道路構造物ジャーナルNET

-凍害の進行予測-

凍害に対するコンクリートの耐久性設計の課題と展望

国立研究開発法人土木研究所 寒地土木研究所
耐寒材料チーム 研究員

遠藤 裕丈 氏

公開日:2015.10.16

■複合劣化に対する耐久性設計技術の高度化
 寒冷地のコンクリート構造物が凍害のみ受けることは極めて稀で、凍害と塩害、凍害と中性化、凍害と夏季の乾燥収縮のように、2種類以上の劣化が複合的に発生するケースが一般的です。通常、塩害でしたらFickの拡散方程式、中性化であればルートt式が予測に用いられますが、凍害が発生すると、これらの式に含まれる塩化物イオン拡散係数や中性化速度係数は経時的に変化します。これらの係数を、凍害の進行に応じてどのように変化させればよいのか、その考え方は十分整理されていません。
 凍害の予測式を活用することで、凍害、塩害、中性化、それぞれ3つの予測式を連立させ、連立方程式を解くことにより、例えば、剥離度がMmmに至ったときに塩化物イオン拡散係数をN倍とする、といった複合劣化に対するより高度な耐久性設計が行えるようになります。

 もちろん、これらの課題の解決に向けては、実環境下での実態調査のデータや室内実験のデータを多く蓄積することが不可欠です。膨大なデータの取得・分析は、たしかに大変な作業です。しかし、凍害に対する耐久性設計法の整備は、劣化の予測式が充実している塩害や中性化に比べると遅れており、ライフサイクルコストを重視した合理的な維持管理が求められる昨今、早急に取り組む必要があります。その取り組みによって得られる成果は、寒冷地のコンクリート構造物の適切な維持管理のために活用される貴重なものとなるでしょう。

【参考文献】
[1] 長谷川寿夫、藤原忠司:コンクリート構造物の耐久性シリーズ「凍害」、技報堂出版、1988.10
[2] 土木学会:コンクリート標準示方書解説【昭和42年版】、p.32、1967.3
[3] 遠藤裕丈、島多昭典:コンクリートの凍・塩害の進行に及ぼす夏季高温期の影響に関する基礎的研究、寒地土木研究所月報、No.740、pp.13-25、2015.1
[4] http://www.concom-h.com/
[5] 土木学会:2013年制定コンクリート標準示方書「維持管理編」、pp.190-192、2013.10
[6] 独立行政法人土木研究所寒地土木研究所:凍結融解と塩化物による複合劣化に対するコンクリートの耐久性設計法および表面含浸材を活用した耐久性向上に関する研究、寒地土木研究所報告、第133号、2011.3
[7] 野口博章:凍結融解作用を受けるコンクリートの劣化予測に関する基礎的研究、法政大学博士学位論文、pp.32-124、2007.9
[8] 北海道開発局港湾部港湾建設課、寒地港湾技術研究センター:海洋環境下におけるコンクリートの耐久性向上技術検討業務報告書、2000.3
[9] 緒方英彦、服部九二雄、高田龍一、野中資博:超音波法によるコンクリートの耐凍結融解特性の評価、コンクリート工学年次論文集、Vol.24、No.1、pp.1563-1568、2002.6
[10]社団法人日本コンクリート工学協会:コンクリートの凍結融解抵抗性の評価方法に関する研究委員会報告書、pp.21-22、2008.8
[11]遠藤裕丈、島多昭典、川村浩二:環境条件の変遷を考慮した凍害予測に関する基礎的研究、第14回コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論文報告集、pp.141-148、2014.10
[12]Endoh, H.、Shimata, A.、Kawamura, K. and Takada, N.:Decision of Repair Priority for Abutment by Frost Damage Prediction Formula、The 14th China-Japan Workshop on Winter Road Traffic Technology Proceedings、2015.7
[13]土木学会:2012年制定コンクリート標準示方書設計編、p.158、2013.3
[14]JIS A 1148「コンクリートの凍結融解試験方法」、解説、2001
[15]文献[13]、p.156
[16]水谷真也、仲本善彦、河西悠介:シラン系表面含浸材の繰返し塗布による複合劣化抑制効果の持続性について、土木学会第70回年次学術講演概要集(V部門)、pp.1167-1168、2015.9

遠藤 裕丈 氏のコンクリート報文シリーズ
①シラン系およびけい酸塩系表面含浸材の適切な使い方
②実環境でのシラン系表面含浸材の効果の持続性について考える

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