| Project/Area Number |
23K13436
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 23010:Building structures and materials-related
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
金 志訓 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60827632)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 乾湿繰り返し / 水分挙動 / 混合セメント / コンクリート耐久性 / セメント微細構造 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、コンクリート建築物の長寿命化を目的として、コンクリート表面の耐久性低下に影響を及ぼす可能性がある要素に対する評価とそのメカニズムを解明する。具体的には、環境配慮型建築材料として使われる混合セメントおよび普通セメントを使わないアルカリ活性セメントを対象として、コンクリート構造物が受けられる実環境を想定した乾燥および再湿潤環境下での微細的な水分の移動と微細構造変化の関係性のメカニズムを解明し、コンクリートの耐久性に及ぼす影響を評価する。コンクリート構造物の長寿命化に対するデータベース構築に取り組むことから、持続可能な社会の構築とカーボンニュートラルの実現に貢献することをゴールとする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
BFS, FAを用いた混合セメントおよびアルカリ活性セメントはNaOH、Na2O-SiO2を刺激剤で活用し、生成されたC-S-HおよびC-A-S-H, N-A-S-Hの評価を行う。C-S-Hの化学的な組成および微細構造の評価のために、固体 NMR(29Si, 27Al)および1H NMR、MIP、XRD、TG/DTAを用いた微視的な観点からの評価を行った。今年度研究の結果，反応生成物の組成構造が異なるセメント系材料は乾燥・乾湿繰り返しから受ける影響にも大きな違いがあることが確認された。高炉スラグ系混合セメントおよび高炉スラグ系アルカリ刺激セメントではC-S-Hのほかに、含有されるAl成分の増加によるカルシウムシリケート水和物(C-S-H)内部のAlが置換結合された構造であるC-A-S-Hが生成される。C-A-S-Hに結合するAlおよびナノサイズのマトリックスでのinterlayer内部に存在するAlの増加は乾燥による層間の緻密化を低減することが確認されており、細孔の粗大化につながる構造変化も低減する効果があった。しかし、このような傾向性は主に高炉スラグを添加した混合セメントおよびジオポリマーで確認された傾向であった。カルシウムの少ないフライアッシュ系混合セメント(主な生成物がN-A-S-H)確認されておらず、CaO成分が豊富な環境配慮型セメントの特徴なと考えられ、現場活用および追加研究に貢献できる重要なデータが得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1年次に計画した混合セメントの組成評価とともに、乾燥/再湿潤によるC-S-H/C-A-S-Hでの水分移動と微細構造変化メカニズム解明まで研究が進んでおり、当初の計画より進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
まだ研究されてない調合の微細構造分析を続きながら、今年度に解明されたメカニズムに基づいて、乾燥と再湿潤環境をうけたコンクリートの耐 久性を評価するため、耐凍害性、中性化対抗性、収縮膨張抵抗性等を検討する。
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