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Formation of a mass transfer field model that takes into account hardener changes over time and transition zones, and establishment of an evaluation method

Research Project

Project/Area Number 21K04216
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionShibaura Institute of Technology

Principal Investigator

Iyoda Takeshi  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20549349)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords高炉スラグ微粉末 / 物質移動抵抗性 / 空隙構造 / 空隙ネットワーク / 透気試験 / 水分浸透試験 / 物質移動 / 水和物による吸着・固定 / 遷移帯 / 炭酸化
Outline of Research at the Start

コンクリートをセメント硬化体と骨材,骨材とペースト間の遷移帯の3つに分類し,硬化体と遷移帯中に存在する空間が物質移動経路になることに着目し,様々な試験を駆使してモデル化を行う。これにより,炭酸ガスや塩化物イオン、水などの物質の移動を表現したい。また,化学反応を伴う物質は,セメント水和物に吸着・固定化されることを踏まえて,それらを考慮した促進試験を提案したい。これにより,これまでと異なる固定化メカニズムを持つ材料や新たな材料を利用促進できる場を作っていきたい。

Outline of Final Research Achievements

In order to systematically organise the mass transfer properties in hardened materials with large amounts of admixtures and their influence by the transition zone, various experiments were carried out. First, the mass transfer resistance of different admixtures and their replacement rates were measured. The results clearly showed that the total porosity is difficult to organise and that the pore structure network is reflected in the mass transfer resistance. It was assumed that the effect would be particularly pronounced in water infiltration. The same trend was also observed in various hardened materials with the same total porosity. In addition, even though a correlation with porosity was obtained in air permeation tests, there was also a tendency for the relationship to break down in water penetration. Furthermore, a number of results have been obtained in the verification of the transition zone.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

カーボンニュートラル社会を実現するために、多くんも混和材を利用する粉体設計がなされている。一方で構造物は強度・耐久性を得られたコンクリートでなければならない。その空隙組成の違いによる物質移動抵抗性を把握することは、今後の材料設計においても非常に重要な役割となる。加えて、遷移帯の形成メカニズムとその物質移動に対する影響を整理することは重要である。申請者らは、さらに再生骨材コンクリートにも目を向け、議論を重ねている。これらを考慮すると、得られた成果は社会的に非常に大きな影響を及ぼすと考える。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 各種水和物が形成する空隙特性の違いが物質移動特性へ与える影響2022

    • Author(s)
      白石 真由奈、伊代田 岳史
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44 Pages: 184-189

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水分浸透速度係数を利用した硬化体空隙組成の解明に向けた一考察2022

    • Author(s)
      八尋瑠奈,伊代田 岳史
    • Journal Title

      コンクリート中への水分浸透評価とその活用に関するシンポジウム講演概要集

      Volume: 1 Pages: 245-248

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 物質移動試験に基づくセメント硬化体の空隙ネットワークの理解2021

    • Author(s)
      澁谷亜香里 伊代田岳史
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43 Pages: 335340-335340

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] C-S-H系硬化促進剤の空隙改質メカニズムの検討2021

    • Author(s)
      白石真由奈 杉山知巳 伊代田岳史
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43 Pages: 149154-149154

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 養生温度の違いが各種セメントの水和反応および硬化体物性に与える影響2023

    • Author(s)
      八尋瑠奈,渡邊健太,伊代田岳史
    • Organizer
      第77回セメント技術大会講演要旨
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of various admixture materials on pore structure and mass transfer characteristics2023

    • Author(s)
      R. Yahiro, T, Iyoda
    • Organizer
      Eighth International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects on hydration reactions by different curing temperatures for various types of cement2023

    • Author(s)
      R. Yahiro, T. Iyoda
    • Organizer
      77th RILEM Annual Week and the 1st Interdisciplinary Symposium on Smart & Sustainable Infrastructures
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 配合条件の異なる原コンクリートを用いた再生粗骨材の炭酸化処理による空隙特性の変化2023

    • Author(s)
      田人瑞, 松田信広, 伊代田岳史
    • Organizer
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The character for hardened cement materials using GGBS (Ground Granulated Blast furnace Slag) ~Environmental and Durability2023

    • Author(s)
      Takeshi Iyoda
    • Organizer
      International Symposium on Life Cycle Maintenance of Concrete Infrastructure
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 各種水和物が形成する空隙特性の違いが物質移動特性へ与える影響2022

    • Author(s)
      白石真由奈,伊代田岳史
    • Organizer
      第76回セメント技術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] セメント硬化体の物質移動特性に与える混和材および混和材の影響2022

    • Author(s)
      八尋 瑠奈,白石 真由奈,伊代田 岳史
    • Organizer
      土木学会全国大会第77回年次学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Examination of pore characteristics and behavior of gas and water permeability in blast furnace slag concrete2021

    • Author(s)
      T.Iyoda
    • Organizer
      The 9th International Conference of Asia Concrete Federation
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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