汎用的コンクリート材料としての環境調和型セメント系材料による環境技術革新

以环保水泥基材料为通用混凝土材料的环保技术创新

基本信息

批准号：
13F03063
负责人：
濱幸雄
金额：
$ 1.85万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，産業副産物であり，コンクリート製造時のCO2排出量を削減することができるフライアッシュ（FA)，高炉スラグ微粉末（BFS)および大規模工場の自家発電施設から排出される循環流動層ボイラー灰（CFB灰）に着目し，これらを混和材料として用いたコンクリートの力学性能，耐久性を実験的に評価した．なお，FAおよびBFSは供用期間中に生じたひび割れをコンクリート自らが閉塞させる優れた自己修復性を有することが先行研究で明らかとなっており，その性能を有効に活用するとともに，繊維補強等の最新の技術と融合することで高靭性，高耐久性の新しい建設材料の開発も試みた．実験は，混和剤量の種類，粒径および粉末度，セメント種別，水結合材比，養生条件を変化させて作製したセメント硬化体の圧縮強度，ヤング係数，曲げ強度などの力学特性および中性化抵抗性，凍結融解抵抗性などの耐久性を評価した．さらに，初期・劣化後・修復後のそれぞれの段階でのポテンシャルとしての耐久性の変化を比較することで自己修復性能を評価するとともに，マイクロスコープおよびX線CTを用いてひび割れの閉塞状況を可視化，定量化を行った．また，一部の条件でPVA繊維およびPP繊維を混入することによる靭性，耐久性の向上に及ぼす影響を評価し，以下の結論を得た．1）粉体構成比をBFS：FS＝45％：15％，水結合材比を34％とすることで，粉体の置換方法によらず，普通コンクリートと同等の圧縮強度，中性化抵抗性，凍結融解抵抗性が得られる．2）環境調和型三成分系コンクリートは．自己修復効果が高く，自己修復性能を考慮した凍結融解抵抗性は普通コンクリートよりも極めて優位となる．3）内割置換の方が使用するセメント量を大幅に削減できるため，環境負荷低減効果が高く，高耐久な最適調合条件となる．

在这项研究中，我们研究了粉煤灰（FA）（一种可以减少混凝土生产过程中二氧化碳排放的工业副产品）和粉状高炉矿渣（BFS），以及大型私人发电设施排放的循环流化床。我们以锅炉灰（CFB灰）为对象，对用其作为外加剂的混凝土的力学性能和耐久性进行了实验评估。以往的研究表明，FA和BFS具有优异的自修复性能，可以使混凝土闭合在其使用寿命期间出现的裂缝。除了有效利用这种性能外，还可以利用纤维增强等。还尝试将其与最新技术相结合，开发具有高韧性和耐用性的新型建筑材料。进行实验以研究通过改变外加剂用量、颗粒尺寸和细度、水泥类型、水胶比和混合剂制备的硬化水泥产品的抗压强度、杨氏模量和弯曲强度等机械性能以及中性性能。评价固化条件，例如耐化学性和耐冻融性。此外，我们通过比较初始、劣化后和修复后每个阶段的潜在耐久性的变化来评估自愈性能，并使用显微镜和 X 射线 CT 可视化裂纹闭合的状态，并进行量化。我们还评估了在一定条件下掺入 PVA 纤维和 PP 纤维对提高韧性和耐久性的效果，并得出以下结论。 1) 通过将粉料组成比设定为BFS:FS=45%:15%，水粘结剂配比设定为34%，无论采用何种粉体替代方法和冷冻方法，都可以达到与普通混凝土相当的抗压强度和抗碳化性能。解冻阻力。 2）环保三组分混凝土。具有较高的自愈效果，考虑自愈性能其抗冻融性能极其优于普通混凝土。 3）由于内部更换可以显着减少水泥用量，因此可以更有效地减少对环境的影响，并为高耐久性提供最佳的混合条件。