• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Elucidation of Sulfate Degradation Mechanisms Suspected to be Involved in C-S-H and Organization of Risk Criteria

Research Project

Project/Area Number 19H02208
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Miyamoto Shintaro  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60709723)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 皆川 浩  東北大学, 工学研究科, 准教授 (10431537)
斎藤 豪  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90452010)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Keywords硫酸塩劣化 / Thaumasite / Ettringite / 熱力学的相平衡計算 / ettringite / 膨張劣化 / thaumasite / カルシウムシリケート水和物 / 多変量解析 / XRD/リートベルト法 / C-S-H / 化学分析 / エトリンガイト / AFm相 / DEF / ソーマサイト
Outline of Research at the Start

コンクリートの硫酸塩劣化の研究は,主に劣化原因であるettringiteの析出に関するAlの反応経路に関する研究が多い.一方,DEFと呼ばれる内在する硫酸塩の影響で生じる劣化が近年報告されているが,DEFにはセメントマトリックスの主鉱物相であるカルシウムシリケート水和物(C-S-H)が関与している可能性が指摘されている.さらに,TSAと呼ばれる硫酸塩劣化も,劣化の原因となるthaumasiteはSiを組成しているためC-S-Hが関与している可能性は高い.本研究では,C-S-Hがこれらの劣化にどのように関与しているのかを明確にし,当該劣化に対するリスククライテリアを整理することを目的とする.

Outline of Final Research Achievements

Although thaumasite is not easily precipitated in concrete, once precipitated, it reduces the durability of the structure by weakening the cement structure.However, the mechanism of thaumasite precipitation is still unclear, and no technology has yet been established to control it.
In this study, we aimed to elucidate the mechanism of thaumasite precipitation. The results suggest that the precipitation of thaumasite may be affected by the decrease in pH of the pore solution in concrete due to the penetration of magnesium into the system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではthaumasiteの析出メカニズムを検討し,系内へのマグネシウムの浸透が特にthaumasiteの析出に影響を及ぼしていることを,実験および数値計算の両方面から明らかにすることができた.実験と数値計算の両方面からのメカニズムの解明は信頼性が高く,マグネシウムがthaumasiteの析出に影響を及ぼしていることは強く支持して良いと考えられる.
さらには,この結果に基づけば,thaumasiteの析出が起こり易い環境も事前に特定し易くなるため,構造物の維持管理にも役立たせることができると考えている.

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2021 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] 低温条件およびcalciteの有無によるセメントペーストの海水浸漬時の固液相組成変化に関する基礎的研究2023

    • Author(s)
      木下弘晶,宮本慎太郎,渡辺智也,五十嵐豪
    • Journal Title

      コンクリート工学会年次論文集

      Volume: 45 Pages: 622-627

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 数値計算的アプローチに基づく硫化鉄含有骨材の潜在的リスク評価法の問題点の整理2023

    • Author(s)
      宮本慎太郎,川端雄一郎
    • Journal Title

      「微視的機構から内部膨張反応のリスクを考える」に関するシンポジウム論文集

      Volume: 1 Pages: 63-66

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Influence of environmental temperature on equilibrium phase of minerals in cement matrix forming hardened cement2019

    • Author(s)
      Shinichi Takechi, Shintaro Miyamoto, Hiroshi Minagawa, Makoto Hisada, Hiroaki Mawatari
    • Journal Title

      Proceedings of 4th International Symposium on Concrete and Structures for Next Generation CSN2019

      Volume: 1 Pages: 137-146

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Effect og Mg on Thaumasite Formation2019

    • Author(s)
      Natsumi Saito, Shintaro Miyamoto, Hiroshi Minagawa, Makoto Hisada
    • Journal Title

      Proceedings of 4th International Symposium on Concrete and Structures for Next Generation CSN2019

      Volume: 1 Pages: 100-107

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 熱力学的相平衡計算に基づく系内に存在する炭酸カルシウムがettringiteの安定性に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      浅本晋吾,宮本慎太郎
    • Journal Title

      「DEFのリスクを考える」に関するシンポジウム論文集

      Volume: 1 Pages: 217-220

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 熱力学的相平衡計算に基づくSO3/Al2O3モル比とpH,環境温度がettringiteの安定性に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      馬渡大壮,宮本慎太郎,五十嵐豪,皆川浩,久田真
    • Journal Title

      「DEFのリスクを考える」に関するシンポジウム論文集

      Volume: 1 Pages: 221-224

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thaumasite formation in cement paste in a system containing Mg2019

    • Author(s)
      Natsumi Saito, Shintaro Miyamoto, Hiroshi Minagawa, Makoto Hisada
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Building Materials

      Volume: 1 Pages: 19-26

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A Study on the Expansion Mechanism of Mortar with Aggregates Containing Iron Sulfide2024

    • Author(s)
      Shintaro Miyamoto, Yoko Ando, Natsuki Yoshida, Yuichiro Kawabata, Tomonori Seki, Yoshifumi Ohgi
    • Organizer
      1st International Conference on Iron-Sulfide Reactions in Concrete
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クリンカー細骨材の使用が硬化モルタルのEttringite遅延生成に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      山崎萌々子,川守田祥吾,宮本慎太郎,皆川 浩,久田 真,林 建佑
    • Organizer
      令和4年度 土木学会東北支部技術研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 種々の水和物の近傍における ettringiteの生成し易さの違いに関する検討2021

    • Author(s)
      高橋 佑香,宮本 慎太郎,皆川 浩,久田 真
    • Organizer
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 海水に溶存するイオン種がセメント硬化体の劣化に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      渡辺智也,宮本慎太郎,皆川浩,久田真,川端雄一郎
    • Organizer
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi