水和物に基づくセメント系硬化体におけるイオン移動性状と電気的性状の定量的評価

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本研究の目的は、多様化するコンクリートの材料・配合条件に対応可能な耐久性照査技術の構築に資するべく、コンクリートやモルタルといったセメント系硬化体の耐久性に多大な影響を及ぼす物質移動性状を、硬化体の最小構成要素である各種水和物に基づき、材料・配合条件に関わらず精度よく評価する手法の構築である。平成26年度においては、1. 水和物の物理化学的性質に基づき、物質移動性状の直接的影響因子である空隙構造(空隙量と複雑性)および、空隙表面電位による電気的作用といった硬化体の微視的性質をそれぞれ評価するモデルの構築、2. 空隙構造と電気的作用を評価するモデルを組み合わせ、硬化体中における酸素および塩化物イオンの拡散係数を評価するモデルの構築、これら2点について主に検討を行った。また、2の検討では、測定法の違いにより生じる塩化物イオン拡散係数の相違をも含め評価可能な手法を構築することとした。得られた成果は下記の通りである。1. に関して、硬化体に生成した水和物の種類と量すなわち相組成と空隙径分布、各種水和物の密度と比表面積に基づき、硬化体の空隙構造が精度よく評価可能であることを示した。また、電気的作用は、相組成、空隙構造、試験方法により異なることを明らかにした。2. について、硬化体の空隙構造に加え、相組成・拡散物質・試験方法により変化する電気的作用を適切に考慮することにより、既往の拡散係数推定手法と比較し、試験方法・材料・配合条件に関わらず各種物質の拡散係数を精度よく評価可能であることを示した。本研究によって示された水和物に基づく硬化体の巨視的性能評価手法は、強度特性や化学的耐久性といった様々な性能の評価手法として応用可能と考えられるため、学術的にも工学的にも重要な成果と考えられる。