2018 Fiscal Year Annual Research Report
Modification of calcium silicate hydrates by inorganic / organic nano size materials
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17J11519
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
栗原 諒 名古屋大学, 環境学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | セメントペースト / カルシウムシリケート水和物 / 空隙構造 / 乾燥収縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリートはセメントペーストと骨材の複合材料であり，セメントペーストの乾燥収縮は，コンクリートの乾燥収縮の駆動力となる。本研究は，コロイド的性質と多孔体的性質を有するセメントペーストの乾燥時の変質を，ナノサイズ物質の混和によって制御する手法の開発を目的とし，最終的にナノサイズ物質の添加によってコンクリート構造物の体積変化によるひび割れを抑制し，耐久性の大幅な向上を可能にすることを目指している。
処女乾燥時における異なる鉱物組成・粒子径による収縮挙動の把握：セメントペーストの骨格構造を担うC-S-Hは、エーライト・ビーライトの2種のクリンカー鉱物の水和反応から析出するが、両者の水和反応速度は異なる。水和反応の遅いビーライトを多く含む低熱ポルトランドセメントおよびセメント粒度の異なる普通ポルトランドセメントを用いた試験体を作製し，処女乾燥時の乾燥収縮ひずみ測定を行った。C-S-Hの内、もとのセメント粒子の外側に析出する低密度なC-S-Hは、乾燥時の構造変化が大きいとされセメントペーストの乾燥収縮挙動へ与える影響が大きいと考えられる。したがって、試験体作製後の特定の材齢で粉末X線回折・リートベルト解析による反応率および相組成の評価、水蒸気・窒素を用いた吸着試験による空隙構造の同定、比表面積の測定、1H-NMRを用いたC-S-H中の空隙構造の評価等の分析を行い、併せて実施している乾燥収縮試験と共にセメント種類やセメント粒径の違いによる低密度なC-S-Hの析出性状および収縮ひずみとの関係評価を行っている。平成30年度は，処女乾燥を終え平衡状態となった試験体について，以前より高い湿度環境に移し再吸湿試験を進めている。
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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
平成29年，30年度では，異なる粒子径のセメントまたは異なる組成のセメントを用いた試験体について，水和過程での分析および処女乾燥時の乾燥収縮試験などを実施し，また平成30年度内で，処女乾燥が平衡に達した試験体から再吸湿状態での実験を開始している。
平成31年度では，再吸湿過程での分析を進め，処女乾燥時・再吸湿時のセメントペーストおよびカルシウムシリケート水和物の変質について総合的な評価を行っていく計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に行った分析から，普通セメントにおいて処女乾燥時のセメントペーストの乾燥収縮ひずみと使用セメントの粒子径および乾燥開始時の低密度なC-S-Hの割合は密接な関係を持っていることが確認された。平成31年度は，再吸湿過程でのセメントペーストについて分析を行っていき，過年度の結果を踏まえて処女乾燥時・再吸湿時のセメントペーストの収縮挙動について実験的分析から総合的に評価を行う計画である。
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