| 研究課題/領域番号 |
19H02208
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宮本 慎太郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60709723)
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| 研究分担者 |
皆川 浩 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10431537)
斎藤 豪 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90452010)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | ettringite / 熱力学的相平衡計算 / 膨張劣化 / 硫酸塩劣化 / thaumasite / カルシウムシリケート水和物 / Ettringite / 多変量解析 / XRD/リートベルト法 / C-S-H / 化学分析 / エトリンガイト / AFm相 / DEF / ソーマサイト / Thaumasite |
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| 研究開始時の研究の概要 |
コンクリートの硫酸塩劣化の研究は，主に劣化原因であるettringiteの析出に関するAlの反応経路に関する研究が多い．一方，DEFと呼ばれる内在する硫酸塩の影響で生じる劣化が近年報告されているが，DEFにはセメントマトリックスの主鉱物相であるカルシウムシリケート水和物（C-S-H）が関与している可能性が指摘されている．さらに，TSAと呼ばれる硫酸塩劣化も，劣化の原因となるthaumasiteはSiを組成しているためC-S-Hが関与している可能性は高い．本研究では，C-S-Hがこれらの劣化にどのように関与しているのかを明確にし，当該劣化に対するリスククライテリアを整理することを目的とする．
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| 研究実績の概要 |
今年度はC-S-Hの化学変化およびエトリンガイト生成に起因する膨張破壊が関与している可能性のある深海でのコンクリートの化学的劣化と，エトリンガイトの生成が関与している可能性のある硫化鉄骨材を使用した際のコンクリートの内部膨張劣化を対象にして熱力学的相平衡計算およびそのデータベースを再考することで劣化メカニズムの解明を試みた．
まず，深海は一般的な海水と比較して温度が低いため水和物の熱力学的平衡定数の温度依存性が確かであるか，さらには，水和物に組成するイオンの形態を適切に考慮できているかなどを再考する必要があると考え，5℃から20℃の範囲におけるエトリンガイトとモノサルフェートの温度依存性について実験によりデータを取得した．その結果，エトリンガイトとモノサルフェートの平衡定数の温度依存性は既報のデータと若干の差はあったものの，計算悔過に影響を及ぼすような大きな差は認められないことから，その他の要因が深海でのコンクリートの劣化に影響を及ぼしている可能性が示唆された．
次に，硫化鉄を含有するコンクリートの内部膨張劣化について系内の含有物を再現した熱力学的相平衡によるシミュレーションを行った．その結果，硫化鉄の酸化を促進する際に次亜塩素酸ナトリウム溶液を使用した場合，硫化鉄に含まれる硫酸イオン量によってセメント由来の膨張性を有する水和物の析出挙動が大きく異なる結果が得られた．この結果は，実験によって得られた結果と合致するものであった．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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