2020 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 | セメント系材料 / C-S-H / 水分移動 / 時間依存性 / 1H-NMR Relaxometry |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セメント系材料の乾燥プロセスに関連して、中性子による水分移動の検討、X線による水分移動の検討、および、1H-NMRによる水分移動の検討を行った。現在までにセメントを用いたペーストおよびモルタルにおける実験を行い、中性子とX線によるラジオグラフィ技術を用いて等価な結果が得られることを確認し、査読付き論文で公開した（名古屋大学と理研との協働）。また、若材齢の水分移動について、X線ラジオグラフィとともに相対湿度センサによる空間分布測定の予備実験において適切なデータが取得されたため、こちらについても査読付き論文として公開した（名古屋大学での成果）。また、カルシウムシリケート水和物の層状構造において脱水にともなって層間距離が変化するために、水分の移動が遅くなることの確認実験をエーライトペーストで行い、その結果をERICA-CASH国際会議において招待講演において議論した。相対湿度80%RH以上では、ゲル水からの脱水がおこないこと、それ以下の湿度ではゲル水からの脱水とともにゲル空隙が層間に変化すること、さらに低い温度になるほど層間距離が小さくなる傾向にあることを明らかにした。また、C-S-Hの空隙構造は１）1H-NMR RelaxometryにおいてもMovableな水で評価されない表面、2)1H-NMR RelaxometryにおいてMovableな層間水に帰属する表面、３）ゲル水に帰属する表面が微細構造中に存在することを明らかにし、Brunauerが提案したC-S-H構造が正しいことを実験的に示した。また、千葉大学では80℃温度で一面乾燥したセメントペースト中の物質移動について、1H-NMR Relaxometryによって移動と変質の同時測定に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度までに完了を予定していた１）1H-NMR Relaxometryによる水分移動の空間・時間領域の測定、２）1H-NMR Relaxometryによる乾燥によるC-S-Hの変化に関するチャンピオンデータの取得を実施した。当初NMRによって測定できるとの仮説ですすめていたC-S-Hの動的な挙動をデータ取得により明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、千葉大学、名古屋大学を中心として、水分移動の空間・時間領域の測定についてデータを拡充するとともに各機関で実施した測定に基づき、論文の形で示す。また、数値モデル化を行い、時間依存性水分移動モデルを提案する。
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