| 研究課題/領域番号 |
15K14066
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
李 柱国 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (50432737)
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| 研究分担者 |
坂本 英輔 広島工業大学, 工学部, 助教 (40583539)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 建築構造・材料 / セメント / ジオポリマー / 緑泥石 / 仮焼き / 強度 / 可使時間 |
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| 研究実績の概要 |
ポルトランドセメント(OPC)の製造(焼成温度:1450℃)に省エネルギー技術を導入しても、石灰石の脱炭酸反応は避けられないため、CO2排出量は多く、かつ削減限界がある。このため、本研究では、焼成工程にCO2が排出されない緑泥石を仮焼（温度：700~1000℃）して、ジオポリマーの活性フィラーとして、低環境負荷のジオポリマーセメントを製造する技術を開発する。
この目的を達成するために、H27年度に、(1) 日本全国の緑泥石の分布を調査し、4箇所（福岡県、岐阜県、埼玉県、山口県）から4つのサンプルを採集して、XRDによって鉱物成分を分析した。さらに、700℃、800℃および900℃でそれぞれ焼成し、焼成物の化合物および焼成物の粉末をアルカリ溶液と混合したペーストの硬化後の強度を測定し、緑泥石の産地によって強度の違いを検討した。
(2) 焼成物の粉末とアルカリ溶液を混合したペーストの可使用時間と曲げ･圧縮強度を測定し、焼成粉末の性能が良く、かつ焼成エネルギーが少ない観点から、緑泥石の最適な仮焼温度と時間を調べた。焼成温度が900~ 1000℃で、2時間加熱すれば、性能が良い緑泥石の焼成物が得られることを明らかにした。また、焼成物の粉末度を3000cm2/g以上にする必要であることがわかった。
(3) 緑泥石の焼成粉末を単独にアルカリ溶液と混合する場合、固化体の強度は低いため、混和材料の種類と添加率を検討した。結果として、フライアッシュ(FA)より高炉フラグ微粉末(BFS)を40％以上添加すれば、OPCと同等の強度を得りうることがわかった。また、BFSの添加率によって可使時間は異なるが、4000級のBFSを使っても1.5時間以上を実現でき、1500級のBFSを使うと、長期強度を確保するとともに可使時間を延長できる。同じ割合であれば、緑泥石の焼成粉末とBFSの混合物は、ジオポリマーセメントとして、FAとBFSの混合物とほぼ同じ強度があるが、可使時間が1.5時間以上で、施工性が優れる。
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| 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
H27年度に当初の計画どおりに本研究を実施してきている。成果は内部で発表されているが、特許出願を準備しているため、外部に公表していない。
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| 今後の研究の推進方策 |
H28年度に当初の計画どおりに、ジオポリマーセメントの性能を検証し、硬化機構を解明し、それを用いるコンクリートの力学性能を考察することで本研究を進めていくが、開発しているジオポリマーセメントの性能を確保しながら、混和材の添加率を減少するために、化学添加剤の検討をH28年度に加える予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究代表者の研究室は、小型粉砕機（ミル）、電気炉および恒温恒湿器を保有しており、H27年度に使っていたが、かなり古いもので、電気炉と恒温恒湿器はH27年2月末に故障しており、また粉砕機の能力は小さい。電気炉と恒温恒湿器を修理し、新しい粉砕機を購入する必要がある。このため、H27年に消耗品の購入と謝金の使用を極力的に控えてきた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
繰越金（約53万円）を用いて、電気炉および恒温恒湿器を修理する。余裕があれば、ミルを購入する予定である。
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