産業廃棄物を用いた混合セメント水和物の中性子散乱による構造解析

利用中子散射对工业废料混合水泥水合物进行结构分析

基本信息

批准号：
20656087
负责人：
梅村靖弘
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

近年のコンクリート高強度化技術の進歩はめざましく,設計基準強度100MPaを超えるような超高強度コンクリート構造物の施工実績が増えているが,この高強度化にはセメント分散剤である高性能減水剤とフライアシュと同じ人工ポゾラン材である超微粒子のシリカフューム(SF)が必要不可欠である。一般に超高強度コンクリートの水セメント比は極めて低く,SFのポゾラン反応によりケイ酸カルシウム水和物(C-S-H)が生成され微細空隙を充填するが,各セメント鉱物の水和反応に及ぼすSFの影響や,SFのポゾラン反応におけるC-S-Hの詳細な生成機構については分かっていない。そこで本年度は,SFがセメント水和反応の反応に及ぼす影響さらに生成するC-S-Hのケイ酸アニオン構造(オリゴマーサイズのシロキサン鎖の鎖長)に及ぼす水結合材比の影響について検討を行った。本研究ではセメントは低熱ボルトランドセメントを使用し,SFの添加率はセメントの内割10,20%置換,砂結合材比1.0水結合材比(W/B)は15,22,30%として実験検討を行った。実験結果より以下のことが明らかとなった。セメント鉱物であるエーライト(C_3S)の水和反応率は,SFの置換率に拘わらず材齢7日でW/Bが15%で約60%,20%で約70%,30%で約80%に達しそれ以降の水和は停滞した。一方,ビーライト(C_2S)の水和反応率はSF添加率が10%から20%へ増加すると反応が若干抑制され,W/Bが15～30%の範囲では反応率に大きな差異は認められなかった。一例としてW/Bが22%,SF添加率が10%の場合,材齢7日で約10～15%,材齢28日で約20～30%,91日で約35～40%となった。生成されるC-S-H量は,SF添加率の増加により若干増加が認められ,W/Bの低下により減少した。C-S-Hのケイ酸アニオンの鎖長は、W/Bの増加により増加しSFの増加により抑制された。

近年来，高强混凝土技术进步显着，越来越多的设计标准强度达到100MPa的超高强混凝土结构被建成。类似于粉煤灰的人造火山灰材料是必不可少的。一般超高强混凝土的水灰比极低，SF的火山灰反应生成水化硅酸钙（C-S-H）并填充微观空隙，但SF对各水化反应的影响水泥矿物是，SF的火山灰反应中C-S-H的详细形成机制尚不清楚。因此，今年，我们研究了SF对水泥水化反应的影响以及水胶比对产生的C-S-H硅酸盐阴离子结构（低聚物大小的硅氧烷链的链长）的影响。本研究采用低温螺栓兰水泥作为水泥，SF添加量为10%，水泥替代量为20%，砂胶比为1.0，水胶比（W/B）为15、22、30进行了实验研究。实验结果揭示了以下内容。作为水泥矿物的阿利特(C_3S)的水化反应率在W/B为15%时约为60%，在W/B为30%时约为70%，在W/B为30%时在7天时约为70%。年龄，无论 SF 替代率达到 80%，此后就停滞不前。另一方面，当SF添加率从10%增加到20%时，BELITE（C_2S）的水合反应速率受到轻微抑制，并且在W/B范围为15至30时，反应速率没有观察到显着差异。没有。例如，如果W/B为22%，SF添加率为10%，则7日龄时约为10-15%，28日龄时约为20-30%，91日龄时约为35-40%塔。随着SF添加量的增加，C-S-H的产生量略有增加，随着W/B的降低而减少。 C-S-H中硅酸阴离子的链长随着W/B的增加而增加，并随着SF的增加而受到抑制。