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低アルカリコンクリートの鉄筋腐食ひび割れの予測に関する研究

Prediction of crack due to corrosion of reinforcing bar in low alkali concrete

竹田 宣典*; 入矢 桂史郎*; 人見 尚*; 小西 一寛*; 栗原 雄二*

Takeda, Nobufumi*; Iriya, Keishiro*; Hitomi, Takashi*; Konishi, Kazuhiro*; Kurihara, Yuji*

高レベル放射性廃棄物処分場に適用が検討されているポゾランを多く含む低アルカリセメントを用いたコンクリートの鉄筋コンクリートとしての適用性を評価することを目的として、水セメント比が30%のコンクリートについて、6年間の海洋暴露試験を行い、圧縮強度,塩化物イオンの侵入,鉄筋腐食などの経時変化を調査した。また、これらの結果に基づき、海水起源の地下水を有する環境下で、鉄筋腐食の進行及び腐食ひび割れの発生時期の予測を行った。その結果、下記のことが明らかになった。(1)6年間の海洋環境下における圧縮強度の低下はない。(2)塩化物イオンの侵入は、普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートに比べて少ない。(3)鉄筋腐食は、塩化物イオンの侵入がなくても開始するが、暴露6年までの進行は遅い。(4)海水起源の地下水中における低アルカリセメントを用いたコンクリート中の鉄筋の腐食速度は0.30$$sim$$0.55mg/(cm$$^{2}$$・年)程度と予測され、かぶり100mm,鉄筋径22mmとした鉄筋コンクリート構造物に用いる場合、建設後50$$sim$$100年後に鉄筋腐食に起因したひび割れが発生すると予測される。

To evaluate applicability as the steel reinforced concrete of the concrete with the low alkalinity cement which contains pozzolan that has been examined to apply for high level radioactive waste disposals, concrete of 30% water-cement ratio was performed 6-year marine exposure examination, aging of their compressive strength, the intrusion width of the chloride ion and the corrosion of reinforcing bar were investigated. And based on these results, progress of corrosion of reinforcing bar and the outbreak time of reinforcing corrosion crack were predicted. As a result, the following result became clear. (1) There is no fall of the compressive strength of test pieces in 6-year marine exposure examination. (2) There is little penetration of the chloride ion in comparison with the concrete consists of ordinary Portland cement. (3) The corrosion of reinforcing bar starts for the early stage with a little quantity of chloride ion intrusion, the progress until six years is extremely small. (4) the corrosion speed of the reinforcing bar of concrete with low alkali cement in underground water including sea water were estimated as 0.30$$sim$$0.55 mg/(cm$$^{2}$$ year). In case of using this concrete to structure with 100 mm cover thickness and 22 mm reinforcing bar diameter, the outbreak time of reinforcing corrosion crack were predicted as 50$$sim$$100 years after construction.

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