Abstract
[A] 「コンクリートの腐食劣化」
金澤工大 小川 洋之先生
コンクリート構造物の劣化機構は,(1)物理的,力学的な劣化(例:凍害),(2)電気化学的機構による劣化(コンクリート内部に設置された鉄筋の腐食により生成した腐食生成物を起因として形成される内部応力による破壊),(3)化学反応起因の劣化に大別される.
本講演では,「腐食」を「反応による材料の環境劣化」を意味するとして,コンクリート構造物に発生する「腐食」起因の環境劣化機構[上記,(1)を除く,(2)および(3)]について解説する.
上記(2)の鉄筋の腐食はコンクリート内部の細孔溶液(Capillary Water)が形成する溶液環境によって腐食機構が変化する.このため,コンクリート内部に形成される溶液環境の形成機構を導入として以下の項目について解説する.
・コンクリート構造物内部の溶液環境
・コンクリートに割れを発生する鉄筋の限界腐食量
・鉄筋の活性腐食
・孔食の発生
・かぶりに割れが発生した場合の鉄筋の腐食
・鉄筋腐食のモニタリング
・鉄筋の破断
また,化学反応型の腐食が劣化の起因である,下水環境で発生するH2S/H2SO4により誘起されるセメントペーストの酸溶解,およびSulfate
Attack(エトリンガイト−3CaO・Al203・3CaSO4・32H2O−の生成による膨張圧力によってセメントペーストに発生する割れ)の劣化機構,アルカリ骨材反応とその反応生成環境における鉄筋の割れ機構についても解説する.
[特別] 「美浜事故に関連したQ&A」
東大 辻川 茂男委員
美浜事故に関係する純水環境における炭素鋼の腐食を溶存酸素,流速,温度において当該復水管のオリフィス上流部(健全部)までの現象の理解に資するようQ&A形式にまとめた.
(「腐食センターニュース
http://www.corrosion-center.jp/news/news.htmlから閲覧可能.)
[B-1] 「下水道における樹脂ライニングとその劣化挙動」
東工大 久保内 昌敏委員
下水道環境では,嫌気性環境で微生物作用によって発生するH2Sが攪拌や流動に伴って蒸発し,気相壁面で今度は好気性環境の微生物によって酸化されて硫酸が発生するという硫黄サイクルがあり,このため下水道のコンクリート構造物が硫酸劣化する.コンクリートは硫酸と反応して石膏になったりするとともに,内部の鉄筋腐食まで進行すれば,崩落にまで至る.このため,コンクリートに対する耐食対策のひとつとして有機材料によるライニングが施工されるようになっている.中でも既設の構造物に施工するためには,接着性と施工性が求められるためにエポキシ樹脂が多用されているが,もともとエポキシ樹脂は耐酸性の高い方ではない.このため樹脂および硬化剤に様々な変性や添加剤を駆使するとともに,きちんとした施工が求められている.
実際に下水道環境で用いられるライニング材料を,エポキシ樹脂を中心に調査した結果,エポキシ樹脂では長期間にわたって時間の平方根に比例して硫酸の浸透が認められた.しかしながら,強度の低下やIR分析上の化学構造の大きな変化は認められない.また,浸透した硫酸はライニング材料を透過した後,再び硫酸として溶出することが明らかとなった.さらに,浸透速度の硫酸濃度依存性を検討したところ,多くの場合で濃度の平方根に比例した.以上のことから,アミド結合部に塩を形成しながら浸入するモデルを提案している.
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