2018 Fiscal Year Research-status Report
高炉スラグ微粉末の化学組成が高炉セメント硬化体の体積変化に及ぼす影響の体系的評価
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18K04308
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| Research Institution | Maebashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐川 孝広 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (90621045)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高炉スラグ微粉末 / 高炉セメント / 自己収縮 / 水和反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高炉セメントを用いたコンクリートは，著しいひび割れが見られる場合とそうでない場合があり，高炉セメントの銘柄により収縮特性が大きく異なることが指摘されているが，その原因は十分に明らかでない。本研究では，(1)高炉スラグ微粉末(以下，スラグ)の化学組成とスラグの水和活性との関係に着目し，粉末X線回折(XRD)/リートベルト法を用いた精緻な水和反応解析手法により高炉セメントの体積変化(乾燥・自己収縮)に及ぼすセメントやスラグの物理・化学的性質を明らかにした上で，(2)体積変化の少ない高炉セメントの組成を提案することを目的とする。2018年度の研究成果の概要を以下に示す。
高炉スラグ微粉末(BFS)の水和活性及び硬化体の自己収縮量に及ぼすスラグ化学組成の影響について検討した。JIS塩基度が1.73～2.03のBFS6種類を用い，BFS-水酸化カルシウム-無水石こうを結合材とした硬化体を作製し，粉末X線回折/リートベルト法により水和反応解析を実施した。BFS反応率と水和生成物量に高い相関が認められ，アルミネート系水和物の生成量が多いほど，毛管空隙は減少した。BFS6種類を用いて作製した高炉セメントB種モルタルの自己収縮量には差異が認められ，Al2O3, MgO量の多いBFSはモノサルフェート，ハイドロタルサイトの生成量が多くなるために自己収縮が大きくなると推察された。また，市販の高炉スラグ微粉末3銘柄を用い，高炉セメントB種相当のセメントを作製して自己収縮量を測定し，スラグ銘柄により自己収縮量に差異のあることを確認した。
さらに，BFS置換率を25, 45, 65 %と変化させたJISモルタルの乾燥収縮量を測定した。その結果，各セメントの乾燥収縮量は，材齢91日で600-680 ×10-6程度と概ね同程度であり，モルタルの乾燥収縮量はスラグ置換率には依存しないことを明らかとした。
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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
2018年度は，・JIS塩基度，・スラグ置換率，・市販高炉スラグ微粉末，等をパラメタとして，モルタルの乾燥・自己収縮量の測定を行うことで，モルタルの体積変化に及ぼす物理・化学的要因の一部を抽出することができた。また，高炉スラグ微粉末-水酸化カルシウム-無水石こう系硬化体の水和反応解析結果から，モルタルの自己収縮に及ぼすスラグ化学組成や水和物の影響について検討することができた。モルタルの自己収縮測定における養生温度の影響や少量混合成分量の影響等，一部未実施の実験水準もあるが，一方で自己収縮とセメント水和物との関係についての検討を研究計画よりも先行して一部行っており，研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度以降は，未実施であったモルタルの自己収縮に及ぼす養生温度の影響について評価し，スラグ水和活性の温度依存性を明らかにする。また，無水石こうや石灰石微粉末混和の影響についても評価を行い，並行して高炉セメントペーストを用いたセメント水和反応解析を実施することで，高炉セメントの水和反応・微細空隙構造の観点から硬化体の体積変化を評価する予定である。
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Research Products
(5 results)
