• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

分子動力学法に基づく低炭素コンクリート用混和材の反応性予測モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ0057
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分国内
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
研究機関北海道大学

研究代表者

Zhai Qi  北海道大学, 工学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2025年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2024年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2023年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードmolecular dynamics / Adsorption / complex energy / DFT simulation / cement-based materials / blast furnace slag
研究開始時の研究の概要

アルカリ環境下で様々な混和材の反応性や機械的特性について、実験に基づき検討する。分子動力学法(MD)シミュレーションと各種実験により、混和材の反応性を検討し、ライフサイクルアセスメントを含めた新規混和材の総合的な評価システムを構築することである。それに基づいて、機械的特性や耐久性に優れた建設資材としての混和材を提案する。

研究実績の概要

In FY2023, we conducted a systematic review of the role of organic additives in cementitious materials. This review was instrumental in guiding our next research steps. Building upon this review, we combined experiments with theoretical calculations (molecular dynamics simulations and density functional theory) to investigate the mechanism of organic adsorption on surfaces in cementitious materials, yielding new insights. Subsequently, we examined the effects of various organic additives on the hydration of blast furnace slag in a cement environment.
Lastly, we endeavored to model the diffusion of slag at the nanolayer level to predict slag hydration. However, since the experimental phase is still ongoing, we plan to complete both the modeling and experimental validation within this year.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

As outlined in the research plan, our initial focus is on understanding the mechanism of the glass phase in cementitious materials, particularly in high alumina slag-based materials, under various excitation environments. Subsequently, we aim to develop corresponding models.
Currently, we have completed the preliminary exploration of these excitation environments and have made attempts at constructing a model. This model aligns more closely with the findings of previous research. Consequently, the current research is progressing smoothly and is gradually evolving according to the planned trajectory.

今後の研究の推進方策

In FY2024, our objectives are to synthesize glass phases with various chemical compositions derived from the chemical compositions of real alternative materials. We will then assess the reactivity and strength of these glass phases using techniques such as XRD and isothermal calorimetry. Concurrently, we plan to develop a predictive model for the reactivity of these glass phases through molecular dynamics simulations, and subsequently compare these results with our experimental findings. Finally, we will conduct a theoretical investigation into the impact of external factors, such as organic additives, on the reactivity of the glassy phase.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of curing temperatures and additional activators on chloride ingress and its induced mineralogical alteration of ground granulated blast furnace slag activated by Ca(OH)22023

    • 著者名/発表者名
      Qi Zhai、Zuo Yibing、Kurumisawa Kiyofumi、Lang Aoran
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Composites

      巻: 141 ページ: 105153-105153

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2023.105153

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A comparative study of alkanolamines and inorganic additives on the microstructure development of blast furnace slag blended cement at low curing temperature2023

    • 著者名/発表者名
      Zhai Qi、Kurumisawa Kiyofumi、Moon Juhyuk
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 408 ページ: 133779-133779

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2023.133779

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Chloride ingress resistance of Ca(OH)2 activated GGBFS: Impact of curing temperature and additional activators2023

    • 著者名/発表者名
      Qi Zhai、Kiyofumi Kurumisawa
    • 学会等名
      The 16th International Congress on the Chemistry of Cement
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of triethanolamine (TEA) on the hydration of ground granulated blastfurnace (GGBFS) blended cement2023

    • 著者名/発表者名
      Qi Zhai、Kiyofumi Kurumisawa
    • 学会等名
      第77回セメント技術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi