2014 Fiscal Year Research-status Report
非破壊CT-XRD連成法の開発とセメント硬化体研究への応用
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26630200
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
杉山 隆文 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70261865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶原 堅太郎 公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (40443551)
人見 尚 株式会社大林組技術研究所, その他部局等, その他 (80421931)
ヘンリー マイケル・ワード 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80586371) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | X線CT / X線回折 / コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大型放射光施設SPring-8の成果公開利用優先課題として利用申請を行い、ビームラインの利用が認められた。これまで試行してきたBL28B2において「非破壊CT-XRD連成法」の開発を引き続き実施した。CT画像のコントラストの向上およびセメント硬化体における関心領域の最小化を達成するために、その改良を引き続き研究した。また、関心領域からの回折信号の取得においては、X線照射の設定時間内での十分な結晶情報を確保することが重要であり、引き続き操作方法の改良を行った。
供試体は、直径5㎜、長さ15㎜程度の有姿セメント硬化体を準備した。標準的な試料として普通ポルトランドセメントと水を化学反応させて硬化した試料を作製した。水セメント比は0.3および0.5として、硬化セメントペーストに割裂でひび割れを導入した。実現象で想定される劣化を実験室内で模擬するために、先ずひび割れ内部へCO2ガスを注入して強制炭酸化を試みた。その後、通水を行い水和物の変質をひび割れ近傍と硬化体内部について「非破壊CT-XRD連成法」を用いて測定した。また、セメントペーストと岩盤への相互作用を調べるために、現場から採取したコアを準備して測定した。
取得したX線回折について、角度変換の妥当性を検討するとともに、ICSDのデータベースの適用について調べた。また、ひび割れの立体画像を作製することで、物理的な観点からも変質状況を調べる手法を研究した。マイクロメートルオーダーでの水和物の変質状況を明らかするとともに、測定条件における供試体サイズおよび測定結果をエネルギー分散型の回折で整理することの有意性について課題を抽出した。
成果発表のための論文執筆を行った。
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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
大型放射光施設の利用申請が順調に認められ、ビームラインの利用が可能になり、セメント硬化体のひび割れ、水和物変質について研究することができた。非破壊CT-XRD連成法は、条件設定や取得データの処理法について課題を抽出することもできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度前期の利用申請を行い、利用が既に認められた。平成26年度に得られた結果を基にして、「非破壊CT-XRD連成法」の改良を繰り返し、高度化を目指した研究を継続する。
ひび割れ硬化体中での通水による溶出現象を引き続き調べ、セメント硬化体と岩盤との相互作用についても境界部の変質現象の解明を目指す。測定から得られるデータは、CT画像および関心領域のX線回折情報である。これらの数値演算処理技術を深度化する研究を行う。すなわち、内部空間情報として、水和物、未水和物、微細空隙、マイクロクラック、骨材の空間分布を抽出するための再構成演算処理技術を高度化する。取得した回折スペクトルの情報から結晶同定までの解析手法を詳細に研究する。すなわち、水酸化カルシウム（Portlandite）の同定精度を向上すると同時に、エトリンガイト、炭酸カルシウム（カルサイト他）などの主要結晶性物質の同定精度を向上させることを目的に、データの解析技術をさらに研究する。その一環として、高低混在するエネルギー領域のデータ収集と2θと関連を付ける研究を踏まえて、結晶同定の解析技術を開発しながら評価手法の充実をはかる。セメント系硬化体の新しい評価手法として発展させる。
本手法の新規性と独創性に鑑みて、研究成果を順次とりまとめ、国内外で成果発表を行う。
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