塩害環境下におけるコンクリート中の鉄筋腐食速度と劣化性状

コンクリート中の鉄筋腐食速度を求めることを目的として,本研究ではコンクリート中に浸透する塩化物イオン量を水セメント比,環境条件,暴露経過年を入力値としてニューラルネットワークにより推定する手法を開発した。本ニューラルネットワークシステムでは,塩化物イオン濃度がコンクリート内部において濃度ピーク位置を形成する状況もシミュレートでき,既往の暴露実験によるコンクリート中の塩化物イオン量との比較においても満足のいく精度であることが確認された。さらに,コンクリート表面に塗膜が施された場合や,柱や梁の偶角部等のように塩分浸透表面が2方向の場合でもコンクリート中の塩化物イオン量が予測できる様にニューラルネットワークを用いて拡散方程式を数値解析的に解く際の境界条件および拡散係数を同定した。得られた境界条件および拡散係数を用いて,FEM解析で様々な塩害環境下におけるコンクリート中の塩化物イオン量分布を求めたところ実測値と解析値はよく一致した。塩害によるコンクリート中の鉄筋腐食速度実験については,今回は測定期間が短いこともありデータがばらつき有意なデータが得られなかった。しかし,既往の腐食速度に関する研究成果と,本研究で開発したニューラルネットワークで境界条件および拡散係数を設定したFEM解析手法を用いて,鉄筋コンクリート構造物の塩害による寿命をコンクリート中の鉄筋の腐食程度から予測するシステムを提案した。一般に鉄筋コンクリート構造物の寿命と定義されるかぶりコンクリートのひび割れ発生時の鉄筋腐食減量については,電食実験および解析結果は健全時の鉄筋重量の1%未満の小さな値となった。そしてこの程度の腐食では鉄筋の性能に大きな影響を及ぼさないことが分かった。しかし,自然暴露試験によるひび割れ発生時の鉄筋腐食減量は電食実験および解析結果より大きくなることが予想されるため,さらなる検討が必要である。

コンクリート中の鉄筋腐食速度を求めることを目的として,本研究ではコンクリート中に浸透する塩化物イオン量を水セメント比,環境条件,暴露経過年を入力値としてニューラルネットワークにより推定する手法を開発した。本ニューラルネットワークシステムでは,塩化物イオン濃度がコンクリート内部において濃度ピーク位置を形成する状況もシミュレートでき,既往の暴露実験によるコンクリート中の塩化物イオン量との比較においても満足のいく精度であることが確認された。さらに,コンクリート表面に塗膜が施された場合や,柱や梁の偶角部等のように塩分浸透表面が2方向の場合でもコンクリート中の塩化物イオン量が予測できる様にニューラルネットワークを用いて拡散方程式を数値解析的に解く際の境界条件および拡散係数を同定した。得られた境界条件および拡散係数を用いて,FEM解析で様々な塩害環境下におけるコンクリート中の塩化物イオン量分布を求めたところ実測値と解析値はよく一致した。塩害によるコンクリート中の鉄筋腐食速度実験については,今回は測定期間が短いこともありデータがばらつき有意なデータが得られなかった。しかし,既往の腐食速度に関する研究成果と,本研究で開発したニューラルネットワークで境界条件および拡散係数を設定したFEM解析手法を用いて,鉄筋コンクリート構造物の塩害による寿命をコンクリート中の鉄筋の腐食程度から予測するシステムを提案した。一般に鉄筋コンクリート構造物の寿命と定義されるかぶりコンクリートのひび割れ発生時の鉄筋腐食減量については,電食実験および解析結果は健全時の鉄筋重量の1%未満の小さな値となった。そしてこの程度の腐食では鉄筋の性能に大きな影響を及ぼさないことが分かった。しかし,自然暴露試験によるひび割れ発生時の鉄筋腐食減量は電食実験および解析結果より大きくなることが予想されるため,さらなる検討が必要である。