塩分が浸透する過程の再現実験を行った。そして，この過程を数値解析により表現することを試みた。また，同試験装置を利用し，飛来塩分が付着したコンクリート表面を高圧水で洗浄することによる塩分除去効果もあわせて検討した。実環境では雨水により表面に付着した塩分を洗い流す効果があると考えられる。この洗い流し作用を積極的に利用し，高圧洗浄機による洗浄を定期的に施すことにより，コンクリート中への塩分侵入を長期的に抑制することが確認されれば，構造物の塩害に対する維持管理対策の一つとして有効に活用できる可能性があると考えられる。
これらの検討の結果，飛来塩分が連続で供給される場合，モルタル表面の塩分量は一定期間で平衡状態に達するが，その後も内部への塩分の浸透は継続することが実験的に明らかとなった。そして飛来塩分を受けるモルタル供試体への塩分侵入に関する境界条件は，表面での流束を表す自然境界条件型の形式により表現可能であることを示した。また，高圧洗浄装置による洗浄を施したコンクリートは内部への塩分浸透量が低減することが明らかとなり，この効果についても，上記にも述べた自然境界条件型の形式により表現可能であることを示した。

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