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汎用的コンクリート材料としての環境調和型セメント系材料による環境技術革新

Research Project

Project/Area Number 13F03063
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Building structures/materials
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

濱 幸雄  室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70238054)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HASSAN MOHAMED  室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
HASSAN M. Z.  室蘭工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
HASSAN M.z.  室蘭工業大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,897,672 (Direct Cost: ¥2,897,672)
Fiscal Year 2015: ¥597,672 (Direct Cost: ¥597,672)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsフライアッシュ / 高炉スラグ微粉末 / 循環流動層ボイラー灰 / 自己修復性能 / 繊維補強 / 環境調和 / 高靭性 / 高耐久
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,産業副産物であり,コンクリート製造時のCO2排出量を削減することができるフライアッシュ(FA),高炉スラグ微粉末(BFS)および大規模工場の自家発電施設から排出される循環流動層ボイラー灰(CFB灰)に着目し,これらを混和材料として用いたコンクリートの力学性能,耐久性を実験的に評価した.なお,FAおよびBFSは供用期間中に生じたひび割れをコンクリート自らが閉塞させる優れた自己修復性を有することが先行研究で明らかとなっており,その性能を有効に活用するとともに,繊維補強等の最新の技術と融合することで高靭性,高耐久性の新しい建設材料の開発も試みた.
実験は,混和剤量の種類,粒径および粉末度,セメント種別,水結合材比,養生条件を変化させて作製したセメント硬化体の圧縮強度,ヤング係数,曲げ強度などの力学特性および中性化抵抗性,凍結融解抵抗性などの耐久性を評価した.さらに,初期・劣化後・修復後のそれぞれの段階でのポテンシャルとしての耐久性の変化を比較することで自己修復性能を評価するとともに,マイクロスコープおよびX線CTを用いてひび割れの閉塞状況を可視化,定量化を行った.また,一部の条件でPVA繊維およびPP繊維を混入することによる靭性,耐久性の向上に及ぼす影響を評価し,以下の結論を得た.
1)粉体構成比をBFS:FS=45%:15%,水結合材比を34%とすることで,粉体の置換方法によらず,普通コンクリートと同等の圧縮強度,中性化抵抗性,凍結融解抵抗性が得られる.
2)環境調和型三成分系コンクリートは.自己修復効果が高く,自己修復性能を考慮した凍結融解抵抗性は普通コンクリートよりも極めて優位となる.
3)内割置換の方が使用するセメント量を大幅に削減できるため,環境負荷低減効果が高く,高耐久な最適調合条件となる.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Influence of Aggregate Materials Characteristics on the Drying Shrinkage Properties of Mortar and Concrete2013

    • Author(s)
      Wenyan Zhang, Mohamed Zakaria, Yukio Hama
    • Journal Title

      Construction and Building Materials

      Volume: Vol. 49 Pages: 500-510

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2013.08.069

    • NAID

      120005345811

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Influence of fiber characteristics and sand-binder ratio on the toughness of fiber-reinforced polymer cement mortar2015

    • Author(s)
      Ryo Hasegawa, Akio Sakaguchi, Osamu Takai, Hyeonggil Choi, Mohamed Zakaria, Yukio Hama
    • Organizer
      9th International symposium between Chaina, Korea and Japan on performance improvement of concrete for long life span structure
    • Place of Presentation
      Harbin, China
    • Year and Date
      2015-07-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of combined deterioration between freezing0thawing and carbonation on mineral admixture mortar2015

    • Author(s)
      Junho Kim, Wenyan Zhang, Mohamed Zakaria, Hyeonggil Choi, Yukio Hama
    • Organizer
      9th International symposium between Chaina, Korea and Japan on performance improvement of concrete for long life span structure
    • Place of Presentation
      Harbin, China
    • Year and Date
      2015-07-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on High Strength and Durability of Mortar with Circulating Fluidized Bed Boiler Ash and Blast Furnace Slag2014

    • Author(s)
      Ryo Hasegawa, Kotaro Yamashita, Takahiro Sagawa, Wenyan Zhang, Yukio Hama, Mohamed Zakaria
    • Organizer
      8th International Symposium between Japan, Korea and China on performance Improvement of Concrete for Long Life Span Structure
    • Place of Presentation
      琉球大学(沖縄県西原町)
    • Year and Date
      2014-07-14 – 2014-07-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Durability of Concrete Incorporating Fly Ash and Blast Furnace Slag Cementitious Materials2014

    • Author(s)
      Mohamed Zakaria, Seung-Hyun Na, Yukio Hama
    • Organizer
      8th International Symposium between Japan, Korea and China on performance Improvement of Concrete for Long Life Span Structure
    • Place of Presentation
      琉球大学(沖縄県西原町)
    • Year and Date
      2014-07-14 – 2014-07-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Investigation on Strength Properties of Mortar with Circulating Fluidized Bed Boiler Ash and Blast Fumace Slag2014

    • Author(s)
      Ryo Hasegawa, Kotaro Yamashita, Takahiro Sagawa, Yukio Hama, Mohamed Zakaria
    • Organizer
      2014 Joint Seminar on Environmental Science and Disaster Mitigation Research
    • Place of Presentation
      Muroran Institute of Technology, Japan
    • Year and Date
      2014-03-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Effective approach for shear design of prestressed concrete beams2013

    • Author(s)
      Mohamed Zakaria, Yoshihiko Kishimoto, Yukio Hama
    • Organizer
      7th International Symposium between Korea, China and Japan Performance Improvement of Concrete for Long Life Span Structure
    • Place of Presentation
      Yanji University, China
    • Year and Date
      2013-08-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of Fly Ash on Self-healing Performance in Cracked Concrete2013

    • Author(s)
      Mohamed Zakaria, Na Seung Hyun, Yukio Hama
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Engineering and Applied Science
    • Place of Presentation
      Rihga Royal Hotel Osaka, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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