ASR抑制のための各種混和材の適正混入率の機構的解明

各种外加剂适当混合比例抑制 ASR 的机理阐明

基本信息

批准号：
07J06475
负责人：
川端雄一郎
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,フライアッシュおよび高炉スラグ微粉末といった混和材を混和したセメントペーストについて,熱分析,XRD,選択溶解および29Si MAS NMRの組み合わせによる相組成解析を行い,硬化体の空隙水組成との関連性について評価した。また,反応性骨材を使用したモルタル・コンクリートのアルカリシリカ反応(ASR)による膨張量試験を行い,混和材のASR抑制効果を評価した。その結果,混和材の混入によりC-S-HのCa/Si比が低下し,その低下割合は混和材のガラス相の組成と表面積に依存すること,Al_2O_3リッチな組成の混和材はC-S-HへのAl同形置換によるアルカリ固定が生じていること,の2点が相組成解析から明らかになった。混和材の混入によって空隙水のOH濃度は低下し,これは上述した相組成の変化によるものであることが明らかになった。フライアッシュを混和したペーストのC-S-HのCa/Si比は,本研究で提案した指標αによって整理することが出来た。指標αはフライアッシュの比表面積,ガラス相のシリカ量,単位ペースト体積あたりのフライアッシュ割合の積で表される。実際に反応性骨材を使用したモルタル・コンクリートのASR膨張量試験では混和材の混入によって抑制効果が認められたが,その効果には品質による差が認められた。ASR膨張制御効果について本研究で提案した指標αを用いて整理すると,良好な相関関係が認められた。また,反応性骨材のASR膨張性はシリカ鉱物の溶解度のpH依存性に大きく依存することを明らかにした。すなわち,混和材の適正混入率はシリカ鉱物の溶解を抑えるpHまで低減する必要があり,そのための混和材の品質基準について明確にした。

在这项研究中，我们利用热分析、X射线衍射、选择性溶解和29Si MAS NMR相结合的方法，分析了掺有粉煤灰和粉状高炉矿渣等外加剂的水泥浆体的相组成，并研究了其与孔隙水组成的关系。评估硬化产品的性别。此外，还进行了使用反应性骨料的砂浆和混凝土的碱硅反应（ASR）引起的膨胀试验，以评估外加剂的ASR抑制效果。结果，C-S-H的Ca/Si比因外加剂的掺入而降低，降低的速率取决于外加剂玻璃相的成分和表面积。成分富含Al_2O_3的外加剂表明， C-S-H的Ca/Si比降低。相组成分析揭示了两点：发生了碱固定。研究发现，随着外加剂的添加，孔隙水中的OH浓度降低，这是由于上述相组成的变化所致。与粉煤灰混合的浆体的 C-S-H Ca/Si 比可以使用本研究中提出的指数 α 来组织。指数α表示为粉煤灰的比表面积、玻璃相中二氧化硅的量以及单位膏体体积中粉煤灰所占比例的乘积。在使用活性骨料的砂浆/混凝土的实际ASR膨胀试验中，发现外加剂的添加具有抑制效果，但效果因质量而异。当使用本研究提出的指标α来组织ASR扩张控制效果时，发现了良好的相关性。研究还表明，反应性聚集体的 ASR 膨胀性很大程度上取决于二氧化硅矿物溶解度的 pH 依赖性。换句话说，外加剂的适当混合比例必须降低到抑制二氧化硅矿物溶解的pH值，为此目的外加剂的质量标准已经明确。