気象因子と部材条件を考慮したコンクリート構造物の凍害劣化予測方法

本研究では,気象因子と部材条件を考慮したコンクリート構造物の凍害劣化予測方法を確立し、寒冷地におけるコンクリートの耐久設計のための指針を示すことを目的に、コンクリートの凍結融解試験、暴露試験および結果の統計的解析を行った。以下に得られ成果を要約して述べる。1.コンクリート構造物の凍害劣化には、気象因子として凍結時の最低温度が最も影響し、コンクリートの部材条件としては凍結融解開始までの養生条件と凍結融解時の水分の供給条件が大きく影響することが明らかとなった。それらと凍結融解1サイクルあたりの耐久性指数変化率との関係式を導き、全国各地の気象データによりASTM相当サイクル数を算出し、凍結融解試験結果に対応した耐用年数の推定方法を確立した。2.コンクリート温度と気温、風速、日射量の関係式を導いた。3.実用性を考慮してできる限り簡単な気象因子による凍結融解作用の地域性を表わす指標(地域係数)を、気象庁資料による日別平滑平年値による最低気温の極値と冬期間の長さ(凍結融解の始まりから終わりまでの日数、真冬日の日数)を用いて表わした。4.札幌市における10年間の暴露試験結果と推定された耐用年数とに良い対応が見られた。また、80〜100年以上の耐久性を確保するためには、地域係数4未満の地域ではJASS5に定める一般のAEコンクリート、地域係数4以上の地域ではASTM C666A法による凍結融解試験200サイクルで相対動弾性係数が60以上、また極めて高い耐久性が要求される構造物では凍結融解試験300サイクルで相対動弾性係数が80以上のコンクリートである必要があることが明らかとなった。

本研究では,気象因子と部材条件を考慮したコンクリート構造物の凍害劣化予測方法を確立し、寒冷地におけるコンクリートの耐久設計のための指針を示すことを目的に、コンクリートの凍結融解試験、暴露試験および結果の統計的解析を行った。以下に得られ成果を要約して述べる。1.コンクリート構造物の凍害劣化には、気象因子として凍結時の最低温度が最も影響し、コンクリートの部材条件としては凍結融解開始までの養生条件と凍結融解時の水分の供給条件が大きく影響することが明らかとなった。それらと凍結融解1サイクルあたりの耐久性指数変化率との関係式を導き、全国各地の気象データによりASTM相当サイクル数を算出し、凍結融解試験結果に対応した耐用年数の推定方法を確立した。2.コンクリート温度と気温、風速、日射量の関係式を導いた。3.実用性を考慮してできる限り簡単な気象因子による凍結融解作用の地域性を表わす指標(地域係数)を、気象庁資料による日別平滑平年値による最低気温の極値と冬期間の長さ(凍結融解の始まりから終わりまでの日数、真冬日の日数)を用いて表わした。4.札幌市における10年間の暴露試験結果と推定された耐用年数とに良い対応が見られた。また、80〜100年以上の耐久性を確保するためには、地域係数4未満の地域ではJASS5に定める一般のAEコンクリート、地域係数4以上の地域ではASTM C666A法による凍結融解試験200サイクルで相対動弾性係数が60以上、また極めて高い耐久性が要求される構造物では凍結融解試験300サイクルで相対動弾性係数が80以上のコンクリートである必要があることが明らかとなった。