2016 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04444
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
濱 幸雄 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (70238054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崔 亨吉 室蘭工業大学, 工学研究科, 助教 (20726806)
谷口 円 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 建築研究本部北方建築総合研究所, 主査 (20462351)
佐川 孝広 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (90621045)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 建築構造・材料 / 土木材料 / 二酸化炭素排出削減 / 寒中コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，混合セメントを用いて無採暖で施工する寒中コンクリート技術を「低炭素型寒中コンクリート技術」と定義して，－5℃程度までの低温環境での水和反応と強度増進が可能な汎用型混合セメントの材料設計と初期材齢時の凍結による被害の程度を定量的に評価できる品質管理手法を提案し，冬期の実環境での施工実験を通して低炭素型寒中コンクリート技術による初期凍害防止と品質向上の効果を実証することを目的としている。
今年度は，高炉セメントの初期強度増進性状の改善と汎用化を目指したセメント組成，混和材料が強度増進性状に及ぼす影響の把握と初期材齢の凍結による被害レベルの定量的管理手法の開発のために初期材齢の凍結による透気性状，強度，耐久性の変化に関する検討を行い，以下の知見を得た。
高炉セメントモルタルの強度発現と水和反応に及ぼす少量混合成分の影響について，ポルトランドセメントの混合材量を一定としてBFSおよびLSP量を変化させた際の圧縮強度は，BFSやLSPを単独で使用するよりも両者を併用した方が高強度を示し，普通ポルトランドセメントをベースセメントとした場合には，BFS混合率が10～25 %の範囲で混合率が高いほど圧縮強度は低下する傾向にあった。また，CSの混和により材齢1日での圧縮強度は増大しOPC以上の強度を示し，その理由をCSの混和により材齢1日でのC3Sおよびスラグの水和反応の促進，エトリンガイト生成量の増大によることを明らかにした。
初期材齢の凍結による透気性状，強度，耐久性の変化に関しては，圧縮強度比，トレント透気係数，反発度比が初期材齢の凍結による被害程度を定量的に評価可能な指標であることを確認するとともに，初期凍害レベルの各指標とスケーリング量および中性化速度係数は直線関係にあることから初期凍害の劣化指標から硬化後の耐久性が評価できる可能性があることが示唆された。
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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
当初計画していたとおり，ベースセメントと混和材，少量混合成分（石灰石微粉末および無水石こう）の混合比率，混和剤を変化させた場合の水和発熱特性，X線リートベルト法による反応解析，初期材齢から長期材齢までにわたる強度増進試験が順調に進行している。また，初期材齢の凍結による被害レベルの評価指標と硬化体の物性の関係が明らかになり，「初期凍害」という被害の再定義と実務的な管理方法を材料科学的に改めて見直し，高度化する基盤が確立されつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，汎用型早強混合セメントの最適条件の検討し，そのセメントを用いたコンクリートの各種性状試験を実施する。また，各種セメントを用いて凍結開始材齢，凍結温度，凍結時間，凍結深さを変えて初期凍害を与えたコンクリートについて，透気性状からダメージレベルを評価した上で，それとコンクリートの各種物性試験結果の関係を整理し，「初期凍害」の再定義を行う。
さらに，平成29～30年度の冬期間に，気象条件の異なる室蘭と旭川において，実構造物を想定したスラブおよび壁の模型試験体を用いた屋外実環境試験を行い，本研究で提案する汎用型早強混合セメントを用いた無採暖施工とトレント法による品質管理手法を組み合わせた「低炭素型寒中コンクリート技術」と従来型の施工法とを比較し，「低炭素型寒中コンクリート技術」による初期凍害防止と品質向上の効果を実証する．
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