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模型流路による微細多孔質材料の物質移動機構の解明とコンクリート劣化予測への応用

使用模型通道阐明微孔材料的传质机制及其在预测混凝土劣化中的应用

基本信息

批准号：
24860019
负责人：
酒井雄也
金额：
$ 1.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-08-31 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではコンクリート構造物を対象とした、各種非破壊試験における測定値の物理的な意味の理解と、高精度な劣化予測手法の提案を最終目的として検討を行った。まず、コンクリート中の物質は空隙を経路として移動するが、空隙構造を代表する指標の抽出手法の開発を行った。本手法は、空隙構造の分析手法である水銀圧入法（MIP）の試料を、微小面積を残してエポキシコーティングし、MIPによる分析を行うものであり、これにより、連続空隙の最小径である閾細孔径が抽出される。非破壊試験として、トレント法による表層透気試験および横浜国立大学で開発された表面吸水試験装置を用いてある程度乾燥したコンクリートを対象に検討を行った。開発された手法により抽出された閾細孔径は表層透気係数および表面吸水試験から得られた指標と高い相関（いずれも決定係数0.8以上）を示したことから、上記の非破壊試験では閾細孔径に支配された物質移動を測定しているものと考えられる。また閾細孔径と透水係数、ガスの拡散挙動、液状水の浸潤挙動との間にも高い相関を確認している。ナノオーダーでの塩化物イオンの挙動の把握を目的として、まず深さ16-100nmのナノ流路の作製を行った。作製は東京大学生産技術研究所火原研究室の指導のもと行った。また、ナノ流路中の塩化物イオンの挙動を観察する手法を、TWENTE大学MESA+研究所のEijkel教授指導のもと検討した。その結果、塩化物イオンの存在により蛍光強度の減少する蛍光試薬（MQAE）を用いて、ナノ流路中の塩化物イオンを光学的に観察する手法を確立した。数mM程度のリン酸緩衝液および塩化カリウムの溶液中では、流路が10nm程度になると壁面の静電気的作用により、塩化物イオンのナノ流路への侵入が抑制されることを確認した。また理論的な検討も行い、実験値と定量的に対応することを確認した。

This study ではコンクリート structure を like と seaborne した, all kinds of broken 壊 test における on determination of numerical の physical な mean の understand と degradation to the measuring technique, high precision なの proposal ultimately をとして検 line for をった. まず, コンクリートはの material in the gap を経 road として mobile するが, space structure を representative する index の extraction technique の open 発を line った. This gimmick は, gap analysis of tectonic の gimmick であ圧る mercury penetration method (MIP) の sample を, small area を residual してエポキシコーティングし, MIP による line analysis をうものであり, これによりの the trail, even 続 gap である threshold fine aperture が spare される. Not broken 壊 test として, トレント method による surface through 気 test およびで cross the city national university open 発されたを surface water absorption test device with いてある degree of dry したコンクリートを like に seaborne 検 line for をった. Open 発された gimmick により spare された threshold fine aperture は coefficient of surface through 気および surface water absorption test から have られたと high い phase masato (いずれも decision coefficient of 0.8 or above) を shown したことからの, remember not to break the 壊 test では threshold fine aperture に dominate された material determination of mobile をしているものと exam えられる. また threshold aperture と permeable coefficient and ガスの scattered 挙 company, move, liquid water infiltrates の挙とのに between high もい phase masato を confirm している. ナノオーダーでの salt compound イオンの挙 dynamic の grasp を purpose として, まず deep さ 16-100 - nm のナノ flow の cropping を line った. Produced by った Hokkihara Laboratory, Institute of Production Technology, University of Tokyo <s:1> directed by <s:1> とと line った. また, ナノ flow in の salt compound イオンの挙 dynamic を観 examine するを, TWENTE university institute of MESA + の Eijkel professor guide のもと beg し検た. その results, salt compound イオンの is により蛍 light intensity の reduce する蛍 light try 薬 (MQAE) をいて, ナノ flow in の salt compound イオンを optical に観 examine する gimmick を establish した. Several mM degree のリン acid buffer および salt chemical カリウムの solution では, flows が 10 nm level になると wall の electrostatic 気 role により, salt compound イオンのナノ flow への intrusion が inhibit されることを confirm した. The な検 of また theory discusses the な検 of また practice, and the に of actual value と quantification confirms the 応するとをとをた.