| 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 | 硫酸塩劣化 / Thaumasite / Ettringite / 熱力学的相平衡計算 / ettringite / 膨張劣化 / thaumasite / カルシウムシリケート水和物 / 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 |
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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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| 研究成果の概要 |
Thaumasiteと呼ばれる鉱物はコンクリート内で析出し難いが，一度析出するとセメント組織が脆弱化することで構造物の耐久性を低下させてしまう．しかしながら，thaumasiteの析出メカニズムは不明な点が多く残されており，抑制技術の確立には至っていない．
本研究では，thaumasiteの析出メカニズムを解明することを目的として研究を行った．その結果，系内へのマグネシウムの浸透によるコンクリート中の細孔溶液のpH低下がthaumasiteの析出に影響を及ぼしている可能性が示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではthaumasiteの析出メカニズムを検討し，系内へのマグネシウムの浸透が特にthaumasiteの析出に影響を及ぼしていることを，実験および数値計算の両方面から明らかにすることができた．実験と数値計算の両方面からのメカニズムの解明は信頼性が高く，マグネシウムがthaumasiteの析出に影響を及ぼしていることは強く支持して良いと考えられる．
さらには，この結果に基づけば，thaumasiteの析出が起こり易い環境も事前に特定し易くなるため，構造物の維持管理にも役立たせることができると考えている．
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