| 研究課題/領域番号 |
19K04558
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
尾上 幸造 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50435111)
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| 研究分担者 |
佐川 康貴 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10325508)
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ジオポリマー / フライアッシュ / 最適化 / タグチメソッド / 動特性 / 再現性 / SN比 / 品質安定性 / 耐久性 / 設計パラメータ / 生成反応物分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ジオポリマーは，短時間での強度発現，耐酸性，耐高熱性などの優れた特性を有し，次世代の建設材料として期待されている。一方，設計パラメータが多岐にわたり合理的な配合設計が未確立であることや，品質のばらつき等の問題が実用化への障壁となっている。本研究では，タグチメソッドにおける動特性のパラメータ設計を適用し，フライアッシュベースジオポリマーの最適な製造条件を明らかにすることを目的としている。本研究により，フライアッシュの品質のばらつきに起因する影響を和らげ，ジオポリマーの品質を安定化できる条件を見出すことができれば，同材料の配合設計段階における省力化と当該研究の活発化につながるものと考えられる。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、タグチメソッドにおける動特性のパラメータ設計に着目し、フライアッシュベースジオポリマーの配合および製造方法の最適化に適用した。また、反応生成物の観点から、最適条件と最悪条件の違いについても考察した。
計432回の最適化実験の結果よりSN比を算定し、最適設計パラメータ水準の組合せを見出した。反応生成物分析の結果より、最適条件においてフライアッシュ反応率が高くなることがわかった。硫酸浸漬実験の結果より、最適条件下で作製したジオポリマーモルタルは最悪条件下で作製したものよりも高い硫酸抵抗性を示すことがわかった。さらに、再現性の確認実験より、最適条件の優位性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により提案された最適設計パラメータ水準を用い、フライアッシュの種類や実験機関毎に入出力関係（ここで、入力は粉体とアルカリ溶液の容積比、出力は曲げ強度や圧縮強度）に関する線形近似式を予め取得しておくことで、要求性能に応じた再現性の高い配合設計が可能となる。このことは、材料設計段階における予備実験の労力を軽減し、生産性の向上につながると考えられる。
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