| 研究課題/領域番号 |
21K04349
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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23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
胡桃沢 清文 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (40374574)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 高炉スラグ / フライアッシュ / 反応促進 / 微細構造 / CO2排出削減 / イオン移動度 / 溶解度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
混合セメントコンクリートの初期反応を活性化させ強度発現を促す混和剤の開発が求められている。そこで本研究では混合セメント中の高炉スラグ微粉末やフライアッシュの初期反応を活性化させる硬化促進剤の開発を行う。セメントの初期反応を活性化させる硬化促進剤はすでに市販されているが高炉スラグ微粉末やフライアッシュの硬化促進剤はほとんどなく、本研究では無機塩と有機物を組み合わせその開発を行う。さらに硬化促進剤の混和材への作用メカニズムを固体NMRを用いて微視的視点から明らかにし、硬化促進剤を用いた混合セメントコンクリートの耐久性能を実用化のために明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
建設業界におけるCO2排出削減のためにセメントの利用の低減が求められている。その低減策として高炉スラグやフライアッシュなどの混合材のセメントの置換率の増加が挙げられる。しかし、大量に置換することによって強度発現が低下するため初期の反応性を高める技術が必要とされる。そこで本研究では初期反応を促進するための反応促進剤の開発を行った。その結果、水酸化カルシウムによって活性化させた高炉スラグやフライアッシュは硫酸ナトリウムを添加することによって初期の反応が促進し強度発現が促進することを明らかにした。また、混合セメントとして使用した際にも硫酸ナトリウムの添加が初期の強度発現を改善する上で有効であることを明らかにした。一方、初期の強度発現は促進することはできたが材齢28日においての強度発現は大きくなかった。これは初期に水和生成物が多く生成したことによって反応が停滞したためであると考えられる。また、反応を促進するメカニズムとしては無機塩が溶解することによって放出される陰イオンのイオン移動度が大きく影響を与えることを明らかにした。イオン移動度の高いイオンを含む無機塩の添加によって初期の反応は促進することが示された。ただし、溶解するイオンの量も重要であり、無機塩の水への溶解ども重要な要因であることも示された。養生温度を高めることが高炉スラグの反応を促進する上では重要であり、高炉スラグの反応は温度依存性が高いことがしめされ養生温度が高い場合には促進剤の添加はそれほど有効ではないことも示された。
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