2017 Fiscal Year Research-status Report
廃棄物と副産物を効果的に有効活用した安定的なコンクリート用再生混和材の開発研究
| Project/Area Number |
15K06317
|
|---|
| Research Institution | Gifu National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
犬飼 利嗣 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30548326)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 混和材 / 有効活用 / ジオポリマー / スラッジ / フライアッシュ / 微粉砕 / メタけい酸ナトリウム / 無水クエン酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，コンクリートスラッジを実用的に有効利用する試みの一つとして，乾燥スラッジ粉(以下，DSP)と微粉砕したフライアッシュJISⅡ種(以下，FA7)を原材料とし，アルカリ刺激剤を添加剤とした再生混和材について検討している。
研究の3年目である平成29年度は，まず平成28年度に立てた仮説の再現性を検証するために，数品種のフライアッシュ(以下，FA)を活性フィラーとして用い，ジオポリマー(以下，GP)モルタルの圧縮強さとフロー値の経時変化について実験的に検討した。その結果，比表面積が同程度であれば，FAの微粉砕の有無に関わらず圧縮強さは同様の傾向にあること，圧縮強さに及ぼすFAの発生箇所の違いによる影響は，FAの微粉砕の有無によって異なる傾向を示すことなどが明らかとなった。より詳細な検討は必要ではあるが，仮説の立証に向けた貴重な実験結果を得た。また，比表面積が7000cm2/g程度のFAと3.0mol/Lのメタけい酸ナトリウム(以下，NS)水溶液を用い，無水クエン酸(以下，ST)を適量添加することで，常温養生で40N/mm2を超える圧縮強さのGPモルタルが得られることを再確認した。つぎに，NSの添加方法について検討した。NSは，水溶液にすると密封状態であっても比較的短時間で固化することがあり，その取り扱いに方法については検討する必要があった。そこで，粉体添加法(以下，PM法)と水溶液添加法(以下，AW法)によるNSの添加方法が，GPモルタルの圧縮強さ特性とフロー値の経時変化に及ぼす影響について実験的に検討した。その結果，NS水溶液の濃度にして3.0mol/Lまでの範囲であれば，添加方法に関わらず，濃度が高くなるほど，FAの比表面積が大きくなるほど圧縮強さは増大し，約40N/mm2のGPモルタルが得られることが分かった。また，PM法によるフロー値の経時変化は，AW法と同様の傾向を示すことを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，研究期間は5年間を予定しており，研究の初年度から3年目である平成29年度までの目的は，DSPとその他の添加剤(材)の組合せによる，良好かつ安定的なFAの活性度の改善手法について検討することにある。DSPの混入率やSTの添加率，およびNS添加方法や練混ぜ方法に関する検討は課題として残されてはいるが，モルタル供試体で普通ポルトランドセメントを全く使用せず常温で約40N/mm2を得る圧縮強さと，一般に使用されているコンクリートと同様の流動特性や凝結特性が得られることを実現しており，DSPやFAをコンクリート用混和材として大量に有効活用できることを示唆している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究の3年目である平成29年度は，平成28年度に立てた仮説の再現性を検証するために，数品種のFAを活性フィラーとして用い，GPモルタルの圧縮強さとフロー値の経時変化について実験的に検討した。また，PM法とAW法によるNSの添加方法が，圧縮強さ特性とフロー値の経時変化に及ぼす影響について実験的に検討した。しかし，DSPの混入率やSTの添加率，およびNS添加方法や練混ぜ方法に関する検討を課題として残しており，これを整理することが研究の4年目である平成30年度の主な目的である。また，本研究の最終目的は，廃棄物と副産物を効果的に有効活用した安定的なコンクリート用再生混和材の開発と実用化にある。したがって，DSP，FA，およびSTとNSの効果的かつ安定的な適用方法について詳細に検討する。また，開発した再生混和材を用いてコンクリート硬化体を製作し，再生混和材を使用したコンクリートの施工性や耐久性(中性化，塩害，凍害)の検証を実施する。さらには再生混和材の実用化に向け，バリエーションだけではなくコストも踏まえた適用方法の提案と総合的な評価も検討する。
|
| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由
当初，購入を予定していた耐久性に関連する試験機を，実際に使用する次年度に購入することとしたため。
次年度使用額の使用計画
本年度および次年度(研究最終年度)は，試作した再生混和材を用い，コンクリートのフレッシュ性状および硬化後の物性について検証することを計画しており，耐久性に関連する試験機を購入し使用する。
|
