| 研究課題/領域番号 |
19H02209
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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 |
久田 真 東北大学, 工学研究科, 教授 (80238295)
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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)
宮本 慎太郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60709723)
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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 |
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | セメントクリンカー / フライアッシュ / 強度発現性 / 物質移動抵抗性 / アルカリシリカ反応 / 遅延エトリンガイト生成 / クリンカー細骨材 / セメントクリンカー細骨材 / 廃棄物 / サステナブル / クリンカー骨材 / 耐久性 / 高炉スラグ微粉末 / 耐久性能 / 水和熱 / 初期強度 / アルカリ骨材反応 / 産業副産物 / 骨材 / 水和発熱 / 副産物の有効利用 / リサイクル技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
セメントは，製造の際に多様な廃棄物・副産物を代替の原燃料として使用しており，その総量は年間約2,800万ｔにも及ぶ．このことは，セメント製造が我が国における資源循環型社会の構築において極めて重要な産業であることを意味している．残念ながら，セメント生産量は1996年をピークに減少しており，対策を講じなければ今後もセメント産業での廃棄物・副産物の受入れ可能量は減少し続け，我が国の資源循環の枠組みが成立しなくなることが懸念される．
本研究は，普通セメントクリンカーと比較してより多くの廃棄物・副産物を使用したクリンカーをコンクリート用骨材として利用し，その実用可能性を総合的に評価することを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
本研究ではセメントクリンカーを細骨材として使用した際の強度発現性や物質移動抵抗性について検討した．また，セメントと比較して強度発現性が緩慢なフライアッシュを使用したときのセメントクリンカー細骨材の強度補完について検討し，さらには，セメントクリンカー細骨材を使用した時のアルカリシリカ反応（ASR）や遅延エトリンガイト生成（DEF）への効果についても検討した．
その結果，セメントクリンカー細骨材の使用により強度発現性および物質移動抵抗性は向上することがわかり，さらには，セメントクリンカー細骨材の使用で通常以上のフライアッシュの使用が可能になることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
セメントクリンカーはセメントの中間生成物であり，セメントクリンカー細骨材が普及することで耐久性の高いコンクリート構造物を製造できるだけでなく，セメントの使用量を増加させることができる．セメント自体は製造時に廃棄物を多量に使用できる一方で，二酸化炭素を排出するため，環境影響に対して正負どちらの影響も有している．ただし，現在ではセメント製造時に排出される二酸化炭素を回収する技術が検討されており，この技術が完成すれば，セメント使用量の増加は廃棄物問題の解決に大きく貢献することができるため，本研究で開発した技術は非常に重要と考えている．
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