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配合の最適化による高耐久性フライアッシュ系ジオポリマーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03291
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関大分工業高等専門学校

研究代表者

一宮 一夫  大分工業高等専門学校, 都市・環境工学科, 教授 (00176306)

研究分担者 畑中 重光  三重大学, 工学研究科, 教授 (00183088)
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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワードジオポリマー / フライアッシュ / 高炉スラグ微粉末 / 水ガラス / 苛性ソーダ / エフロレッセンス / 高温抵抗性 / ひび割れ充填材 / 表層劣化 / 補修材料 / 反応メカニズム / 土木材料 / 耐久性 / 配合
研究成果の概要

ジオポリマー(GP)は,石灰石を主原料としない新しいバインダーで,CO2排出量をポルトランドセメント(OPC)の最大80%削減(全CO2排出量では最大で10%削減可能)である。OPCの弱点である酸や高温に対する抵抗性にも優れ,下水道などの酸性環境,道路トンネルなどの耐火性が必要な構造物へ適用することで,社会インフラの長寿命化や安全性向上に寄与できる。
本研究では,コンクリート代替となりうる可能性が最も高い,フライアッシュの一部を高炉スラグ微粉末で置換したGPの,①吸水にともなう表層劣化現象のメカニズム解明ならびに対策,②高温環境での抵抗性,③ひび割れ充填材としての活用について検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ジオポリマーは,CO2排出量削減、産業副産物の有効利用、インフラの長寿命化に加えて、放射性物質の固定能力を有し,低炭素で高機能な次世代型材料として世界的に期待されており,諸外国では実用化に向けた作業が進んでいる。我が国では2019年から土木学会にジオポリマーに関する研究委員会(土木分野におけるジオポリマー技術の実用化推進のための研究小委員会:委員長 一宮一夫)が設置され,材料,構造の両面から検討が進められている。本研究の成果は,同委員会活動にとっても有用な情報であり,ジオポリマーの実用化に大きく貢献することが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] フライアッシュ系ジオポリマーの部分吸水と表層の変状の関係2020

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,原田耕司,津郷俊二,池田 攻
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ひび割れ注入材用ジオポリマーペーストの可使時間に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      五百蔵沙耶,ポンマハーサイパラミ,畑中重光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高温環境下におけるジオポリマー硬化体の物理的および化学的変化2020

    • 著者名/発表者名
      八代大生, 新大軌, 周藤将司, 三代龍之輔
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フライアッシュ系ジオポリマーの表層劣化と試験環境ならびにシラン系表面含浸材の種類や塗布方法の関係2019

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,原田耕司,津郷俊二,池田 攻
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 1973-1978

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧縮強度と骨材量を変化させたジオポリマー硬化体のヤング係数に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      ポンマハーサイパラミ,伊藤彰利,畑中重光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 1949-1954

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] シリカフュームを用いたジオポリマーペーストのフロー値・圧縮強度に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰利,ポンマハーサイパラミ,前川明弘,畑中重光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 1967-1972

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異なる比表面積の高炉スラグ微粉末を使用したジオポリマーの強度発現性および簡易注入試験に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      五百蔵沙耶,伊藤彰利,畑中重光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 1961-1966

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フライアッシュ系ジオポリマーのアルカリ水比とフロー値ならびに高温加熱による外観や強度変化の関係2018

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,秋永史也,原田耕司,池田 攻
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40 ページ: 1851-1856

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ジオポリマーモルタルを用いて断面修復したRC梁の曲げ挙動に関する実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      ポンマハーサイパラミ,伊藤彰利,畑中重光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40 ページ: 1249-1254

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] シリカフュームを添加したフライアッシュベースのジオポリマーペーストに関する基礎的実験2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰利,ポンマハーサイパラミ,前川明弘,畑中重光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40 ページ: 1875-1880

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異なる石炭火力発電所から排出されたフライアッシュの品質がジオポリマーの流動性および圧縮強度に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      坪内徹朗,三島直生,畑中重光,小池良洋
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40 ページ: 1845-1850

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ジオポリマーにおける膨張材の水和反応に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      中村丞吾,新大軌,宇城正貴,島崎大樹
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.40 ページ: 1833-1838

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フライアッシュ系ジオポリマーの部分吸水による表層劣化に関する基礎実験2017

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,原田耕司,池田 攻
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 39 ページ: 2047-2052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Property Change of Fly-ash Based Geopolymers Added with Blast Furnace Slag under High Temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo ICHIMIYA, Koji HARADA, Ko IKEDA
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third International Conference on Chemically Activated Materials(CAM2017)

      巻: N/A

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 供試体形状ならびに高温がジオポリマーの強度に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,稲生充起,井上彰仁,後藤誠志郎
    • 学会等名
      令和元年度全土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フライアッシュ系ジオポリマーの養生方法とエフロレッセンスの関係2020

    • 著者名/発表者名
      藤原怜司,一宮一夫,佐藤光亮,原田耕司
    • 学会等名
      令和元年度全土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フライアッシュ系ジオポリマーの塩化物イオン浸透性2020

    • 著者名/発表者名
      本田信也,一宮一夫,山本朝陽,池田攻
    • 学会等名
      令和元年度全土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カリウム系 アルカリ溶液を用いた ジオポリマーの溶液濃度と高温抵抗性の関係2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤光亮,一宮一夫,深町翼,池田攻
    • 学会等名
      令和元年度全土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジオポリマーの部分吸水に伴う膨張現象と表層劣化の関係2020

    • 著者名/発表者名
      仲町征将,一宮一夫,亀井菜央,原田耕司
    • 学会等名
      令和元年度全土木学会西部支部研究発表会講演概要集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 加熱によるジオポリマー硬化体の物理的および化学的変化2020

    • 著者名/発表者名
      八代大生, 新大軌, 周藤将司, 三代龍之輔
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会講演予稿集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジオポリマーの部分吸水に伴う表層劣化に与える表面含浸材塗布後の加熱の影響2019

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,原田耕司,津郷俊二,池田 攻
    • 学会等名
      土木学会令和元年度全国大会第74回年次学術講演会講演概要集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジオポリマーの白華ならびにスケーリングと試験環境の関係2019

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,藤原怜司,原田耕司,津郷 俊二
    • 学会等名
      平成30年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フライアッシュと高炉スラグ微粉末を併用するジオポリマーの吸水膨張特性2019

    • 著者名/発表者名
      藤原怜司,一宮一夫,佐藤光亮,原田耕司
    • 学会等名
      平成30年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高炉スラグ微粉末の置換率がジオポリマーペーストのヤング係数に及ぼす影響に関する基礎的実験2019

    • 著者名/発表者名
      ポンマハーサイパラミ,伊藤彰利,畑中重光
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究報告会Vol.57
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シリカフュームを添加したジオポリマーペーストのフロー値・圧縮強度に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰利,ポンマハーサイパラミ,畑中重光
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究報告会Vol.57
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 別府明礬温泉におけるジオポリマー製歩車道境界ブロックの表層劣化対策2018

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,原田耕司,津郷 俊二,池田 攻
    • 学会等名
      土木学会平成30年度全国大会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シリカフュームを添加したジオポリマーペーストに関する基礎的研究(その1 実験概要およびフレッシュ性状について)2018

    • 著者名/発表者名
      ポンマハーサイパラミ,伊藤彰利,前川明弘,畑中重光
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シリカフュームを添加したジオポリマーペーストに関する基礎的研究(その2 圧縮強度への影響)2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰利,ポンマハーサイパラミ,前川明弘,畑中重光
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 棒状ペースト供試体によるジオポリマーの高温時の強度推定2018

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,秋永史也,本田信也,原田耕司
    • 学会等名
      平成29年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ジオポリマーの部分吸水に伴う表層劣化に関する円柱供試体を用いた促進実験2018

    • 著者名/発表者名
      加藤英德,一宮一夫,藤原怜司,原田耕司,津郷俊二
    • 学会等名
      平成29年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 溶液のアルカリ水比を変化させたフライアッシュ系ジオポリマーの高温抵抗性2018

    • 著者名/発表者名
      秋永史也,一宮一夫,本田信也,原田耕司
    • 学会等名
      平成29年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 膨張材を混和したジオポリマーの水和反応2018

    • 著者名/発表者名
      中村丞吾,宇城将貴,島崎大樹,森泰一郎,新大軌
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018 年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 部分吸水に伴うジオポリマーの表層劣化メカニズムと表面含浸材の効果2017

    • 著者名/発表者名
      一宮一夫,原田耕司,池田 攻
    • 学会等名
      土木学会平成29年度全国大会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 傾斜せん断試験によるジオポリマーモルタルとコンクリートの付着特性に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰利,ポンマハーサイパラミ,畑中重光
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ジオポリマーモルタルを用いて断面修復したRC曲げ部材の力学的挙動に関する実験的研究2017

    • 著者名/発表者名
      ポンマハーサイパラミ,伊藤彰利,畑中重光
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 建設材料としてのジオポリマーの反応機構と耐久性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      発表者名新大軌,大橋直人,井町翔太朗,尾添大輝,景山そら,竹田朝陽,舟木 芳,中村丞吾
    • 学会等名
      日本セラミック協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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