ナノサイズ粒子間力から紐解く超高強度コンクリートの流動挙動とその応用

纳米颗粒间力揭示超高强混凝土流动行为及其应用

基本信息

批准号：
12J01469
负责人：
後藤卓
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、ポリカルボン酸系分散剤(以下PCとする)のナノサイズの物性と超高強度コンクリートの粘度を関連付ける数理モデルの構築にある。そこで本年度では、まず数理モデルの精密化として、粒度分布がサスペンジョンの粘性に及ぼす影響を粒子のランダム充填率により評価し、数理モデルに組み込むことに成功した。この成果は2013年度セメント・コンクリート論文集にまとめられている。また、流動時の粘度と静止時の降伏応力ではその粘性の発現機構が異なることから、降伏応力に関する数理モデルの構築を行ない、凝集性のアルミナサスペンジョンを用いて、その妥当性を示した。次に、水和反応を生じない凝集サスペンジョンに対して、化学構造、分子量が明確であり、主鎖側鎖比の異なるPCを用いて、昨年度に取得した吸着挙動に関するデータに加えて、流動挙動に関するデータを取得した。その結果、モノマーユニット換算でのPC吸着量あたりの粘性低減効果はPCの主鎖長によらず等しく、側鎖の長いPC程高い効果を発揮することが明らかとなった。さらに、数理モデルによる吸着層厚の推定および、粒子表面の錯体反応の考慮によるPC吸着サイト分布の計算の併用によりPCの吸着形態を検討した結果、従来定説とされてきた単分子層の吸着形態ではなく、多層に吸着する可能性が示された。この成果は2013年度セメント・コンクリート論文集に記載されている。さらに、上記と同様の液相、固体表面の条件において、原子間力顕微鏡により、PCの吸着形態を測定したとろ、PC1分子よりもはるかに大きい凝集物が確認され、その吸着層厚さは数理モデルによる推定値と良く一致し、提案する数理モデルの妥当性を示すことができた。セメント系では、用いるセメント種、PC種を変化させることで、イオン量や水和物量が異なる系に対する吸着挙動と流動挙動の測定を行なった。この成果は、2014年度セメント技術大会にて発表する。また、PC化学構造と吸着形態に対する温度変化の影響についても実験データの取得を終えており、その成果を近く公表する予定である。

这项研究的目的是构建一个数学模型，该数学模型将基于多羧酸的分散剂（以下称为PC）与超高强度混凝土的粘度相关联。因此，在今年，我们首先使用粒子的随机填充速率评估了粒度分布对悬浮液粘度的影响，并成功地将其纳入了数学模型。这些结果总结在2013年的水泥和混凝土纸中。此外，由于粘度机理的流量和屈服应力在静止时的粘度有所不同，因此构建了屈服应力的数学模型，并使用聚集的氧化铝悬浮液来证明其有效性。接下来，对于不接受水合反应的聚集悬浮液，除了使用具有清晰化学结构和分子量的PC以及不同的主链侧链比率的PC，还获得了去年获得的吸附行为数据的数据数据。结果，据揭示了，无论PC的主链长度越长，侧链的主链长度如何，每个PC吸附量降低粘度的效果是相等的，效果越高。此外，通过使用数学模型组合估计吸附层厚度并通过考虑在粒子表面上的复杂反应以及对多层上的吸附而不是单层的吸附形式的吸附的可能性来计算PC的吸附层厚度并计算PC吸附位点的分布，从而检查了PC的吸附形式，从而检查了PC的吸附形式。该结果在2013年的水泥和混凝土纸中进行了描述。此外，在与上述相同的液相和固体表面条件下，通过原子力显微镜测量的聚集物已证实比PC1分子的较大得多，并且在数学模型中与数学模型相吻合，表明拟议的数学模型的有效性与数学模型相吻合。在水泥系统中，通过更改所使用的水泥物种和PC物种，测量了具有不同离子和水合含量的系统的吸附行为和流动行为。这些结果将在2014年水泥技术会议上介绍。此外，已经获得了有关温度变化对PC化学结构和吸附形态的影响的实验数据，结果将很快宣布。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

凝集系レオロジーモデルによる一次粒子径の影響評価

使用附聚流变学模型评估初级粒径的影响

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
坂口　淳;赤林　伸一;文　欣潔;有波　裕貴;畠山葵，名和豊春;森永祐加，粟村友貴，畠山葵，名和豊春;佐川孝広，名和豊春;齋藤聖也，上仲壮，合田義，名和豊春;上仲壮，合田義，名和豊春;後藤卓，安藤雅将，田中健貴，名和豊春;安藤雅将，後藤卓，田中健貴，名和豊春;後藤卓,名和豊春
通讯作者：
後藤卓,名和豊春

A rheological approach to estimate floc structure in concentrated and flocculated suspensions

评估浓缩和絮凝悬浮液中絮凝结构的流变学方法

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Suguru GOTOH;Toyoharu NAWA
通讯作者：
Toyoharu NAWA

分散剤の化学構造と炭酸カルシウム粒子表面の吸着サイトが分散剤の吸着挙動に及ぼす影響

分散剂化学结构及碳酸钙颗粒表面吸附位点对分散剂吸附行为的影响

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
セメント・コンクリート論文集
影响因子：
0
作者：
Sohma;A.;Y. Sekiguchi;H. Shibuki;G. Kobayashi;T. Hasumi;T. Kuwae;and M. Akai;森田大志,後藤卓,名和豊春
通讯作者：
森田大志,後藤卓,名和豊春

粒度分布を考慮した濃厚系凝集サスペンジョンの流動性予測

考虑粒度分布的浓缩凝聚悬浮液的流动性预测

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
セメント・コンクリート論文集
影响因子：
0
作者：
Madhu Errampalli;Masashi Okushima and Takamasa Akiyama;渡辺謙太・桑江朝比呂;上仲壮，合田義，名和豊春;Ahmad SAIFIZUL Abdullah;桑江朝比呂;Masashi Okushima;後藤卓，安藤雅将，名和豊春
通讯作者：
後藤卓，安藤雅将，名和豊春

On Rheological Approach to Estimate Fractal Dimension of Aggregate in Concentrated and Flocculated Suspension