2014 Fiscal Year Annual Research Report
微視的現象機構の根本的解明に向けたナノデバイスによる模擬コンクリートの実装と応用
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25709034
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 雄也 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (40624531)
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2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マイクロ/ナノ流路 / 物質移動 / 閾細孔径 / 乾燥収縮 / 超臨界乾燥 / FIB-SEM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリート中の微小空隙における各種物質移動やそれに起因する体積変化の機構の根本的な解明を目的として検討を実施した。
コンクリート内部の微小空隙を模擬したマイクロ／ナノオーダーの流路作製に関しては、コンクリートの空隙壁面と同様の性状を有する流路を作製した。低水セメント比のセメントペーストを打設直後から高圧環境で養生することで、流路作製位置に空隙のないセメントペーストが作製できることを、原子間力顕微鏡で確認した。流路切削は微細加工装置により行った。ガラスとセメント硬化体の接着は、両者を接触した状態で水中に浸漬し、界面に水酸化カルシウムを析出させた後にオートクレーブ処理することで行った。
コンクリート中の物質移動に関しては、閾細孔径という空隙指標に着目し、水銀圧入ポロシメトリーにおいて臨界浸透確率に基づいて閾細孔径を抽出する手法を開発した。抽出した閾細孔径は、各種物質移動と高い相関および定量的な対応を示した。よって、コンクリート中の物質移動に関しては現象を支配する空隙指標である閾細孔径の抽出と、閾細孔径に基づく物質移動の定量評価を達成した。またFIB-SEMにより、10nm程度の分解能での三次元空隙構造観察を実施した。
水分逸散に起因する体積変化機構に関しては、超臨界アルゴンを用いた超臨界乾燥の適用を試みた。超臨界アルゴンによる超臨界乾燥の可能性を検討するため、マイクロ流路中に様々な液体を導入し、超臨界アルゴン中でのメニスカスの状態を観察した。その結果、超臨界乾燥に有利な臨界点（-123℃）近くまで検討を行ったものの、メニスカスの消失は確認できなかった。これは、アルゴンが非常に安定な元素であったためと考えられる。コンクリートに対して不活性で、超臨界乾燥に実績のある元素として、非常に高価であるが、キセノンの使用が有望であると考えている。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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