シラスを利用した高機能性セメント硬化体の開発に関する研究

利用shirasu开发高功能硬化水泥的研究

• 批准号: 18H00273
• 负责人: 福永 隆之
• 金额: $ 0.34万
• 依托单位: Kagoshima National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H00273/
• 关键词: シラス; 温泉暴露; 混和材

鹿児島県に広く分布する「シラス」は堆積量が750億㎥と多く、鉱物組成もシリカとアルミナの非晶質粉体で構成されているため、工業製品の材料として最適である。しかし、現在シラスの使用用途や使用量は少なく、シラスの新たな活用方法が望まれている。コンクリートの劣化現象の一つに酸による劣化がある。九州地方は、火山や温泉が多くその周辺では強酸である硫酸の影響でコンクリートが損傷を受ける事例がある。特に鹿児島県は、桜島や霧島連山を始めとする火山が多く存在しており、酸性劣化の対策が求められている。そこで本研究は前述したシラスの新たな活用法を提案するために、シラスを混和材として利用した耐酸性の高いセメント硬化体を開発することを目的とした。以下に、その概要を説明する。はじめに、シラスを分級し各粒度におけるシラスの鉱物組成や元素分析などの化学的性質を明らかにした。その結果、微粒部の鉱物組成は火山ガラスなどの非晶質で構成されており、粒径が大きくなるほどその混合割合が低くなる結果を得た。次に、非晶質で構成されているシラスを用いて供試体を作製した。また、比較用としてOPCのみの供試体も作製した。作製した供試体は材齢28日まで水中養生を実施し、その後、霧島温泉地区にある温泉に浸漬し、定期的に質量、中性化深さ、圧縮強度を測定した。その結果、シラスを用いた供試体は、OPCのみの供試体と比較して、中性化深さや質量減少などの変化は同程度だった。しかし、圧縮強度を見てみるとOPCのみの供試体は浸漬直後から減少したが、シラスを用いた供試体の圧縮強度は増加し、強度の低下は確認できなかった。これは、温泉に浸漬することによりシラスの反応が促進し圧縮強度が増加したと推察される。以上の結果より、シラスを混和材として利用することにより、温泉環境に強いセメント硬化体を作製できる可能性を示した。今後は長期的な耐久性について検討する必要がある。

Shirasu广泛分布在Kagoshima县，其沉积量为750亿M3，也由无定形的二氧化硅和氧化铝粉组成，使其成为工业产品的理想材料。但是，Shirasu的使用和数量当前很小，并且需要使用新的使用方法。混凝土的恶化现象之一是酸引起的恶化。九州地区有许多火山和温泉，在某些情况下，混凝土因硫酸的影响而破坏了浓酸。特别是Kagoshima县有许多火山，包括Sakurajima和Kirishima山脉，需要采取防止酸性降解的措施。因此，为了提出一种使用上述硅的新方法，这项研究的目的是使用硅作为混合物开发高度酸抗水泥的身体。下面说明了其中的大纲。首先，将Silas分类以阐明每种粒径上的Silas的化学性质，例如矿物质成分和元素分析。结果，细晶粒的矿物质成分由无定形的火山玻璃制成，晶粒尺寸越大，混合比越低。接下来，使用用无定形材料制成的筒仓制备标本。此外，为了进行比较，还准备了仅由OPC制成的样品。将准备好的标本固化在水下直至28天，然后浸入基里希玛·奥恩森地区的温泉中，并定期测量质量，中和深度和抗压强度。结果，与仅使用OPC的标本相比，使用Silas的样品中和质量减少的变化相似。但是，从抑制强度看，仅OPC的标本在浸入后立即减少，但是使用Silas的样品的抗压强度增加，并且无法确认强度的降低。这被认为是因为浸入温泉中会促进鲑鱼的反应并增加抗压强度。从上面的结果中可以看出，通过使用Shirasu作为混合物，可以产生对温泉环境具有抗性的水泥固定的身体。将来，需要考虑长期耐用性。