2019 Fiscal Year Research-status Report
Proposal of production method of geopolymer with less variation by Taguchi method and reaction product analysis
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19K04558
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
尾上 幸造 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (50435111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐川 康貴 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10325508)
新 大軌 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (70431393)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ジオポリマー / フライアッシュ / 最適化 / タグチメソッド / 設計パラメータ / SN比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は，タグチメソッドの動特性パラメータ設計を適用し，四国産のフライアッシュを用いたジオポリマーモルタルの配合および製造条件の最適化を試みた．具体的には，粉体とアルカリ溶液の容積比を「入力値」，15打フロー値，曲げ強度および圧縮強度を「出力値」とするシステムを想定し，入出力関係のばらつきが最も小さくなる，言い換えるとSN比が最も高くなる設計パラメータ水準を模索した．設計パラメータとして，練混ぜパターン（高炉スラグ微粉末の投入タイミング），水ガラスと水酸化ナトリウム水溶液の質量比，水酸化ナトリウム水溶液の濃度，練混ぜ時間，加熱養生時の保持温度，加熱養生時の積算温度を取り上げた．また，ノイズ条件として実験機関（熊本大学および九州大学）およびフライアッシュのロット（2ロット）を考慮した．総計216回の実験により，SN比を算定し，最適水準を求めた．
その結果，高炉スラグ微粉末投入のタイミングを後入れとする練混ぜパターン，水ガラスと水酸化ナトリウム水溶液の質量比を3.0，水酸化ナトリウム水溶液の濃度を6 M，練混ぜ時間を4分，加熱養生時の保持温度を60℃，加熱養生時の積算温度を1000℃・hとすることで，システムを最適化できる（入出力関係のばらつきを最小化できる）ことが明らかとなった．最適条件下で入出力関係を求めた結果，実験機関やフライアッシュのロットによらずほぼ一義的な線形関係を得ることができ，入力値0.6から0.9の範囲における曲げ強度は3.2から5.3 N/mm^2，圧縮強度は16.6から29.5 N/mm^2であった．
また，最適条件および最悪条件の下でペースト供試体を作製し，反応生成物分析を実施した．その結果，最適条件下では最悪条件下と比較してフライアッシュの反応がより進行する可能性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は，概ね当初の計画通りに研究を進めることができた．ただし，1つの発電所からのフライアッシュのみの最適化にとどまったため，2020年度に別の発電所からのフライアッシュを用いた最適化実験を実施する．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は，異なる発電所からのフライアッシュ（2ロット）を用いたジオポリマーモルタルについて最適化実験を実施する．また，2019年度に最適化されたジオポリマーモルタルの耐硫酸性試験，凍結融解試験，乾燥収縮試験などを実施する予定である．
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| Causes of Carryover |
当初，2箇所の発電所からのフライアッシュを用いたジオポリマーの最適化実験を実施する予定であったが，1箇所の発電所からのフライアッシュのみを用いた最適化実験にとどまったため．残額については2020年度に別の発電所からのフライアッシュを用いた最適化実験を実施する際に使用する．
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