| 研究課題/領域番号 |
19K04691
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
佐藤 嘉昭 大分大学, 理工学部, 客員教授 (30038111)
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| 研究分担者 |
秋吉 善忠 大分大学, 理工学部, 助教 (40713467)
大谷 俊浩 大分大学, 理工学部, 教授 (00315318)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 加熱改質フライアッシュ（MFA） / ポリマーセメントモルタル / 断面修復材 / 材料設計法 / 最適配（調）合 / 強度試験 / 耐久性試験 / JIS A 1171 |
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| 研究実績の概要 |
加熱改質フライアッシュ（Modified Fly Ash、 MFA）を混和したポリマーセメントモルタル断面修復材の配（調）合設計に必要なデータを収集することを目的に予備実験を実施した。
使用した材料は、セメントは普通セメント:早強セメント=1:1.7に混合したもの、細骨材には珪砂（3号から6号の混合砂）および高炉スラグ細骨材の2種類を、鉱物質混和材はMFAをメインとして高炉スラグ微粉末（BFS、 6000ブレーン）を使用、ポリマーにはスチレンアクリル酸エステル（SAE）、ポリアクリル酸エステル（PAE）、酢酸ビニルビニルバーサテートアクリル酸エステル（VAE）の3種類とした。また、高性能AE減水剤や消泡剤、収縮ひずみ低減剤を使用した。基準モルタル（MFAおよびポリマーを混和していない普通モルタル）の水セメント比（W/C）を30、40、50%の3種類、ポリマーセメント比（P/C）については0、10、20、30%の3種類、MFAの置換率は0、10、20、30%を基本として、下記の実験を実施した。
予備実験は7つのシリーズから成っており、(1) シリーズⅠ: 水結合材比の影響、MFAおよびBFSの置換率の影響、(2)シリーズⅡ: W/Bを固定して、ポリマーの種類・添加率の影響、(3)シリーズⅢ:ポリマーをPAEに限定してその添加率の影響、細骨材の種類・容積比、収縮低減剤の影響、(4)シリーズⅣ: W/Bおよび細骨材容積比、W/BおよびFA/BならびにBFS/Bの影響、(5)シリーズⅤ: 混和剤の影響（混和剤無でも検討）、消泡剤の影響、(6)シリーズⅥ: 細骨材種類の影響、ポリマー種類・添加率および消泡剤添加率の影響、(7)シリーズⅦ: セメント混合割合、細骨材種類・容積の影響、収縮低減剤の影響、である。現在、これらの実験結果の詳細な分析を急いでいるところである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初、断面修復材としてのMFAを混和したポリマーセメントモルタルの物性試験をJIS A1171「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に準じて実施することを計画したが、断面修復用のポリマーセメントモルタルにMFAを添加するのは初めての試みであり、また、MFAをメインの材料とする補修材を開発することを目的としていることから、今年度は、最適な配（調）合を得るための最初のステップとなることから、予備実験という位置づけで広範囲の配（調）合を用いて物性試験を実施することにした。
予備実験は合計で７回ほど行ったが、その実験の進め方は、シリーズⅠで得られた実験結果をベースに、次のシリーズでは前のシリーズの実験結果を踏まえて実験内容を計画するような方法とした。このような方法では、試行錯誤的な進め方のため最終的な結果を得るまでに時間を要することになるが、確実に成果を得るためにはベストの方法と判断した。また、各シリーズでの試験期間はフレッシュ性状の測定のみであれば1日で終わるが、強度試験や乾燥収縮ひずみ、硫酸浸漬試験では試験期間は最低4週間を要することから、2ヵ月に１回の実験を実施するようなスケジュールとなり、そのため、最適配（調）合を用いた物性試験を実施するまでには至らなかった。
以上のように、予備実験の範囲がかなり広くなったが、多くの実験データを蓄積することができた。現在、実験データの分析を継続中で、次年度に予定している本実験で実施する配（調）合の選定を行っているところである。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に収集した実験データの詳細な分析を進め、最適な配（調）合設計を行うために必要な基本となるデータを整理するが、その結果によっては追加の予備実験を実施することも計画している。その上で、補修が必要な構造物に対する断面修復材としての要求性能に関する既往の文献資料を整理すること、また、必要があれば追加の性能に関しても提示することなども視野に入れて研究を進めることにしている。
JIS A 1171「ポリマーセメントモルタルの試験方法」には硬化したポリマーセメントモルタルの試験として、強さ試験、接着耐久性試験、吸水率試験、透水量試験、長さ変化率試験、促進中性化試験、塩化物イオン浸透試験、凍結融解に対する抵抗性試験、透湿度試験、が示されていることから、これらに準じて実験を実施する予定である。
要求性能に応じた配（調）合設計を実施するために必要な基礎データは、フレッシュ性状と強度性状（圧縮強度及び曲げ強度）であることから、任意の補修条件に対して効果を発揮できる配（調）合に関する材料設計法を構築することから始め、耐久性能としては付加的な項目としてこの設計法に追加することを考えており、補修に関する具体的なモデル実験を行い，提案する材料設計法の妥当性を評価することにしている。
要求性能を満足するポリマーセメント系補修材の最適配（調）合を得るための材料設計法を確立することが最終目的であるが、当面は断面修復材の開発がメインとなる。分級加熱改質フライアッシュ（MFA-I）を混和したひび割れ充填材については、現状、次年度以降の研究対象とすることを考えている。
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