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2022 年度 実績報告書

廃棄物を有効利用したセメントクリンカー骨材の品質評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H02209
研究機関東北大学

研究代表者

久田 真  東北大学, 工学研究科, 教授 (80238295)

研究分担者 皆川 浩  東北大学, 工学研究科, 准教授 (10431537)
宮本 慎太郎  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60709723)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワードセメントクリンカー細骨材 / アルカリシリカ反応 / 遅延エトリンガイト生成
研究実績の概要

今年度はセメントクリンカー細骨材を使用したセメント硬化体のアルカリシリカ反応と遅延エトリンガイト生成に及ぼす影響を明らかにすることを目的に研究を実施した.
得られた結果については,まずアルカリシリカ反応に関してはセメントクリンカー細骨材と反応性骨材の混合使用はアルカリシリカ反応を助長してしまう可能性が示唆された.この理由は,セメントクリンカーからアルカリ成分が溶出することが原因と考えられた.ただし,セメントクリンカーを細骨材として使用した場合,通常よりも多量のフライアッシュをセメントに対して置換できることがわかっている.フライアッシュのセメントへの置換はアルカリシリカ反応の抑制技術として確立しており,本研究でもセメントに対してフライアッシュを多量に置換することでセメントクリンカー細骨材を使用した場合においても十分にアルカリシリカ反応を抑制することができることを明らかにした.
また,セメントクリンカー細骨材の使用は初期の強度発現性を高めることからプレキャスト製品に対して使用した場合には早期脱型が期待できる.ただし,プレキャスト製品は多くの場合で高温蒸気養生を施す.高温蒸気養生を施すと遅延エトリンガイト生成と呼ばれる劣化が生じることがあり,製品の安全性を担保するためにもセメントクリンカー細骨材を使用した場合の遅延エトリンガイト生成への影響を確認する必要がある.この点について今年度検討し,セメントクリンカー細骨材を使用した場合,遅延エトリンガイト生成を抑制できることが明らかとなった.

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

今年度はセメントクリンカー細骨材を使用したモルタルの長期的なアルカリシリカ反応や遅延エトリンガイト生成に対する抵抗性を確認できており,実用化に確実に近付いていることからおおむね順調に進展していると評価した.

今後の研究の推進方策

今後は今年度と同様にセメントクリンカー細骨材を使用したモルタルのより長期的なアルカリシリカ反応や遅延エトリンガイト生成に対する抵抗性を観察する予定である.
さらには,上記の試験に供しているサンプルを破壊して系内の細孔溶液の状態を分析することで,アルカリシリカ反応および遅延エトリンガイト生成を抑制したメカニズムの詳細を明らかにする予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluating the strength development of mortar using clinker fine aggregate and its inhibitory effects on alkali silica reaction and delayed ettringite formation2023

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Miyamoto, Daiki Naruse, Kensuke Hayashi, Hiroshi Minagawa, Makoto Hisada
    • 雑誌名

      Journal of Material Cycles and Waste Management

      巻: 25 ページ: 816-825

    • DOI

      10.1007/s10163-022-01562-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Verification of the Mutually Complementary Effect of Fly Ash and Clinker Aggregate on the Strength, Heat of Hydration and Alkali Silica Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Miyamoto, Kensuke Hayashi, Daiki Naruse, Yoshifumi Hosokawa, Hiroshi Minagawa and Makoto Hisada
    • 雑誌名

      Journal of Material Cycles and Waste Management

      巻: 24 ページ: 1396-1406

    • DOI

      10.1007/s10163-022-01437-2

    • 査読あり
  • [学会発表] クリンカー細骨材の使用が硬化モルタルのEttringite遅延生成に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      山崎萌々子,川守田祥吾,宮本慎太郎,皆川 浩,久田 真,林 建佑
    • 学会等名
      令和4年度 土木学会東北支部技術研究発表会

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公開日: 2023-12-25  

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