| Project/Area Number |
24K07622
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
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| Research Institution | Maebashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐川 孝広 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (90621045)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 高炉スラグ微粉末 / 高炉セメント / 水和反応 / 温度依存性 / 高炉スラグ |
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| Outline of Research at the Start |
高炉セメントを用いたコンクリートは，ポルトランドセメント量を大幅に削減できることから，近年ではカーボンニュートラル(CN)を指向したコンクリートのベース材料として特に注目度を高めている。本研究では，高炉スラグ微粉末(以下，高炉スラグ)の潜在水硬性が養生温度によって大きく異なること(温度依存性)に着目し，粉末X線回折(XRD)/リートベルト法による精緻な水和反応解析と等温熱量計による水和発熱速度の測定を組み合わせ，高炉スラグの潜在水硬性の温度依存性に及ぼす高炉スラグの化学組成や置換率，無水石こう量や石灰石微粉末混和量の影響を明らかにし，高炉セメントの利用促進に資する知見を得ることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高炉セメントを用いたコンクリートは，ポルトランドセメント量を大幅に削減できることから，近年ではカーボンニュートラルを指向したコンクリートのベース材料として特に注目度を高めている。本研究では，高炉スラグ微粉末(以下，高炉スラグ)の潜在水硬性が養生温度によって大きく異なること(温度依存性)に着目し，精緻な水和反応解析により高炉スラグの潜在水硬性の温度依存性に及ぼす高炉スラグの化学組成や置換率，無水石こう量や石灰石微粉末混和量の影響を明らかにすることを目的とする。2024年度の研究成果の概要を以下に示す。
JISの塩基度が1.73-2.03の高炉スラグ6種類を用い，高炉スラグ-水酸化カルシウム-無水石こうを結合材として養生温度10, 20および30 ℃にて水和発熱速度の測定を行った。各養生温度での高炉スラグの発熱特性は塩基度との相関が高かった。高炉スラグの化学組成に依存してアルミネート系水和物とC-S-H生成量比が変化し，そのことが発熱特性へ影響を及ぼすことが推測された。アレニウスプロットにより導出した見かけの活性化エネルギーと塩基度に相関が認められ，塩基度により高炉スラグの初期の水和活性についての温度依存性を評価できると考えられた。
さらに，上記と同一の高炉スラグ6種類を用いて無水石こう量の異なる高炉セメントB種を作製し，水和発熱速度に及ぼす無水石こう量の影響について検討した。その結果，高炉スラグ中の無水石こう量が増加すると，初期の発熱量は増大し長期では低下する傾向にあるが，その程度は高炉スラグ中のAl2O3含有量の影響が大きいことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2024年度は，・JIS塩基度，・無水石こう量，・養生温度をパラメタとして水和発熱速度の測定を行い，高炉スラグの水和反応の養生温度依存性に及ぼすスラグ化学組成の影響や無水石こうの影響について検討を行い，見かけの活性化エネルギーを導出することで温度依存性の評価を試みた。粉末X線回折(XRD)による水和反応解析は2025年度に実施予定であり，研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は，石灰石微粉末の影響について，水和発熱速度の測定により検討するとともに，XRDによる水和反応解析を実施し，発熱量と水和生成物の種類や生成量との関係を明らかとする。また，高炉スラグの化学組成の影響のみならず，フーリエ赤外分光分析(FT-IR)により，高炉スラグのガラス組成と水和反応性との関係についても検討を行う。
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