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Systematization of hydration and resultant physical properties of hardened cement paste from a thermodynamic approach

Research Project

Project/Area Number 21686052
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Building structures/materials
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

MARUYAMA Ippei  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (40363030)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥27,040,000 (Direct Cost: ¥20,800,000、Indirect Cost: ¥6,240,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2010: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2009: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
Keywordsコンクリート工学 / セメント化学 / セメント硬化体 / 吸着等温線 / 体積変化 / 水分移動 / 相組成 / ヤング率・体積弾性率 / クリープ / 水和反応 / ヤング率・ポアソン比 / セメント / 分離圧 / 線膨張係数 / 高炉スラグ微粉末
Research Abstract

In this research, cement hydration system, hardening process of hardened cement, and volume change phenomenon such as Young's modulus, Poisson' =s ratio, drying shrinkage thermal expansion coefficient, creep, are evaluated from a thermodynamic approach. For this purpose, degree of hydration of each minerals in cement, phase composition of cement paste with different cement, w/c ratio, and curing condition are collected experimentally and at the same time, compressive strength, Young's modulus, Poisson's ratio, vapor sorption isotherm, thermal expansion coefficient, autogenous shrinkage, drying shrinkage, tensile creep, and heat conduction are measured. As the rate problem, rate of hydration model for Portland cement is proposed based on the above mentioned experimental data, and phase composition model is also proposed. In addition, physical properties of hardened cement paste is evaluated from phase composition of hardened cement paste, life span simulation system based on cement hydration is developed. In future study, interaction between aggregate and cement paste is discussed and modeled for concrete engineering problem.

Report

(4 results)
  • 2011 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (78 results)

All 2012 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (40 results) (of which Peer Reviewed: 40 results) Presentation (32 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 2 results)

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    • Author(s)
      五十嵐豪,丸山一平
    • Organizer
      第65回セメント技術大会講演要旨
    • Year and Date
      2011-05-19
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] セメントペーストの引張クリープについて2011

    • Author(s)
      丸山一平,堀口直也
    • Organizer
      第65回セメント技術大会講演要旨
    • Place of Presentation
      東京メトロポリタンホテル
    • Year and Date
      2011-05-19
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] セメントペーストの引張クリープについて2011

    • Author(s)
      丸山一平, 堀口直也
    • Organizer
      第65回セメント技術大会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-19
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 乾燥収縮の乾燥開始材齢が収縮量へ及ぼす影響に関する考察2011

    • Author(s)
      丸山一平, 檀康弘, 伊代田岳志, 佐藤幸惠
    • Organizer
      第65回セメント技術大会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-19
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 収縮低減剤が高炉セメントペーストの若材齢線膨張係数に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      石関浩輔, 丸山一平, 寺本篤史
    • Organizer
      第65回セメント技術大会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-19
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 各種ポルトランドセメント硬化体の比表面積と水和反応の関係2011

    • Author(s)
      五十嵐豪, 丸山一平
    • Organizer
      第65回セメント技術大会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-19
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] セメントペーストの曲げ強度の相対湿度依存性に関する基礎的検討2011

    • Author(s)
      藤森繁,丸山一平
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • Place of Presentation
      関東
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] 熱力学平衡モデルによるC-S-Hの吸着性状に及ぼす温度の影響に関する考察2011

    • Author(s)
      五十嵐豪,丸山一平
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • Place of Presentation
      関東
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] 軽量骨材とアルカリ水溶液によるコンクリートの体積変化速度抑制に関する検討2010

    • Author(s)
      丸山一平, 早野博幸, 寺本篤史, 五十嵐豪
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2010-09-08
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of autogenous shrinkage of UHSC on bending behaviour of RC column2010

    • Author(s)
      I.Maruyama, M.Teshigawara
    • Organizer
      Concrete under severe conditions environment and loading
    • Place of Presentation
      Merida, Mexico
    • Year and Date
      2010-06-08
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる乾燥条件におけるC-S-Hの赤外吸収スペクトル2010

    • Author(s)
      丸山一平, 五十嵐豪, 谷口貴士
    • Organizer
      第64回セメント技術大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-05-26
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 高炉スラグ微粉末を用いたセメント硬化体の分離圧曲線2010

    • Author(s)
      丸山一平, 岸直哉, 五十嵐豪
    • Organizer
      混和材料を使用したコンクリートの物性変化と性能評価研究小委員会(333委員会)No.2:シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-05-24
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 若材齢セメント硬化体中の水和反応と力学的物性の関係に関する検討2010

    • Author(s)
      五十嵐豪,丸山一平
    • Organizer
      日本材料学会東海支部第4回学術講演会講演論文集
    • Year and Date
      2010-03-05
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] セメント硬化体のヤング率およびポアソン比の含水率依存性2010

    • Author(s)
      堀口直也,五十嵐豪,丸山一平
    • Organizer
      日本材料学会東海支部第4回学術講演会講演論文集
    • Year and Date
      2010-03-05
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] 異なる含水状態を有するセメント硬化体の爆裂挙動2010

    • Author(s)
      猪飼陽子
    • Organizer
      日本材料学会東海支部
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2010-03-05
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 若材齢セメント硬化体中の水和反応と力学的物性の関係に関する検討2010

    • Author(s)
      五十嵐豪
    • Organizer
      日本材料学会東海支部
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2010-03-05
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 高炉スラグを用いたセメント硬化体の分離圧曲線2010

    • Author(s)
      丸山一平,岸直哉
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      日本建築学会東海支部研究報告集
    • Year and Date
      2010-02-20
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  • [Presentation] 高炉スラグを用いたセメント硬化体の分離圧曲線2010

    • Author(s)
      丸山一平
    • Organizer
      日本建築学会東海支部
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2010-02-20
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] セメント硬化体における体積弾性率の平衡相対湿度依存性2010

    • Author(s)
      五十嵐豪,堀口直也,丸山一平
    • Organizer
      第64回セメント技術大会講演要旨
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      2011 Final Research Report
  • [Presentation] 異なる乾燥条件におけるC-S-Hの赤外吸収スペクトル2010

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      丸山一平,五十嵐豪,谷口貴士
    • Organizer
      第64回セメント技術大会講演要旨
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  • [Presentation] 異なる含水状態を有するセメント硬化体の爆裂挙動2010

    • Author(s)
      高松伸之,丸山一平
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
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      北陸
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  • [Presentation] 線膨張係数の測定方法に関する検討2009

    • Author(s)
      寺本篤史,丸山一平
    • Organizer
      日本建築学会学術講演梗概集
    • Place of Presentation
      東北
    • Year and Date
      2009-08-26
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    • Author(s)
      五十嵐豪,丸山一平,松下哲朗,野口貴文
    • Organizer
      日本建築学会学術講演梗概集
    • Place of Presentation
      東北
    • Year and Date
      2009-08-26
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  • [Presentation] The effect of elevated temperature history on properties and hydration of hardened cement paste2009

    • Author(s)
      G.Igarashi
    • Organizer
      International Conference on Construction Materials
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      Nagoya
    • Year and Date
      2009-08-24
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    • Author(s)
      丸山一平
    • Organizer
      コンクリート工学年次大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2009-07-08
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  • [Remarks] ホームページ

    • URL

      http://www.degas.nuac.nagoya-u.ac.jp/

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  • [Remarks] ・Best paper in the category of Scientific Value at Sixth International Conference Concrete under Severe Conditions (2010.6.9) 「Quantification of water penetration into concrete through cracks to rebars by neutron radiography」M.Kanematsu (First Author), N.Tsuchiya, T.Noguchi, I.Maruyama

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  • [Remarks] ・平成22年度 第38回セメント協会論文賞(2010.5.26)「若材齢におけるセメント硬化体の体積変化に関する研究」博士課程後期2年・寺本篤史との共同

    • URL

      http://www.degas.nuac.nagoya-u.ac.jp/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 多孔材料体積変化特性評価装置、多孔材料体積変化特性評価方法2010

    • Inventor(s)
      丸山一平
    • Industrial Property Rights Holder
      丸山一平,名古屋大学
    • Filing Date
      2010-11-25
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] セメント硬化体の体積含水率測定方法2010

    • Inventor(s)
      丸山一平,川瀬晃道,太平洋セメント,名古屋大学
    • Industrial Property Rights Holder
      丸山一平,川瀬晃道,太平洋セメント
    • Filing Date
      2010-05-31
    • Related Report
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    • Overseas

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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