Creation of technology to control frost damage in concrete structures using ice crystal control agents

创建使用冰晶控制剂控制混凝土结构冻害的技术

• 批准号: 22H01567
• 负责人: 鶴田 浩章
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01567/
• 关键词: 耐凍害性; コンクリート; 氷結晶制御剤; 凍結融解; スケーリング; 凍害

新設コンクリート構造物の耐凍害性改善のための適用法と効果については、特にスケーリング抵抗性について検討を行った。その結果、氷結晶制御剤の混入により無混入の場合のスケーリング量の33～56％程度に低減できることが分かり、特にコラーゲンペプチド＋メラノイジンのケースでは、無混入の場合の33％程度にスケーリングを抑制できる結果が得られ有効性が確認できた。既設コンクリート構造物の耐凍害性改善のための適用法と効果については、接着剤の使用と表面含浸材との併用、コンクリート表層加工などを試し、氷結晶制御剤の浸透深さの増加と接着性の強化を狙ったが、適正な条件での試験ができていないようであり、優れた効果は確認できなかった。しかし、今後の対応の課題は明確となった。氷結晶制御剤のより効率的な品質評価、品質管理および製造方法の確立の検討では、コンクリートの凍害及びスケーリング抑制に効果を発揮できる天然氷結晶制御エキスの再検討を行った。指標としては、体積膨張に対する効果、さらに、異物（ヨウ化銀）存在下でどれくらい氷核の発生に対する効果があるかの指標によって選択した。その結果、体積膨張抑制においては、各エキス単独使用の場合には、すべて抑制効果は少なかった。そこで、コラーゲンペプチドと併用（各エキスの10倍量を使用）では、メラノイジンと脱塩醤油において抑制効果を再確認できた。また、コラーゲンペプチドとの併用での濃度の影響を調べたところ、脱塩醤油エキス5μg/mlで体積膨張が60％に抑制された。そこで、両エキスのヨウ化銀を異物とする場合での過冷却活性を測定した。その結果、メラノイジン50μg/mlが、５％食塩存在下で脱塩醤油よりも3℃高い活性を示した。このような結果から、脱塩醤油、メラノイジン、コラーゲンペプチドと併用した脱塩醤油の使用が効果を発揮できると判断した。

特别研究了针对新建混凝土结构的霜冻耐药性的应用方法和效果，特别是在缩放电阻方面。结果，发现冰晶体控制剂的污染可以将缩放量降低到约33％至约56％的污染，尤其是在胶原蛋白肽和黑色素蛋白的情况下，在无污染的情况下，可以抑制缩放量，并确认其有效性。关于改善现有混凝土结构的耐霜抗性的适用方法和效果，我们尝试使用粘合剂，与表面浸渍材料和混凝土表面加工一起使用，并旨在增加冰晶控制剂的渗透深度和增强粘合剂的渗透深度，但似乎在适当的条件下没有进行测试，并且没有出色的效果。但是，未来回应的挑战已经明确。在检查更有效的质量评估，冰晶控制剂的质量控制和制造方法时，我们重新审查了自然冰晶体控制提取物，可有效抑制混凝土的霜冻损害和缩放。根据对体积膨胀的影响以及在存在异物存在下产生冰核的效果（银碘化物）的效果。结果，当单独使用提取物时，所有提取物在抑制体积膨胀方面几乎没有抑制作用。因此，当将黑色素和脱盐酱的抑制作用与胶原蛋白肽结合使用（每种提取物的量的10倍）时。此外，当研究浓度与胶原肽结合使用时，用5μg/ml的脱盐酱油提取物抑制体积膨胀至60％。因此，测量碘化银作为异物物质时，两种提取物的过冷活性。结果，在存在5％盐的情况下，黑色素50μg/mL的活性比脱盐酱的活性高3°C。基于这些结果，确定使用脱盐酱油与脱盐酱，黑色素和胶原蛋白肽结合使用可以有效。