アルカリアクティベイテッドセメント系新規汎用建設材料の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K06439
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 新 大軌 島根大学, 総合理工学研究科, 准教授 (70431393)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 建設材料 / 廃棄物有効利用 / 二酸化炭素排出削減 / 資源循環型社会 / 低炭素社会 / アルカリアクティベイテッドセメント / 耐久性 / 反応メカニズム

Outline of Annual Research Achievements

低炭素社会を実現するために、建設産業からの二酸化炭素排出量を削減することが急務であり、現在汎用的に使用されている普通ポルトランドセメントを全く使用せず、二酸化炭素排出量を大きく低減できるフライアッシュや高炉水砕スラグを利用したアルカリアクティベイテッドセメントが注目されている。
本研究では、アルカリアクティベイテッドセメントの反応メカニズムおよび反応生成物を解明する。さらに、反応生成物が硬化体の中性化抵抗性、凍結融解抵抗性、耐高温抵抗性など耐久性に及ぼす影響について検討を行う。以上の成果を統合して現在の普通セメントの代替材料として使用可能な汎用性を有するアルカリアクティベイテッドセメントの材料設計を進めることを目的とする。
2016年度は、アルカリアクティベイテッドセメントの反応メカニズムおよび反応生成物について詳細に検討を加えた。フライアッシュを主原料とした場合、X線回折では明確なピークは得られず、反応生成物は非晶質物質であった。一方、フライアッシュと高炉水砕スラグを併用したハイブリッド型では非晶質の反応生成物以外にカルシウムシリケート水和物の存在が確認された。このカルシウムシリケート水和物は反応初期から生成しているものと考えられ、フライアッシュに高炉水砕スラグを併用することで、アルカリアクティベイテッドセメントの初期強度を増進させることが可能であることが明らかとなった。また、フライアッシュを用いたアルカリアクティベイテッドセメントでは耐酸性が非常に優れることも明らかとなり、これは反応生成物が非晶質物質であり酸に溶解しにくいためであると考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究申請時に記載した今年度の研究計画内容については、検討を終了できたことから、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

2017年度以降は、反応生成物が硬化体の中性化抵抗性、凍結融解抵抗性、耐高温特性など耐久性に及ぼす影響について明確にするため、促進中性化試験による炭酸化メカニズムの解明、凍結融解抵抗性試験による耐久性評価について検討する。さらに、アルカリアクティベイテッドセメントの特徴である5)耐高温抵抗性について化学的観点から解明を進める。