長期環境作用を受ける無機複合材料の物質平衡と微細構造変性に関する統合解析法の開発

开发受长期环境影响的无机复合材料的材料平衡和微观结构改性的综合分析方法

• 批准号: 13750440
• 负责人: 石田 哲也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750440/
• 关键词: 塩化物イオン; 炭酸化; 固定塩化物; 吸着塩化物; 熱力学; 複合劣化; 耐久性; 水分等温線

本年度得られた成果は以下に列挙される.1.前年度で得られた研究成果をさらに発展させ,任意の温度環境下における塩化物イオン平衡一般則の提案を行った.20℃室温下では,微細空隙水中に存在する自由塩化物と,細孔壁面に吸着あるいは化学的に取り込まれる固定塩化物の両者には線形関係が認められることが昨年度の研究成果より明らかになったが,ここではさらに温度範囲を40℃,60℃と広げた際の平衡特性を実験により解明した.結果として,温度が上昇するにつれセメント硬化体の固定化能力は顕著に低下すること,また室温下において認められた自由-固定塩化物両者の線形関係が,高温環境下では崩れることが明らかになった.2.研究代表者が過去に提案している,炭酸作用下におけるpH予測手法の改良を行った.本手法は,物質移動・平衡・反応を含む複雑なプロセスであるため,従来の解析手法では秒単位の時間差分を必要とした.ここでは,日〜週程度の差分であっても十分な精度を有する非線形求解法の開発に成功した.数十年〜百年のオーダーが対象となるRC構造物の耐久性照査においては,本開発技術が重要な要素となる.新しいアルゴリズムにより,PCを用いた短時間での計算が可能になったため,ビジュアルインターフェースを有する寿命予測ソフトの開発も行った.3.空隙内のpH値と塩分平衡の相互依存性のモデル化を行った.二酸化炭素の作用により系内のアルカリ性が失われるにつれ,固定化塩分が解放されるとするモデルである.提案手法を用いることで,塩分と二酸化炭素が同時に作用することにより生じる複合劣化が解析可能であることを示した.4.温度が変化する条件下において,微細空隙中に蓄えられる水分平衡モデルの提案を行った.空隙をマイクロスケールの毛細管空隙,ナノスケールのゲル空隙,オングストロームの寸法を有する層間空隙に分類し,各々の温度敏感性を実験により抽出・モデル化したものである.

The results obtained in this year are listed below. 1. The research results obtained in the previous year were developed and developed under arbitrary temperature environment. The general proposal was carried out at room temperature. The linear relationship between the adsorption and chemical properties of the pore wall surface and the fixed compound was studied. The results of the study showed that the adsorption and chemical properties of the pore wall surface were different from those of the fixed compound. The results showed that the immobilization ability of the hardened samples decreased with the increase of temperature, and the linear relationship between free-immobilized compounds and free-immobilized compounds was recognized at room temperature, and the linear relationship between free-immobilized compounds and free-immobilized compounds was recognized at high temperature. 2. The improvement of pH prediction method under the action of carbon acid was proposed by the research representatives. This method is based on the movement of matter, balance, and reaction, including the analysis of time difference in seconds. The non-linear solution method was successfully developed with high accuracy. Decades to hundreds of years of research on the durability of RC structures, this development technology is an important factor. The development of a new life prediction system is possible in a short period of time. 3. Interdependence of pH balance in the void. The effect of diacid carbon on the system is that the system is free of impurities, and the immobilized carbon is liberated. 4. Under the condition of temperature change, the moisture balance in the micro-gap can be analyzed. Voids are classified into inter-layer voids, and temperature sensitivity of each layer is monitored.

项目成果

竹上浩史, 石田哲也, 前川宏一: "高炉スラグ微粉末を混入したセメント硬化体中の塩化物移動平衡則"コンクリート工学年次論文集. Vol.24,No.1. 633-638 (2002)

Hiroshi Takegami、Tetsuya Ishida、Koichi Maekawa：“掺入粉状高炉矿渣的硬化水泥中的氯离子迁移平衡定律”，混凝土工程年报，第 24 卷，第 1. 633-638 期（2002 年）。

Koichi MAEKAWA, Tetsuya ISHIDA: "Modeling of structural performances under coupled environmental and weather actions"Material and Structures, RILEM. Vol.35,December. 591-602 (2002)

Koichi MAEKAWA、Tetsuya ISHIDA：“环境和天气耦合作用下的结构性能建模”材料与结构，RILEM。

Tetsuya ISHIDA, Koichi MAEKAWA: "An integrated computational framework for performance evaluation of cementitious materials and structures under various environmental actions"Proceedings of EASEC-8, Singapore. No.1267 (2001)

Tetsuya ISHIDA、Koichi MAEKAWA：“在各种环境行为下评估水泥材料和结构性能的综合计算框架”EASEC-8 会议记录，新加坡。

Kyu-Yong CHOI, Tetsuya ISHIDA, Koichi MAEKAWA: "Macroscopic Bond Behavior in RC under the Combination of Environmental and Mechanical Loads"Proceedings of Bond in Concrete -from research to standards-, fib, Budapest. 199-207 (2002)

Kyu-Yong CHOI、Tetsuya ISHIDA、Koichi MAEKAWA：“环境和机械载荷组合下 RC 的宏观粘结行为”混凝土粘结论文集 - 从研究到标准 -，fib，布达佩斯。