Expansive Behavior and Microstructures in Expansion Cement based Materials

膨胀水泥基材料的膨胀行为和微观结构

基本信息

批准号：
22K04275
负责人：
渡辺暁央
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tomakomai National College of Technology
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

项目摘要

石灰系膨張材を混入したモルタル供試体を軽量型枠および鋼製拘束型枠に打設して，材齢7日まで20℃の密封状態で静置した。その供試体を切り出し，鏡面研磨を実施して，反射電子像観察を行い，セメントマトリックスの組成像を取得した。未水和セメント，水酸化カルシウム，毛細管空隙について2値化像を作成し，それに対して2点相関関数による評価を実施した。2点相関関数によって得られる知見として，存在確率（構成割合），構造距離（相の連続性）が主なものであり，セメント硬化体の空間構造を数学的に評価することができる。膨張材を混入した場合，膨張の要因となる水酸化カルシウムの増大を確認した。また，軽量型枠および鋼製拘束型枠を比較した場合，拘束型枠では毛細管空隙が少なくなっていることが確認され，膨張を拘束することにより内部組織が緻密化することが明らかとなった。拘束が十分でない軽量型枠の場合，毛細管空隙量は膨張材を混入していないモルタル供試体と同程度であるものの，空隙の連続性が大きくなるという評価となった。すなわち，膨張材を混入する場合は，十分な拘束環境になるようにしなければ適切な性能を発揮できず，粗な内部組織になる可能性があることを示している。今後の内部組織評価の計画として，養生温度をパラメータとして，データを収集する予定である。また，膨張材をエトリンガイト系のものを使用したときの内部組織評価を行い，膨張作用を引き起こす反応が異なる系において，どのような相違が確認できるか検討する計画である。

将与石灰基膨胀材料混合的砂浆样本倒入轻质模板和钢约束模板中，并在 20°C 下保持密封状态直至老化 7 天。将样品切下、镜面抛光，并观察背散射电子图像以获得水泥基体的组成图像。创建未水化水泥、氢氧化钙和毛细管空隙的二值化图像，并使用两点相关函数进行评估。两点相关函数主要提供有关存在概率（成分比）和结构距离（相连续性）的知识，从而可以对硬化水泥的空间结构进行数学评估。当混合膨胀剂时，确认了作为膨胀因素的氢氧化钙的增加。此外，在比较轻质模板和钢约束模板时，证实约束模板中的毛细管空隙更小，并且很明显，内部结构通过约束膨胀而变得更致密。在约束不足的轻质模板的情况下，毛细管空隙的数量与不含膨胀材料的砂浆样本相当，但空隙的连续性被评估为更大。换句话说，当混合膨胀材料时，除非创建足够约束的环境，否则无法实现适当的性能，这可能导致内部结构粗糙。作为未来内部结构评估的计划，我们计划使用固化温度作为参数来收集数据。我们还计划评估使用基于钙矾石的膨胀材料时的内部结构，并检查在具有引起膨胀的不同反应的系统中可以观察到哪些差异。