2021 Fiscal Year Research-status Report
異なる環境条件におけるC-S-Hの炭酸化の解明とコンクリートの品質評価への展開
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20K04644
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
須田 裕哉 琉球大学, 工学部, 准教授 (10636195)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 相対湿度 / 空隙構造 / 水和物 / 炭酸化 / C-S-H / 炭酸化収縮 / ポルトランダイト / 自然環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、炭酸化時の湿度条件の違いがセメントペースト中の個々の水和物の炭酸化進行と空隙構造の変化に及ぼす影響について検討を行った。炭酸化時の相対湿度43%、56%、85%の3条件で検討を行った結果、相対湿度85%では、水和物としてポルトランダイトの炭酸化が進行し、相対湿度43%，56%では、C-S-Hの炭酸化が進行することをFT-IRによって確認した。また、C-S-Hの炭酸化が進行した供試体では、炭酸カルシウムとして，アラゴナイトとバテライトが生成した。空隙構造の評価では、C-S-Hの炭酸化が進行した相対湿度43%、56%の供試体において、微細な空隙が減少し、粗大な空隙が増加した。特に、C-S-Hの炭酸化が進行した供試体ではゲル空隙に相当するような空隙率が大きく減少した。さらに、実環境での暴露と実験室で乾燥および促進炭酸化させたセメントペーストの水和物の微細構造の変化に着目し、自然環境の炭酸化機構について検討を行った結果、暴露供試体中で生成した炭酸カルシウムは主として、カルサイトが生成しており、FT-IRの結果からC-S-Hの炭酸化に伴う波数のシフトは確認されなかった。したがって、本研究の暴露条件における炭酸化では、ポルトランダイトの炭酸化が進行し、C-S-Hの炭酸化は顕著に進行していなかったことが確認された。
炭酸化収縮挙動の検討では、コンクリート供試体を対象に、骨材界面で生じる収縮による損傷を蛍光エポキシ樹脂含浸法により評価し、炭酸化による供試体断面のひずみの変化をデジタル画像相関法で測定した。その結果、炭酸化の促進環境下において、骨材周囲に損傷を確認し、炭酸化によって生じた損傷は乾燥収縮による損傷が起点となって大きく進行することが明らかとなった。また、酸素の拡散試験より、損傷を受けた供試体ほど物質透過に対する抵抗性が低下する可能性があることが示唆された。
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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
異なる相対湿度の環境下において、C-S-Hの炭酸化進行が異なることが各種実験によって明らかとなり、セメント硬化体の空隙構造、体積変化および物質透過性に対して統一的な知見を得ることができた。特に、自然環境下における炭酸化挙動との関連が明らかになりつつある。また、炭酸化収縮による骨材界面の損傷についても実験的に評価することができたため、研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
炭酸化時の湿度変化だけでなく、温度変化に着目した検討を進めるとともに、C-S-Hの炭酸化挙動について、その構造変化に着目した検討を進め、多孔化の要因を明らかにする。また、コンクリート供試体を対象に促進環境および自然環境下における炭酸化を実施し、環境条件の違いが炭酸化したコンクリートの品質に及ぼす影響について検討を行う。
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