2013 Fiscal Year Research-status Report
凝結遅延剤および伝導型熱量計を利用した新規セメントリサイクルシステムの構築
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25870221
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
新 大軌 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70431393)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | セメント / 戻りコンクリート / スラッジ水 / 凝結遅延剤 / グルコン酸ナトリウム / コンダクションカロリーメーター / 水和反応 / 残存セメント量 |
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| Research Abstract |
本年度は、スラッジ水中の未水和セメント量をカロリーメーターを用いることで定量する手法について確立し、さらにセメントの水和反応に及ぼすグルコン酸ナトリウムの影響を検討した。
1) カロリーメーターによるセメント残存分の定量方法の確立
水セメント比（W/C）4.0のセメントペーストを模擬スラッジ水とし、水和0～4時間で水和停止を行いX線定量法によってセメント中の主要成分である、エーライトおよびC3Aの残存量の定量を検討した。また、双子式コンダクションカロリメータを用いて、0～4時間水和させた試料に対してさらに24時間水和させた際のセメントペーストの積算水和発熱量を測定し、両者を比較することによりコンダクションカロリーメータを用いてセメント中の残存エーライトの定量を行う手法の妥当性について検討を加えた。その結果、コンダクションカロリーメータを用いてセメント中の残存エーライトの定量を行う手法を確立した。
2) 化学混和剤が共存した系におけるグルコン酸ナトリウムによるセメントの水和反応制御機構の解明
ポリカルボン酸系分散剤などの高性能AE減水剤がすでにセメント粒子に吸着している系においてのグルコン酸ナトリウムの作用機構について解明すべく検討を加えた。その結果、ポリカルボン酸系分散剤が吸着した系においてもグルコン酸ナトリウムはセメントの水和反応を遅延させた。ただし、本年度の研究成果ではセメント粒子へのポリカルボン酸系分散剤、グルコン酸ナトリウムそれぞれの吸着量を明確にするには至らず、さらに詳細に検討を加える必要がある。
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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
前年度の
2)化学混和剤が共存した系におけるグルコン酸ナトリウムによるセメントの水和反応制御機構の解明
についてはセメント粒子へのポリカルボン酸系分散剤、グルコン酸ナトリウムそれぞれの吸着量を明確にするには至っておらず、さらに詳細に検討を加える必要があるが、それ以外には当初の目標通り、順調に進行しており、今年度の研究進行に影響を与えることはない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、セメントから模擬スラッジ水を作製し、水和反応を制御したセメント中の残存セメント量を迅速な定量手法を確立することを目的とする。
・金属塩による水和遅延解除効果の検討
実用的に水和制御したスラッジ水を用いるためには、スラッジ水中の残存セメント量を定量することが重要となる。前年度で確立したカロリーメーターによる残存セメント量の定量手法を用いて、スラッジ水中の残存セメント量を定量する手法を確立する。この際に重要なのはグルコン酸ナトリウムを使用して水和を制御しているセメントに対して、水和反応を早期に開始させることである。そこで、水セメント比（W/C）を4.0とした模擬スラッジを用い、1-4時間後にGLNaを添加してセメントの水和を制御する。そこに、セメント水和開始効果があるとされる硝酸マグネシウム6水和物（以下、Mg(NO3)2･6H2O）を添加し、このセメントペーストの水和発熱特性についてコンダクションカロリーメータを用いてMg(NO3)2･6H2Oの開始効果について検討を加える。また、得られた上澄水を全有機炭素測定計を用いてGLNaの液相残存濃度を算出する。これにより、金属塩の開始効果について検討を加え、最適な添加率について明らかにする。
・シュミレーション手法を利用したスラッジ中の未水和セメント量の迅速評価
本研究のリサイクルシステムにおいては、前日に発生したスラッジ水を翌日にコンクリートの練り混ぜ水としての利用を可能にすることを想定している。このため、スラッジ水中の未水和セメント分を迅速に評価する必要がある。既往の研究において提案されているセメントの水和発熱速度の解析式を利用すれば、反応初期の発熱挙動をデータとして得るだけで、その後の水和反応熱や反応速度を予測することが可能となる。適応可能と判断された水和反応速度式を利用して、スラッジ水中の未水和セメント分の迅速定量手法を確立する。
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