コンクリート中の鋼材腐食に関する局所環境作用の定量評価手法の構築

コンクリート構造物中の鉄筋の腐食は，部位による水掛かり等の局所的な環境条件の影響を受けるが，実構造物においてそれを定量的に評価する手法は確立されていない．そのような背景から，本研究は構造物各部位における局所的な環境作用を劣化予測や耐久性評価に反映させるため，薄板モルタル供試体の暴露試験結果に基づいて，鋼材腐食に関連する4物質（水，酸素，二酸化炭素，塩化物イオン）の供給条件を定量評価し，それらのコンクリート中での移動現象を解析するための境界条件を設定する手法を開発することを目的している．令和4年度は下記の検討を行った．実構造物の各部位に薄板モルタル供試体を貼り付け，中性化深さを測定した．また別途実験を行い，供試体の含水率と二酸化炭素拡散係数の関係を定式化した．この関係式を用いて，中性化深さと等価な含水率を逆算した．これによって，構造物の局所的な水掛かりに関する環境条件が定量的に把握できた．また，対象とした構造物が立地する地点の降雨履歴データを参照し，各部位中性化深さに等価な乾湿繰返し履歴を同定した．さらに，構造物に用いられるコンクリートを想定し，薄板モルタル供試体と同一の乾湿繰り返しを受けた場合のコンクリートの応答（内部の含水率分布）を数値シミュレーションにより求めた．上記の検討により，薄板モルタル供試体の中性化深さとコンクリートの含水状態を関連付けた．また，乾湿繰返し環境における鋼材腐食のモデル化を行い，水掛かりと腐食の関係についても検討を開始した．

コンクリート構造物中の鉄筋の腐食は，部位による水掛かり等の局所的な環境条件の影響を受けるが，実構造物においてそれを定量的に評価する手法は確立されていない．そのような背景から，本研究は構造物各部位における局所的な環境作用を劣化予測や耐久性評価に反映させるため，薄板モルタル供試体の暴露試験結果に基づいて，鋼材腐食に関連する4物質（水，酸素，二酸化炭素，塩化物イオン）の供給条件を定量評価し，それらのコンクリート中での移動現象を解析するための境界条件を設定する手法を開発することを目的している．令和4年度は下記の検討を行った．実構造物の各部位に薄板モルタル供試体を貼り付け，中性化深さを測定した．また別途実験を行い，供試体の含水率と二酸化炭素拡散係数の関係を定式化した．この関係式を用いて，中性化深さと等価な含水率を逆算した．これによって，構造物の局所的な水掛かりに関する環境条件が定量的に把握できた．また，対象とした構造物が立地する地点の降雨履歴データを参照し，各部位中性化深さに等価な乾湿繰返し履歴を同定した．さらに，構造物に用いられるコンクリートを想定し，薄板モルタル供試体と同一の乾湿繰り返しを受けた場合のコンクリートの応答（内部の含水率分布）を数値シミュレーションにより求めた．上記の検討により，薄板モルタル供試体の中性化深さとコンクリートの含水状態を関連付けた．また，乾湿繰返し環境における鋼材腐食のモデル化を行い，水掛かりと腐食の関係についても検討を開始した．