コンクリート流動性制御のための材料要素技術の体系化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650502
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 坂井 悦郎 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90126277)
• 研究分担者: 大場 陽子 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (50223938)
• キーワード: 高性能AE減水剤 / 櫛形高分子 / 分子構造 / 初期水和 / 無機電解質 / 流動性制御 / 水和制御 / 高炉徐冷スラグ

研究概要

建設分野では、コンクリート構造物の耐久性向上の社会的な要請に答えるため高流動・高強度・高耐久コンクリートが今後の主力な技術となることが予想されている.この際、ポリカルボン酸系と総称される櫛形高分子系分散剤を主成分とする高性能AE減水剤が重要な役割を演じる。本研究ではコンクリートの流動性制御を目的とした材料要素技術の体系化を計るための基礎的なデータの蓄積と体系化を目的とし,高性能AE減水剤の主成分である、ポリエチレンオキシドをグラフト鎖とする櫛形高分子の吸着・分散機構に及ぼす分子構造の影響を検討した。また、セメント中の微量成分である無機電解質の流動性に及ぼす影響と櫛形高分子の分子構造の影響について検討し、さらに、セメント系材料の初期水和を支配するCa_3Al_2O_6-セッコウ系の初期水和への高分子の影響を明らかにするとともに、その水和制御方法についても提案した。さらに、産業副産物の有効利用とその機能性に着目して、高炉徐冷スラグの流動性保持効果についても明らかにした。以上の結果から、微量成分である無機電解質の影響を受け難い分子構造としては、従来のものにスルホン基を有するモノマーを導入して吸着基を増加させた櫛形高分子が効果的であることを明かにした。また、高性能AE減水剤の添加は、Ca_3Al_2O_6-セッコウ系の初期水和を促進させるが、その制御には、セッコウの種類よりは遊離石灰量を増加させる方が有用であることも明らかにした。さらに高炉徐冷スラグ中に含まれるチオ硫酸塩がCa_3Al_2O_6-セッコウ系の初期水和を抑制することも明らかにした。
以上のように、コンクリートの流動性制御のための、セメント系材料と高性能AE減水剤に関して有用な知見を得ることができ、これらを整理することで流動性制御のための材料要素技術を体系的に整理することができた。

研究成果

• [文献書誌] E.Sakai, K.J.Kang, M.Daimon: "Influence of superplasticizers on the very early hydaration of Ca3Al2O6 in the presence of gypsum, CaSO_4・0.5H_2O and CaO"Cement Science and Concrete Technology. No.56. 36-41 (2002)
• [文献書誌] 坂井悦郎, 川上晃, 本多進, 伊藤昭則, 大門正機: "無機電解質を添加したCaCO_3サスペンションの流動性に及ぼす櫛形高分子の分子構造の影響"J. Ceramic Science of Japan. 111(2). 117-121 (2003)
• [文献書誌] 坂井悦郎, 川上晃, 本多進, 伊藤昭則, 大門正機: "共重合組成の異なる櫛形高分子系分散剤の吸着挙動と分散作用"J. Soc. of Inorganic Maerials, Japan. 10. 25-29 (2003)
• [文献書誌] E.Sakai, Y.Ohba, K.J.Kang, M.Daimon: "Control methods for the early hydration in Ca3AL2O6-gypsum system with superplasticizers"Proc.5^<th> Int'l Symp. Cement and Concrete, Shanghai, Chaina, Oct.28,2002. Vol.1. 195-201 (2002)
• [文献書誌] 坂井悦郎, 大門正機: "セメントと高分子の相互作用"Ceramic Data Book. 30. 201-204 (2002)
• [文献書誌] 盛岡実, 樋口隆行, 山本賢司, 坂井悦郎: "高炉徐冷スラグ微粉末の流動性保持効果とその機構"コンクリート工学論文集. 14(1). 67-74 (2003)