コンクリートの劣化環境

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Kyushu University Institutional Repository

コンクリートの劣化環境

濵田, 秀則

九州大学大学院工学研究院社会基盤部門

http://hdl.handle.net/2324/4791813

出版情報：

バージョン：

権利関係：

コンクリートの劣化環境

九州大学大学院 工学研究院 社会基盤部門

九州大学大学院 工学府 土木工学専攻 九州大学 工学部 土木工学科

濵田 秀則

環境（条件）とは

 「系」に対して「環境」が及ぼす影響

 系と環境の境界を明確にすることが重要

境界 コンクリート 環境

コンクリート外部の 環境条件 (メゾ環境) 波浪・海風

境界における環境作用 (ミクロ環境)

気象条件（マクロ環境）

に関するデータベース 気温・湿度

海洋構造物の環境の分類

コンクリート内部 における現象

2004年10月8日

環境の定義 ー異なる考え方ー

環境条件の評価とは？

１ 耐久性設計における外力としての評価、作用としての定量化。（技術的）

２ 純粋に・・・どのような環境において劣化（鋼材の腐食）が早く・速く進むのか？

という疑問に対する回答。（学術的）

早く

→

→

３

A地域とB地域とどちらが厳しい環境ですか？ というような質問への回答

（専門外からの興味）

1986 年

港湾技術研究所で塩害の研究を始めたときからすでに話題と なっていました。

当時は・・・ 桟橋上部コンクリート工の塩害が研究課題となっ ていました。

塩害に関する環境条件評価に関する研究

桟橋の塩害劣化の事例

供用期間がわずか 20 年

1986 年時点における塩害に関する研究の状況

塩化物イオン量の影響 （関先生ほか）

かぶりの影響 （関先生ほか）

コンクリートの強度（水セメント比）の影響 （関先生ほか）

電気化学理論の応用 （大即先生）

・ どこの港で劣化が進んでいるか？

・ 港の中のどこで劣化が進んでいるか？

・ 桟橋の中のどの部分が劣化が進んでいるか？

という議論がありました・・・

・ 全国一律の規準でよいのか？ ・・・ という議論もありました。

環境条件の評価の方法

１ 実構造物の調査と解析に基づく方法 ２ 実環境に供試体を暴露する方法

３ 実験室レベルで精密にコントロールされた環境で 供試体の劣化試験を行う方法

（４）既存の多くの研究成果を収集し、データの再整理

およびその解析を行う方法

Steel bar (Φ9mm)

Cl

100mm

50mm

50mm

結論： 波浪の影響がきわめて大きい！

小型供試体の暴露試験

暴露試験を全国に

展開してみました

得られた結論

腐食速度が大きくなる条件

海中部・干満部

→

→

飛沫部

→

風速が大きい（波浪が厳しい）

潜伏期間が短くなる条件（

塩分浸透が速くなる条件

海中部・干満部・飛沫部

→

→ 風速が大きい（波浪が厳しい）

海中部

→

→

平成10年6月（1998年）

学位論文となりました。

桟橋の劣化実態調査

桟橋の劣化度の分布状況の一例

V III

V V V V V V V

V

V

V V

V

V V

V

V V V V

V

V V

V

V

V

V V V

V V

V V

V V

V

V V

V V V V

V V

V

V

V V III III

III

III III

III III

III

III

III

III III III III

IV IV IV

IV IV

IV

IV IV

IV

II II

II II

II II

II

II

II

II II

II

II II

I I

I

I I

I

I I

I

I I

V

II

II

V V

V V V V

V IV IV IV IV

IV

IV IV IV IV IV IV

III

III III

III

III

III

III V

V V

V

V

V V

V V V

V

V V

V

V

V V

V

V

V V

V V

V V V V

IV IV

IV

IV

IV III

IV IV

IV

IV IV

V V

V V

V V

V IV

II

II

sea side

land side

0 I II III IV V

x x x x x

1 - x 1 - x 1 - x 1 - x 1 - x 1 - x

マルコフ連鎖モデルの適用

遷移率を支配する要因 ー海面からの高さー

y = 0.15e

y = 0.15e

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Slab Beam

海面（満潮位）からの高さ

(m)

遷移率

波浪の影響を、別の表現で表したことになります！！

塩害の環境条件評価について ー私案としてー

構造物を以下のように分類して考察する！ とよいように思われる。

1.

1-1

1-2

2.

波浪の影響を受ける構造物

飛来塩分の影響を受ける構造物

3.

（

4.

環境の定義 ー異なる考え方ー

打設後初期の段階の鉄筋周囲の環境について

材齢

200

その後、

5

材齢 6 か月までの不動態の状態の回復

注目して下さい

鉄筋とペーストの界面構造の

影響について

モルタルの事前塗布の効果

事前塗布はOPCペースト、 躯体はBBが好結果となる

最適な断面修復の方法について

防食電流による自然電位の回復

PC の特徴 ー暴露試験よりー

PC の特徴 ー暴露試験よりー

黒錆と PC 鋼棒の破断

環境の定義 ー異なる考え方ー

考察の対象に応じて、①と③を使い分けるとよい！

2021年10月14日

九州大学大学院 工学研究院 濵田 秀則

皆様の業務・研究の中で少しでもお役に立てば幸いです

ご清聴ありがとうございました ！

この結果の違いの要因は？

→

表面塩分量の 分布

腐食速度が大きくなる条件

海中部・干満部

→

→

飛沫部

→

風速が大きい（波浪が厳しい）

潜伏期間が短くなる条件（

塩分浸透が速くなる条件

海中部・干満部・飛沫部

→

→ 風速が大きい（波浪が厳しい）

海中部

→

→

Location of Investigated Ports

18 wharves in 11 ports

Examples of Deterioration Degree Judgment

Crack width is over 3mm Deterioration Degree IV

Many spalling

Deterioration Degree V

Crack with rust exudation

Deterioration Degree III

Concept of “Markov - Chain”

0 I II III IV V

x x x x x

1 - x 1 - x 1 - x 1 - x 1 - x 1 - x

0 1-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

t

Part 3

Markov-chain Model Description

Field Investigation Results

--- Deterioration Degree Distribution ---

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 I II III IV V

Wharf K (10 years) Wharf A (31 years) Wharf J (47 years)

Deterioration degree

Deterioration Degree Distribution

Comparison of Actual Distribution and Calculated Results

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 I II III IV V

Actual Model

Deterioration Degree

Percentage

Wharf J (Beam)

x : 0.130

Age : 47 years

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 I II III IV V

Actual Model

Deterioration Degree

Percentage

Wharf K (Slab) x : 0.060 Age : 10 years

Transition Probability obtained from Field Investigation

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0.00 ～ 0.05 0.05 ～ 0.10 0.10 ～ 0.15 0.15 ～ 0.20 0.20 ～ 0.25

Beam Slab

Transition probability

Number o f Wharf

打設後初期の段階の鉄筋周囲の環境について

最近の博士課程の研究成果から

Dr. Pinta Astuti Dr. Volana Lucia Andriamisa

鉄筋へのモルタルの事前塗布による環境改善