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海水の浸透によるトンネルコンクリートの急速な劣化の仕組みを解明(Concrete in road tunnels decomposes unexpectedly fast)

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2025-04-15 チャルマース工科大学

チャルマース工科大学の研究チームは、スウェーデンの道路トンネルに使用されているコンクリートが予想以上に早く劣化している原因を特定しました。海水がコンクリートに浸透すると、バクテリアが繁殖してバイオフィルムを形成し、コンクリートの分解を促進することが判明しました。この劣化は、構造物の安全性や維持管理コストに深刻な影響を及ぼす可能性があります。研究者たちは、バイオフィルムの形成メカニズムを解明し、コンクリートの耐久性を向上させるための新しい材料や保護技術の開発を進めています。

<関連情報>

海底トンネル吹付けコンクリート劣化の主要メカニズムとしてのN、S、Fe、Mn酸化による微生物酸性化 Microbial acidification by N, S, Fe and Mn oxidation as a key mechanism for deterioration of subsea tunnel sprayed concrete

Sabina Karačić,Carolina Suarez,Per Hagelia,Frank Persson,Oskar Modin,Paula Dalcin Martins & Britt-Marie Wilén
Scientific Reports  Published:30 September 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-024-73911-w

海水の浸透によるトンネルコンクリートの急速な劣化の仕組みを解明(Concrete in road tunnels decomposes unexpectedly fast)

Abstract

The deterioration of fibre-reinforced sprayed concrete was studied in the Oslofjord subsea tunnel (Norway). At sites with intrusion of saline groundwater resulting in biofilm growth, the concrete exhibited significant concrete deterioration and steel fibre corrosion. Using amplicon sequencing and shotgun metagenomics, the microbial taxa and surveyed potential microbial mechanisms of concrete degradation at two sites over five years were identified. The concrete beneath the biofilm was investigated with polarised light microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The oxic environment in the tunnel favoured aerobic oxidation processes in nitrogen, sulfur and metal biogeochemical cycling as evidenced by large abundances of metagenome-assembled genomes (MAGs) with potential for oxidation of nitrogen, sulfur, manganese and iron, observed mild acidification of the concrete, and the presence of manganese- and iron oxides. These results suggest that autotrophic microbial populations involved in the cycling of several elements contributed to the corrosion of steel fibres and acidification causing concrete deterioration.

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0902鋼構造及びコンクリート
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