Hardening Mechanism of Geopolymer Concrete by Binderless Formulation

无粘结剂配方地聚合物混凝土的硬化机理

• 批准号: 22K12477
• 负责人: 小泉 公志郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12477/
• 关键词: ジオポリマー; ケイ酸構造; NMR; TMS誘導体化; フライアッシュ; シリカフューム; 火山灰; 産業副産物; 有用再資源化; 低炭素

本研究の遂行にあたり，初年度にあたる本年は主材料であるフライアッシュおよびシリカフューム等「ポゾラン材料」の強塩基性刺激による化学反応（ポゾラン反応）活性の傾向を従来よりも正確に求める手法に着目した。セメントや高炉水砕スラグ等の水硬性材料を構成成分として利用せずに硬化体（バインダーレス型の硬化体）を得ることになるため，硬化体の強度と原材料ポゾラン活性の相関を明確に抑える必要があり，この測定にはトリメチルシリル誘導体化法（TMS法）が有効であった。TMS法では，ポゾラン反応を受けて原料から遊離・生成するケイ酸アニオン（シロキサンオリゴマー）の鎖長分布と，各シロキサンオリゴマーの検出量の合計値から，大凡の生成量を知ることができることは分かっていたものの，反応率がまちまちであるポゾラン材料からのシロキサンオリゴマー生成量の微妙は比較を行うことは困難であった。本年度の検討ではシロキサンオリゴマーのガスクロマトグラフによる分析の際に適切な「内部標準物質」を添加することで，各シロキサンオリゴマーの検出量を相対的に補正できるようにすることを目的とした。その結果，TMS誘導体化の処理過程で一定量の「テトラデカン」を内部標準物質として用いることで，各シロキサンオリゴマーの検出（定性）に影響することなく検出量の相対補正（半定量化）が可能となった。また一方で，強塩基性刺激により「結合（バインダー）材」として作用させるシリカフュームに替えて，同じポゾラン材料であり，かつ同程度の粒子径を有する「火山灰微粉末」の利用を想定した検討も進めた。火山灰微粉末もシリカフュームとほぼ同様の反応性を示すと予想したが，セメントペーストに置換した成分で比較を行ったところ，配合率と強度特性がシリカフュームと異なることが判明し，現在のところ，その粒子形状等が影響している可能性がある点を把握した。

在进行这项研究时，今年的第一年集中在一种准确地确定化学反应活性（火山灰反应）的方法上，这是由于对主要材料，粉煤灰和硅烟等“ Pozzolan材料”的强烈基本刺激引起的，比以前更准确。由于在不使用液压材料（例如水泥或喷气炉颗粒）的情况下获得固化的身体（无链固化的身体），因此有必要清楚地抑制固化物体强度与原材料孢子虫的活性与三甲基甲基甲基甲基甲基固定衍生物（TMS）之间的相关性。尽管众所周知，从硅酸盐阴离子的链长度分布（Siloxane低聚物）的总价值中可以得知生产量，并从原料下释放并产生的生产总量是在Pozzolan反应下以及每种Siloxane寡聚物的总量，但很难比较从Pozzolan材料中产生的Siloxane寡聚物，从而比较了一项varys材料，从而比较了siloxane dilegomers a varying Repanding avarying varying varying varying。今年的研究旨在通过在分析气相色谱法分析硅氧烷低聚物时添加适当的“内标物质”来相对纠正每个硅氧烷低聚物的量。结果，通过在TMS衍生过程中使用一定量的“四烷”作为内标，可以对检测量进行相对校正（半定量），而不会影响每个硅氧烷低聚物的检测（定性）。另一方面，我们还进行了一项研究，该研究假设使用由相同的火山灰材料制成的“细火山灰粉”，并且具有相同的粒径，而不是通过强大的碱性刺激用作“粘合剂材料”的硅烟。我们预测，细火山灰粉也将表现出与硅烟雾的反应性几乎相同的反应性，但是当我们比较与水泥糊取代的成分时，我们发现它们的混合比和强度特性与硅烟雾的特性有所不同，并且我们了解到目前粒子形状和其他因素可能会影响颗粒形状的可能性。