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水硬性を有しない副産粉体を大量利用したコンクリートの強度向上理論

Research Project

Project/Area Number 18H01590
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

小山 智幸  九州大学, 人間環境学研究院, 准教授 (50215430)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 湯淺 昇  日本大学, 生産工学部, 教授 (00230607)
陶山 裕樹  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (20507876)
伊藤 是清  東海大学, 基盤工学部, 教授 (50380663)
白川 敏夫  九州産業大学, 建築都市工学部, 教授 (60623387)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords副産粉体 / 廃棄物利用 / コンクリート / 細孔構造 / 平均空隙厚さ / 非反応性副産粉体 / 強度 / 微細構造 / 非水硬性副産粉体 / フライアッシュ / 空隙構造 / 大量混合 / 強度向上理論 / 強度理論
Outline of Annual Research Achievements

石炭灰、砕石粉、各種非反応性スラグ、あるいは焼却灰など、世界各地で増大している種々の副産粉体を、コンクリートの強度を向上させながら大量に有効利用するための新たな強度理論を確立することを目的として研究を行った。水と練り混ぜただけでは硬化しない非水硬性副産粉体を用いた場合でも、混合条件によっては、これらの粉体がコンクリートの空隙構造を物理的に微細化する作用によりコンクリートの強度が向上することに着目し、空隙構造に及ぼす粉体のメカニズム(硬化後の空隙サイズ、形状、およびそれを作り出す混練時の粉体条件など)に関して実験および解析の両面から検討した。その結果、いわゆるセメント外割(単セメント量と単位水量とを固定して粉体を混合する方法)で非水硬性副産粉体を混合すると混合量の増大に伴って(一般的には水セメント比が一定なら強度も一定のはずにもかかわらず)コンクリートの強度が増大する理由として以下を確認した。すなわち、硬化コンクリートの細孔構造において、小径(30~50nm程度以下)の空隙は強度に悪影響を及ぼさないこと、したがって非水硬性副産粉体を用いた場合でも、セメントの外割で混合した場合には、粉体混合量の増加に伴い空隙の総量は変わらないものの、小径の空隙が相対的に増加するため強度が向上していることを確認した。また、硬化後の小径の空隙の割合を増やすことにより空隙構造を最適化するためには、混合前における分散状態において粒子どうしの空隙間隔を表す指標である平均空隙間隔を極小化すればよいことを新たに見い出し、そのための条件について検討を行い,強度を向上させるための最適解を示した。シミュレーションの過程で,評価指標として更に適切な粒子の平均空隙厚さを見いだし,これによりさらに評価を行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(7 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 粒子の平均間隔に基づく高流動コンクリートの調合設計方法2021

    • Author(s)
      陶山裕樹,小山智幸,高巣幸二,小山田英弘
    • Journal Title

      日本建築学会九州支部研究報告

      Volume: 60 Pages: 45-48

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] 粒子間隔による高流動コンクリートの塑性粘度の調整方法2021

    • Author(s)
      陶山裕樹,小山智幸,高巣幸二,小山田英弘
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Volume: 2021 Pages: 113-114

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] STRENGTH ESTIMATION OF CONCRETE CONTAINING FLY ASH IN SOUTHEAST ASIA2020

    • Author(s)
      Tomoyuki Koyama, Tetsushi Kanda, and Hiroshi Kasai
    • Journal Title

      Proceedings of 6th International Conference of Construction Materials

      Volume: -

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 粒子の平均間隔に基づく高流動コンクリートの調合設計方法2021

    • Author(s)
      陶山裕樹
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 粒子間隔による高流動コンクリートの塑性粘度の調整方法2021

    • Author(s)
      陶山裕樹
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 暑中環境下で施工されるフライアッシュコンクリートの強度および耐久性に関する研究 その1 実験概要,フレッシュ性状および温度性状2020

    • Author(s)
      徐 元遇,小山智幸ほか
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 暑中環境下で施工されるフライアッシュコンクリートの強度および耐久性に関する研究 その2 圧縮強度と構造体強度補正値に関する検討2020

    • Author(s)
      金原卓哉,小山 智幸ほか
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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