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2022 年度 実施状況報告書

高炉スラグ微粉末及びフライアッシュセメントコンクリートの反応促進技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K04349
研究機関北海道大学

研究代表者

胡桃沢 清文  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (40374574)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード高炉スラグ / フライアッシュ / 反応促進 / 微細構造
研究実績の概要

コンクリート製造時には多くのセメントを使用することからセメント製造時のCO2排出は避けらることができない。そこでセメントの一部を高炉スラグ微粉末やフライアッシュに置換した混合セメントコンクリートのさらなる利用が求められている。混合セメントコンクリートは長期的には普通コンクリートと同等の性能を示すが、初期強度発現が普通ポルトランドセメントのみと比べると低く、施工期間が長期化するためさらなる利用が制限されている。そのため混合セメントコンクリートの初期反応を活性化させ強度発現を促す混和剤の開発が求められている。そこで本研究では混合セメント中の高炉スラグ微粉末やフライアッシュの初期反応を活性化させる硬化促進剤の開発を行うことを目的とした。特に本年度においては有機系化合物が高炉スラグ微粉末の反応に及ぼす影響に関して開発を行った。高炉スラグの反応性を明らかにするために水酸化カルシウムを刺激剤とする硬化体と普通ポルトランドセメントを刺激剤として作製を行った。その結果、有機系化合物を加えた試料では強度発現が促進された。一方で有機系化合物の添加量が多すぎると反応が抑制され初期の強度発現が停滞することが示された。この反応は高炉スラグやセメント中のアルミネート系の反応が有機系化合物によって異なることによるものと推察された。また、亜硝酸系の無機塩を加えた試料を作製し、この反応の温度依存性について検討を行った。その結果、35℃での養生は初期の反応は増大するが材齢28日においての強度は20℃と比べると低い結果となった。このことから無機塩の混和に関しては適切な量を添加することが必要であることが示された。

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

高炉スラグの反応促進に関して有機系化合物を用いることによって反応性が異なることを明らかにすることができ、そのメカニズムに関しても多くの知見を得た。また、温度依存性についても検討を行った。

今後の研究の推進方策

有機系化合物と高炉スラグおよびフライアッシュの反応促進メカニズムについて詳細に検討を行う予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] CHLORIDE ADSORPTION AND DIFFUSIVITY OF BLAST FURNANCE SLAG CEMENT USING CALCIUM NITRITE2023

    • 著者名/発表者名
      KONDO Yuki、KURUMISAWA Kiyofumi
    • 雑誌名

      Cement Science and Concrete Technology

      巻: 76 ページ: 187~192

    • DOI

      10.14250/cement.76.187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of inorganic salts on Ca(OH)2-activated ground granulated blast-furnace slag curing under different temperatures2022

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

      Construction and Building Materials

      巻: 338 ページ: 127637~127637

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2022.127637

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of cation in sulfate chloride and nitrite on Ca(OH)2 activated ground granulated blast-furnace slag2022

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

      Cement and Concrete Composites

      巻: 133 ページ: 104648~104648

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2022.104648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EFFECT OF INROGANIC SALTS ON PROPERTIES OF BLAST FURNACE SLAG COMPOSITE2022

    • 著者名/発表者名
      KURUMISAWA Kiyofumi
    • 雑誌名

      Cement Science and Concrete Technology

      巻: 75 ページ: 174~180

    • DOI

      10.14250/cement.75.174

    • 査読あり
  • [学会発表] Impact of curing temperature and additional activators on the hydration of Ca(OH)2 activated GGBFS2022

    • 著者名/発表者名
      Zhai Qi、胡桃澤 清文
    • 学会等名
      第76回セメント技術大会
  • [学会発表] 亜硝酸カルシウムを用いた高炉セメント硬化体の塩分吸着及び拡散性能2022

    • 著者名/発表者名
      近藤 勇樹、胡桃澤 清文
    • 学会等名
      第76回セメント技術大会
  • [学会発表] The coupling effects of curing temperature and additional activators on the strength development of Ca (OH)2 activated blast furnace slag2022

    • 著者名/発表者名
      Qi Zhai, Kiyofumi Kurumisawa
    • 学会等名
      International conference on regeneration and conservation of structures (ICRCS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of accelerators on diffusivity and drying shrinkage of BFS composite2022

    • 著者名/発表者名
      胡桃澤清文
    • 学会等名
      International conference on regeneration and conservation of structures (ICRCS)
    • 国際学会
  • [学会発表] 亜硝酸カルシウムを添加したコンクリートの物性2022

    • 著者名/発表者名
      胡桃澤清文
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会

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公開日: 2023-12-25  

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