共同研究・競争的資金等の研究課題

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No.	提供機関	制度名	タイトル	研究種目	研究期間	資金種別	研究概要
1	内閣府	戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）スマートインフラマネジメントシステムの構築	教育用デジタルプラットフォームの構築と技術者教育・アウトリーチ活動への展開		2023/11-2028/03
2	日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)		電気化学・光学計測に基づく鉄筋腐食機構の再整理と物理化学連成解析による検証	基盤研究(B)	2023/04-2026/03
3	Norwegian Agency for International Cooperation and Quality Enhancement in Higher Education	UTFORSK UTF-2021/10090	Norway-Japan-China Consortium on Smart and Sustainable Road and Rail Infrastructure (ConStruct)	Construction engineering, architecture (403)	2023/01-2026/12
4	日本学術振興会	科学研究費助成事業	銅スラグを用いた鉄筋腐食抑制・抗菌性コンクリートの開発	基盤研究(C)	2022/04-2025/03
5	日本学術振興会	科学研究費助成事業	反応/輸送を考慮した土中鋼材の腐食要因抽出とその対応法の提案	基盤研究(C)	2020/04-2023/03		本研究の目的は，土中の鋼材を対象として，(1)鋼材腐食の進行速度に及ぼす要因の抽出，および(2)抽出された要因を踏まえた腐食の対策方法の確立を行うことである．令和3年度は，令和2年度に曝露を開始した砂中，石中および海水中に埋設した鋼材の分極抵抗，自然電位などの電気化学的パラメータを，曝露試験を通じて計測した．その結果，自然電位としては，経過時間に対する変化は小さく，曝露条件（砂，石）の違いは確認されなかった．全体的に海水中より砂中および石中の場合の方が自然電位は低い結果となった．分極抵抗から算出した腐食速度としては，曝露初期に一度上昇し，その後低下する傾向が確認された．ただし，砂の場合で，下部に設置した場合は，大きな腐食速度の上昇は確認されなかった．この原因としては，年度を通じた温度の変化に伴い分極抵抗が変化したこと，砂の場合には下部における酸素量が低下したことなどが想定される．何れの結果（自然電位，腐食速度）に関しても，埋戻し材を砂，あるいは石としても顕著な差異は確認されなかった．一方で，海水中での腐食と比較した場合，酸素の供給や海水の循環がしにくい深部においては，腐食速度が若干低い傾向が確認されたが，上部（表面から5㎝程度の位置）では，水中と同程度の速い腐食速度となる場合もあった．一方で，抑制方法の検討については，酸素が腐食に及ぼす影響を評価し，中でもマクロセル腐食に及ぼす影響の評価を行った．令和4年度は，曝露試験を継続するとともに，土中環境による酸素濃度の違いから生じる起電力，さらには腐食速度に及ぼす影響を評価する。
6	JST	A-STEP機能検証フェーズ	微生物代謝を利用した高機能コンクリートの開発		2019/11-2021/03	競争的資金
7	日本学術振興会	科学研究費助成事業基盤研究(B)	酸素透過性に基づく鉄筋腐食抵抗性の評価方法に関する研究	基盤研究(B)	2019/04-2023/03		2021年度は，セメント硬化体中の物資移動に立脚した電気抵抗率と酸素拡散を評価するFEMモデルを構築した。細孔構造モデルには，X線CT画像から画像解析に基づき3DFEMモデルを用いた。特に，空隙中の飽和・不飽和状態を考慮して水分飽和度を変化させた細孔構造モデルを構築した。また，鉄筋腐食反応の支配的要因となる電気抵抗率と酸素透過性に関する物性情報について，数値解析を用いて評価する方法を提案した。当該手法は，実構造物から採取した小片試料を対象として実施可能であることから，実構造物における腐食劣化予測の高度化に寄与する知見を得ることができたと考えている。また，好気性微生物を用いた腐食抑制技術に関しては，腐食速度を律速する条件を踏まえた対策方法の有用性を示した。具体には，断面修復後のマクロセル腐食形成を伴う再劣化に対する対策として，断面修復部に枯草菌（納豆菌）を練り混ぜることでカソード反応を抑制し，カソード防錆剤として機能することを示した。以上の知見を踏まえて，酸素濃度，セメント硬化体中の酸素拡散と腐食反応の連成解析モデルを構築し，酸素拡散律速に至る現象解明に繋がる新たな知見を得た。
8	日本学術振興会	科学研究費助成事業若手研究(A)	自己治癒補修効果と鉄筋腐食抵抗性による評価方法に関する研究	若手研究(A)	2017/04-2020/03		平成30年度は，自己治癒補修材（グラウト）のひび割れ補修効果および枯草菌を練り混ぜたモルタル供試体における酸素透過性と鉄筋腐食抵抗性の連関について検討を行った。自己治癒補修材（グラウト）を対象として，ひび割れ閉塞効果および劣化因子の遮断性について検討を行った。グラウト材によるひび割れ閉塞効果では，ひび割れ補修したモルタル供試体（ひび割れ幅0.3～0.7mm）を対象として蒸留水を用いた浸漬試験，乾湿繰り返し試験，及び毛管浸潤試験を実施した。その結果，以下の知見が得られている。（1）乾湿・浸せきのいずれの環境条件においても水分保持効果のあるゲル被膜がひび割れ部に付着していることにより，ひび割れ閉塞効果の向上に寄与することが示唆される。2）乾湿繰り返し試験と比較すると，湿潤環境が保たれる塩分浸せき試験の方が炭酸カルシウムの析出率（ひび割れ閉塞率）が高まることがわかった。（3）ひび割れ閉塞率が高いほど水分浸透抵抗性は向上することがわかった。特に水分浸透に対する高い抵抗性が確認されたのは，いずれの曝露条件においてもゲル被膜が残存し，高いひび割れ閉塞率（析出率）が得られたN1-G1-T0（グルコース有り，Trisアルカリ緩衝液無し）であった。好気性微生物を使用した補修材の鉄筋腐食抵抗性に与える影響ついて、電気化学的計測による非破壊試験方法（ACインピーダンス法、自然電位法、無抵抗電流計、カソード分極極性）を用いて検討を行った。本研究においては，好気性微生物によるコンクリート中の溶存酸素濃度の低減により，鉄筋腐食が抑制される効果を示すことに成功した。また，細孔溶液中の溶存酸素濃度の低減に伴い，カソード分極特性が変動し自然電位が卑下する現象が確認された。今後は，これらの知見を踏まえて効果の持続性を評価する方法を検討する予定である。
9	日本学術振興会	科学研究費助成事業基盤研究(B)	微生物代謝を利用したコンクリートのひび割れ等の補修方法の実用化に関する研究	基盤研究(B)	2015/04-2019/03		本研究は微生物の代謝による炭酸ガスとカルシウム源との反応により析出する炭酸カルシウムを充填材（以下、バイオグラウト）とする補修方法の実用化に向けて、炭酸カルシウムの析出率の高い条件を見出すことおよびひび割れや漏水個所への充填方法について検討することを目的としている。バイオグラウトの配合やその濃度および温度により炭酸カルシウムの析出率は変化するが、アルカリ緩衝作用を適切に調整することにより、24時間経過後のpHが7.5を下回らないことが炭酸カルシウムの高い析出率が持続する条件であり、また、バイオグラウトを繰り返しひび割れに注入することで止水することができることが明らかとなった。
10	日本学術振興会	科学研究費助成事業若手研究(B)	材料分離の影響を受けた表層コンクリートの耐久性能推定手法に関する研究	若手研究(B)	2015/04-2017/03	競争的資金	本研究では、材料分離に起因する不均質さがかぶりの物質透過抵抗性に与える影響について検討を行った。その結果、含水率の低下に伴い透気係数は大きくなり、この傾向はブリーディング量に関わらず柱供試体の上部において確認された。また材齢180日までの透気試験および含水率の測定結果に基づいて、材料分離による供試体上部の多孔質化を評価できる可能性を示した。またこのような部位では塩化物イオンの浸入が容易となり，塩化物イオン含有量が増加するほどミクロセル電流密度は大きくなる傾向が一定程度認められた。本研究では、カソード反応における酸素透過速度がミクロ・マクロセル腐食をそれぞれ律速していると考えられる。

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