WEKO3
アイテム
コンクリート開水路の有機系表面被覆工法の耐候性評価に関する研究
http://hdl.handle.net/10076/13569
http://hdl.handle.net/10076/1356909dfcbf2-900e-4841-8577-a42403095b4b
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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2012D033.pdf (19.2 MB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||
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| 公開日 | 2013-11-25 | |||||||
| タイトル | ||||||||
| タイトル | コンクリート開水路の有機系表面被覆工法の耐候性評価に関する研究 | |||||||
| 言語 | ja | |||||||
| 言語 | ||||||||
| 言語 | jpn | |||||||
| 資源タイプ | ||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | |||||||
| 資源タイプ | thesis | |||||||
| 著者 |
奥野, 倫太郎
× 奥野, 倫太郎
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| 抄録 | ||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||
| 内容記述 | 現在、老朽化した農業水利施設の長寿命化が国の施策として進められており、補修工法の耐用年数や耐久性を事前に評価できる手法が求められている。本論文は， コンクリート開水路の有機系補修工法の耐久性評価を目的として， 1 ) コンクリート開水路における有機系補修工法の劣化要因の調査， 2 ) 促進耐候性試験による有機系補修工法の紫外線劣化の評価， 3) 画像処理による紫外線劣化の定量的な評価手法， 4) 促進耐候性試験における試験時間と実構造物の供用期間の関係等について研究を行ったものである。1) コンクリート開水路における有機系補修工法の劣化要因の調査コンクリート開水路の補修工法にみられる変状事例を現地で調査し， その劣化要因と変状発生メカニズムについて考察した。この調査結果から， コンクリート開水路の補修では， ポリマーセメントモルタルや有機系表面被覆材の使用が多いことが分かった。そして，有機系表面被覆工法では， 接着界面において浮き、はく離などの変状が発生する場合があること， さらに， 紫外線による表面劣化のあることが分かった。そこで， 紫外線劣化による変状を詳しく調べるために， 北海道、東北、四国の各地区において有機系表面被覆工法で補修したコンクリート開水路を対象に， 表面の状態を倍率20 倍と50 倍のマイクロスコープで観察した。そして， 水路の供用環境（ 日当たりの状況， 流水との接触状況， 開水路と暗渠部の場所の相違）や経過時間の違いによる変状発生の状況を比較した。この結果，気中部や日当たりの良い面に施工された有機系表面被覆材（ 主にポリウレタン樹脂を使用） は， 水中部や日当たりの悪い面に施工されたものに比べて微細ひび割れの発生が多いこと， また， 表面の気泡痕は， 開水路部に比べて暗渠部のほうが少ないことなど， 紫外線劣化の影響のあることを確認した。2) 促進耐候性試験による有機系補修工法の紫外線劣化の評価有機系補修工法の紫外線劣化に着目し， 室内において促進耐候性試験を実施した。本研究では， JIS K 5 6 0 0 （ 塗料一般試験方法－ 塗膜の長期耐久性－ キセノンランプ法） に準拠し， コンクリート開水路の補修工法に用いた4 種類の有機系表面被覆工法について促進耐候性試験を実施した。本試験結果から紫外線劣化による変状について， 次のような知見が得られた。① トップコートが施工されていない有機系表面被覆工法では，10～ 50 時間という比較的短い促進試験時間で表面に変色が生じること。また， マイクロスコープによる観察結果から， 最も早いもので70 時間， 最も遅いもので800 時間の試験時間で表面に微細ひび割れが発生すること， 促進試験時間の経過に伴って表面の気泡痕の数が増加し， その孔の径が拡大することを確認した。② レーザーマイクロスコープによる劣化深さの測定結果から， 有機系表面被覆材の表面に発生した微細ひび割れや気泡痕などの変状は， 最大深さが257μ m 以下であった。有機系表面被覆材の平均膜厚が1.5～ 2.5mm であることを考慮すると， 劣化による変状は，表面被覆材の極めて表層部分であることが分かった。また，③ 促進耐候性試験の1300 時間における表面の最大ひび割れ幅と気泡痕の孔の最大直径は， 供用期間2 年9 ヶ月（ 四国地区の日当たりの良い面の気中部） のそれらと最も近似していることを確認した。3) 画像処理による紫外線劣化の定量的な評価手法画像処理の手法を適用し， マイクロスコープで観察した表面の微細ひび割れや気泡痕等の変状の画像から， 有機系表面被覆材における劣化度の定量的評価を試みた。この結果から， マイクロスコープで撮影した画像を2 値化処理し， 適切なしきい値を設定することで変状部の占める面積を変状面積率として算出できることを示し， この変状面積率を劣化度の指標とすることを提案した。現地のコンクリート開水路の調査結果をこの指標を用いて定量化することにより，供用環境や経過時間の異なる有機系表面被覆材の劣化状況を定量的に比較できる。また， 促進耐候性試験結果をこの指標を用いて定量化することにより， 各種の有機系補修工法の紫外線劣化に対する抵抗性を相対評価できることを示した。4) 促進耐候性試験における試験時間と実構造物の供用期間の関係促進耐候性試験における試験時間と実構造物における供用期間の関係を求めることを目的として， 有機系表面被覆工法の促進耐候性試験結果と， 現地のコンクリート開水路における劣化状態を比較する手法を提案した。ここでは， コンクリート開水路の調査地点における紫外線量の測定結果と， 気象庁により公表されている調査地点近隣の全天日射量データとの相関を求め， これに基づいて調査地点の供用期間における紫外線受光量を推定した。この方法を適用して促進耐候性試験結果と現地調査結果を比較した結果， 四国地区の日当たりの良い面の供用期間約3 年は， 促進耐候性試験1500 時間に相当することが分かった。本研究において提案した方法により， 促進耐候性試験結果と供用環境や経過時間の異なるコンクリート開水路の紫外線による劣化状態を比較することが可能となる。また， 補修工法の施工地点の日射条件から紫外線受光量を推定することにより， 促進耐候性試験によって供用環境や供用期間を考慮した表面被覆材の劣化予測が可能となり， 有機系補修工法の耐久性評価に役立つことを示した。 | |||||||
| 言語 | ja | |||||||
| 抄録 | ||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||
| 内容記述 | The purpose of this study was to assess the durability performance of organic coatings used for repairing open concrete canals. It involved 1) investigating the factors causing deterioration of the coatings of open concrete canals while in service, 2) assessing the deterioration due to ultraviolet rays of these coatings by conducting accelerated weathering tests, 3) investigating the use of image processing for quantitative evaluation of deterioration, and 4) analyzing the relationship between the service period of actual canals and the testing period applied during accelerated weathering tests. In 1), damage and deterioration of the coatings of open concrete canals were surveyed, and the mechanisms of deterioration were investigated. The investigation showed that polymer cement mortar and organic materials were in wide use for coating or repairing the concrete surfaces of canals. Organic coatings were found to be prone to detachment and exfoliation from the surface and to deterioration caused by the action of ultraviolet rays. Organic coatings on open concrete canals in the Hokkaido, Tohoku and Shikoku areas were observed under a microscope; and differences in deterioration in relation to the environment and period of service were investigated. The development of damage to organic coatings was found to depend on the site (whether in the air or water, and lighting levels) and the period over which the coating had been in service. In 2), the deterioration of organic coatings due to exposure to ultraviolet rays was assessed. The conditions of accelerated weathering tests prescribed by the Japanese Industrial Standards (JIS) and Japan Society of Civil Engineers (JSCE) were first surveyed and were found to be almost identical as to specimen types and temperature conditions. In this study, accelerated weathering tests were conducted by following JIS K 5600 (Testing methods for paints: Long-term performance of film: Exposure to filtered xenon-arc radiation) on four organic coating methods and two surface impregnation methods. The experiments gave the following results. 1) Organic coatings not covered by a top coat underwent surface color changes in a relatively short time of 10-50 hours of accelerated weathering. Microscopic observations also showed the development of minute cracks in 70-800 hours. Air bubble traces on the surface increased in both number and diameter with the elapse of time of application of accelerated weathering testing. 2) Surface-impregnated specimens treated with polyurethane resin alone showed relatively rapid surface color changes and development of minute cracks. 3) Laser microscopic measurements showed that the minute cracks and traces of air bubbles on the organic coatings that developed during the accelerated weathering tests were no deeper than 257 μm, reaching only the very surface of the coatings, which were 1.5-2.5 mm thick on average. 4) A comparis on of maximum crack width and maximum air bubble trace diameter in 50 magnified images showed that a service period of 2 years and 9 months (in the air at a sunny site in Shikoku) corresponded to accelerated weathering testing lasting 1300 hours. In 3), image processing was used to quantitatively assess the deterioration of organic coating films based on images of minute cracks and bubble traces on the surface. The ratios of degraded areas could be estimated by binary coding and processing the microscopic images and establishing an appropriate threshold value. We propose the use of the ratio of degraded area as an index of deterioration. This index was tested in accelerated weathering tests and concrete canals in various service environments and periods and was verified to be effective for quantitatively evaluating the deterioration of organic coatings. In 4), the deterioration of organic coatings during accelerated weathering testing was compared with canals in service, aiming to determine the relationship between test period and actual service period. For such a comparison, we proposed to measure the ultraviolet rays at the site of the canals, determine the relationship with global solar radiation, as monitored by the Meteorological Agency at a near by observatory, and use them to estimate the ultraviolet ray irradiation at the site over the service period. This procedure enables test results to be compared with ultraviolet ray deterioration of actual canals, which vary as to service environment and period. Estimation of cumulative ultraviolet ray irradiation from solar irradiation conditions at the site also enables deterioration to be predicted, based on accelerated weathering tests and the environment and period of service, and helps with performance evaluation of Organic coatings. A comparison using this method showed that a service period of about 3 years in a sunny location in Shikoku corresponded to 1500 hours of accelerated weathering testing. | |||||||
| 言語 | en | |||||||
| 内容記述 | ||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||
| 内容記述 | 三重大学大学院生物資源学研究科博士後期課程 | |||||||
| 内容記述 | ||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||
| 内容記述 | 151p | |||||||
| 書誌情報 |
発行日 2012-01-01 |
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| フォーマット | ||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||
| 内容記述 | application/pdf | |||||||
| 著者版フラグ | ||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||
| その他の言語のタイトル | ||||||||
| その他のタイトル | Studies on Antiweatherability Evaluation ofOrganic Surface Coating Materialsfor Concrete Open Canals | |||||||
| 言語 | en | |||||||
| 出版者 | ||||||||
| 出版者 | 三重大学 | |||||||
| 修士論文指導教員 | ||||||||
| 姓名 | 石黒, 覚 | |||||||
| 言語 | ja | |||||||
| 資源タイプ（三重大） | ||||||||
| Doctoral Dissertation / 博士論文 | ||||||||
