ken11603

嶌田聖史

塩害環境下における鉄筋コンクリートの腐食速度解析モデルの提案

丸山久一

鉄筋コンクリート構造物が長期間にわたり供用されると，塩害や中性化による鋼材腐食などによって構造物の性能が低下していく．腐食劣化を受ける構造物を設計耐用期間にわたり所要の性能を確保するためには，劣化の程度や部材の性能を定量的に把握することが重要となってくる．
腐食の開始時期や速度に関する研究は精力的に行われており，解析モデルによるものと，実験結果を基に構築した腐食速度の評価式によるものの2つに大別できる．いずれの手法においても，分極曲線の設定やモデルの適用範囲に関する課題が数多く残っており，さらなる知見とデータの蓄積が必要とされている．
また，腐食速度予測に求められているのは，コンクリートの物性変化および環境変化による腐食速度の変化を予測すること，汎用的に使用できることなどであるが，現在提示されている解析モデルや評価式では，これらを満足するのは難しい．
そこで本研究では，ミクロ的視点で腐食反応に係わる物質の分子や電子の動きに着目し，それらの移動速度や反応速度から腐食速度を算出するモデルを構築することを目的とした．
本研究の初期段階として，まず鋼材の腐食反応の基礎理論や，腐食速度を算出するにあたって必要となる電気化学的な専門知識を整理した．その内容をもとに，鋼材が水溶液に浸漬された状態を想定し，電気化学理論に基づいた水溶液中の腐食速度解析モデルを構築した．構築した解析モデルを用いて，腐食速度に影響する各環境要因をパラメータとして解析を行ったところ，既往の研究で報告されている実験値と定量的に一致しており，本解析モデルの解析手法の妥当性が明らかとなった．
また，コンクリート中における鋼材の腐食環境を整理するとともに，水溶液中における腐食速度解析モデルをもとに，コンクリート中の物質移動を考慮した腐食速度解析モデルを構築した．構築した解析モデルを用いて，コンクリート中の鋼材腐食に影響する要因をパラメータとし，その影響の強さや傾向を解析的に明らかにした．今後の課題としては，コンクリート中の腐食速度予測に対する，本解析モデルの解析手法の妥当性を確認するために実証実験を行うとともに，解析モデルのさらなる高精度化，さらに将来的に実構造物での腐食速度解析へと発展させるために，多次元モデルに拡張していく必要がある．

前のページに戻るには"戻るボタン"で戻ってください。