福地大樹

コンクリート構造物の表面塩化物イオン濃度に関する研究

下村匠

コンクリート構造物の塩害劣化予測を行う場合,その表面塩化物イオン濃度が境界条件として最もよく用いられが,構造物の形状などの構造条件や,日照時間・波浪条件・風向・風速・降雨・降雪などの気象条件や立地条件など,個別の条件などによっても異なることが明らかとなっている.他にも,表面塩分量が経時的に変化する傾向を示すデータが多く報告されている事などから,塩害劣化の予測精度向上には,適切な表面塩化物イオン濃度の設定が必要不可欠であると言える.しかし,今日の塩害劣化予測に多く用いられている,土木学会コンクリート標準示方書に示されるFickの拡散方程式を用いた線形拡散モデルにおいては,多様な外部環境や構造物の特性を補えておらず,結果として過剰な耐久性能を要求する事が起こりうる.合理的な耐久設計を可能とするためには,個別の構造物の環境条件をより的確に評価する方法が必要となる.また,実構造物の詳細な塩分分布に関する情報資料も不足しているのが現状である.塩害を受けた実構造物の調査が必要であると言える.そこで本研究では,(1)配合以外に着目点をおいたモルタル供試体の暴露試験を行い,その飛来塩分量,表面塩分量,塩分浸透性状の関係を実験的に求めること,(2)塩害環境下にて長期間供用された実構造物の表面塩分の分布と塩分の侵入状況を調査し,飛来塩分や雨水等の環境作用との関係を明らかにすることを目的とし検討を行った.(1)は到達塩分量,塩分供給面,供試体厚さをパラメータとしたモルタル供試体を,理想的塩害環境を再現した風洞装置に暴露し,その表面付着塩化物イオン量・浸透塩化物イオン量を測定・検討した.その結果,飛来塩分を多く受ける供試体は表面付着塩分量が多くなること,塩分供給面に骨材が露出したものは表面付着塩分量が多くなるが浸透する塩分量は少なくなること,供試体厚さの違うものは塩分浸透性状が異なることが明らかとなった.(2)については,過酷な塩害環境下で36年間供用された「鱗崎橋」の表面付着塩化物イオン量・浸透塩化物イオン量を調査・検討した.その結果,表面付着塩化物イオンの分布の傾向,浸透塩化物イオン量の傾向が明らかとなった.また,桁下面において,桁端部へ向かうほど表面付着塩化物イオン量が高くなる現象が確認されたため,その検証試験を行ったところ,降雨等により付着した水分が移動する際,同時に塩分も移動させることで生じた現象であることが明らかとなった�

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