2022 Fiscal Year Annual Research Report
System optimization of volcanic glass powder-based geopolymer by parameter design of dynamic characteristics
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22H01566
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
尾上 幸造 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50435111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
重石 光弘 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (50253761)
佐川 康貴 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10325508)
新 大軌 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (70431393)
福永 隆之 九州大学, 工学研究院, 助教 (20869408)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 火山ガラス微粉末 / アルカリ活性材料 / 高炉スラグ微粉末 / 圧縮強度 / 養生条件 / 反応生成物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、まず火山ガラス微粉末（VGP）のアルカリ活性材料（AAM）における活性フィラーとしてのポテンシャルについて調べた。その結果、今回使用したVGPはガラス化率が84.7%と高く、高温環境下でアルカリ溶液中に非晶質部が溶出する一方で、アルミナ分が少ないことに起因して塩基度は低く反応性に乏しいことが明らかとなった。反応生成物分析より、今回検討した配合において、VGP単体では十分な縮重合反応あるいは水和反応は生じないことが確認された。
次に、VGPの一部をフライアッシュ（FA）あるいは高炉スラグ微粉末（GGBS）で置換することによる効果を調べた。その結果、FAあるいはGGBSで置換することにより、AAMの流動性および圧縮強度が改善されることを把握した。反応生成物分析より、FAで置換した場合にはゼオライト相、GGBSで置換した場合にはC-A-S-Hの生成が確認された。
続いて、VGPの一部をGGBSで置換したAAMの強度発現に及ぼす養生条件の影響について調べた。その結果、脱型までの一次養生を気中とした場合、脱型後の二次養生によらず圧縮強度が増進し、とくに二次養生を水中とすることで大幅に強度が増進することが明らかとなった。さらに、AAMにおけるVGPの役割を確認するため、GGBSの質量置換率を25%とし、残りの75%をVGPまたは石灰石微粉末（LSP）としたAAMを作製し、材齢2日時点での圧縮強度を測定した。その結果、VGPベースのAAMはLSPベースのものよりも圧縮強度が有意に大きくなった。このことから、VGPは単体ではAAMの強度発現に寄与しない一方で、GGBSと組み合わせることで強度増進に寄与することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では2022年度中に動特性のパラメータ設計を適用した実験の一部に着手する予定であったが、VGPの反応ポテンシャルの評価にとどまったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に得られた知見を踏まえ、今後はVGPとGGBSを混合した系を基本として検討を進める。動特性のパラメータ設計を適用し、入出力関係を安定化するための各種設計パラメータ、すなわちアルカリ溶液の調製方法、GGBS置換率、練混ぜ時間、養生条件等の最適水準の組合せを見出す。また、脱型前の一次養生および脱型後の二次養生の影響についても検討する。
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