非反応性副産粉体のコンクリートへの大量利用を推進する粉体設計支援

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K18927
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小山 智幸 九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (50215430)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 陶山 裕樹 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (20507876)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2019-03-31
• Keywords: 非反応性副産粉体 / コンクリート / 副産物有効利用 / 粉体設計

Outline of Annual Research Achievements

本申請課題では，フライアッシュ，砕石粉，各種非反応性スラグ，焼却灰など，発生量が増大している種々の副産粉体を，コンクリートの性能を向上させながら大量に有効利用する方法を確立することを目的とする。申請者らは，水と練り混ぜても硬化しない副産粉体を用いた場合でも，調合方法によってはコンクリートの圧縮強度や耐久性を向上できることを見いだしており，本応募研究課題ではこれを更に発展させ，性能向上のメカニズムをより詳細に分析することにより，最適な粒度構成や調合，混合方法を明らかにし，副産物をコンクリートに「有効」に大量利用する技術を確立することを目標とする。
平成29年度は，非反応性副産粉体の一つであるフライアッシュを例として検討を行った。原粉を6段階のサイズに分級し，実験を行った。申請者らのこれまでの検討や文献調査を総合し，最適な粒度分布に関して，コンクリートの流動性を最適化するための粒度分布と，強度を得るのに最適な粒度分布は異なることが確認された。また，強度に関する最適粒度分布に関して，粒子どうしが適度に分散して空げき率の小さい，いわゆる最密充填状態となる分布が最適となる結果と，逆に凝集して粗密の生じた状態で強度が高くなる場合と，一見相反する結果が得られた。これに関して，平成30年度にさらに検討を行う。また，コンクリートの強度が高い場合には中性化や硫酸塩などの化学劣化に対する耐久性も高くなることを確認した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成29年度は，非反応性副産粉体の一つであるフライアッシュを例として検討を行った。原粉を6段階のサイズに分級し，実験を行った。これまでの実験や文献調査，および今回の検討を総合し，最適な粒度分布に関して，コンクリートの流動性を最適化するための粒度分布と，強度を得るのに最適な粒度分布は異なることが確認された。また，強度に関する最適粒度分布に関して，粒子どうしが適度に分散して空げき率の小さい，いわゆる最密充填状態となる分布が最適となる結果と，逆に凝集して粗密の生じた状態で強度が高くなる場合と，一見相反する結果が得られた。これに関して，平成30年度にさらに検討を行う。以上のように，粉体の構成の影響に関してほぼ予定の検討を行っている。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は，前年度の結果を検証し，また，粉体の種類を増やして実験と解析の両面から最適な粉体の状態について検討を行う。なお平成29年度の検討で，強度が最適となる場合には中性化や硫酸塩などの化学劣化に対する耐久性も高くなることを確認しているのでこれについてもさらに検討を行う。

Causes of Carryover

当初機器を購入して粉体の分級を行う予定であったが，分級を外注により行ったので差額が生じた。翌年度分と併せて粉体分級を平成30年度に再度外注するために使用する。