2018 Fiscal Year Annual Research Report
Moisture transport mechanism in cement-based materials under the first desorption process
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18H03804
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
丸山 一平 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (40363030)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大竹 淑恵 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (50216777)
大窪 貴洋 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50534541)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コンクリート / 乾燥 / C-S-H / 時間依存性 / 水分移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
名古屋大学では市販の時間領域核磁気共鳴装置を用いた検討によるセメント硬化体中の乾燥時の水の帰属について検討を行った。Muller et al (CCR, 2014)に報告されているセメント硬化体中における4つの異なるT2緩和時間の存在について、まったく異なるLaplace 逆変換アルゴリズムで再現することを確認した。現在では、その４つの緩和挙動が珪酸カルシウム水和物中のInterlayer spaces、Gel pores、および凝集構造間の空隙であるIntra-hydrate poreとさらに大きなCapillary poresに相当するものと考えられてる。これらが乾燥時にどのように変化するかについて測定する手法として、微小なペーストブロックを用意し、飽和塩溶液を用いて微小ガラス瓶中で調湿を行い、定期的に質量変化と1H-NMR Relaxometryを測定する実験方法を開発した。当該年度ではこれらの測定を行った。その結果、乾燥中にはGel poresの量が減少し、Interlayer spacesの量が増加する現象を発見した。この現象は、特に相対湿度80%RHまでの領域で起こり、それ以下の領域ではセメントペースト中の空隙に保持される水はほぼ全量Interlayer spacesに存在することを明らかにした。この実験は、乾燥条件下においてセメントペースト中の空隙構造は動的に変化すること、その影響で乾燥中に多くのGel poresがInterlayer spaceに変化することで水の粘性が高まり水分蒸発速度が低下することになり、その結果、他の多孔材料よりも蒸発速度が遅くなることを説明できる。以上のことを総括し、論文に投稿を行った。千葉大学では、セメント深さ方向のNMR信号をモニタするために、開放型の永久磁石を設置し、NMRプローブおよび送受信系の設計および組み立てを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
NMR、中性子、X線による同時水分移動測定に関する準備は、関連する博士学生の来日が遅れたため遅延してプロジェクトの進行がおくれた。しかしながら、初年度において、当初想定していたC-S-Hの乾燥時の挙動について１H-NMR Relaxometryの測定によってプロジェクトの妥当性を決定づける実験結果が得られ、論文が投稿し、翌年度に公開された。
千葉大学のNMRの構築についても適切に進捗が進んでおり、理研のRANSについては適宜、装置の改良が行われているため、長期の測定方法の諸条件を検討している状況にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度においては、千葉大学はNMRの装置でNMRパルス波を制御し、セメントペーストでの測定が可能なアプリケーションの構築を行う。名古屋大学では、相対湿度系とX線ラジオグラフィによる水分移動測定を行い、質量変化と相対湿度の変化をIn-situで測定する手法の開発を行う。さらに、RANSおよびXラジオグラフィ測定の比較実験を行い、両者の測定が定量的に問題ないことを確認し、2020年度以降に3者による同時測定の準備を行う。
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Research Products
(10 results)
