コンクリート構造物の塩害劣化予測のモデル化

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海水中の多種イオンを考慮したセメント硬化体の塩化物イオンの浸透性状を理解することを目的とし，NaCl，NaCl+Na2SO4，NaCl+MgSO4，人工海水の４種類の溶液にモルタル試験体を浸せきし，全塩化物イオン濃度の分布，内部の物質の分析をして各溶液で塩化物イオンの浸透性状が異なることを把握した．NaClと，NaClに硫酸塩が含まれる溶液および人工海水では塩化物イオンの浸透性状が異なる原因を熱力学的相平衡計算を利用し各溶液で生じている現象を整理した．各溶液で塩化物イオンの浸透性状が異なる原因は，セメント硬化体の極表層と海水中の多種イオンとの反応であることを把握した．本研究のイオン濃度は，海水の約３倍高い濃度であり，その場合は塩化物イオンの浸透に影響する極表層の反応は５つ要因があることがわかった．５つの要因は，カルシウム系の溶解，硫酸イオンによる二水セッコウの生成，硫酸イオンによるエトリンガイトの生成，マグネシウムイオンによるブルーサイトの生成，炭酸イオンによるアラゴナイトの生成である．塩化物イオンの浸透に影響する極表層の反応を考慮し，塩化物イオンの浸透を濃度拡散で簡易に表現し，境界条件である表面塩化物イオン濃度を時間変化させて予測する手法を提案した．浸せき期間が1453日のモルタル試験体が最も劣化していたNaCl+MgSO4溶液と，最も塩化物イオンの浸透が抑制されていた人工海水の溶液の全塩化物イオン濃度分布の実験結果を時間変化する表面塩化物イオン濃度を用いて予測可能であることを把握した．