X線回折を利用したPDF解析によるセメント硬化体のナノ構造変形挙動の解明

通过 X 射线衍射 PDF 分析阐明硬化水泥的纳米结构变形行为

• 批准号: 15K18160
• 负责人: BAE SUNGCHUL
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K18160/
• 关键词: PDF; セメント; ナノ構造; 変形; C-S-H

一般的に、セメント硬化体は、カルシウムシリケート（CSH）、水酸化カルシウム（CH）、AFt及びAFm相や未水和反応セメント鉱物で構成される。その中でも全体の50%近くを占めるCSH相は、セメント硬化体あるいはコンクリートの強度発現および変形挙動においても最も重要なファクターであると考えられている。そのため、その構造や変形挙動の解明を目的とした研究が活発に行われ、メソ・ミクロレベルからナノレベルまで様々なCSH構造モデルが提案されてきた。CSH相はセメント硬化体中の他の相に比べ、低結晶質物質であるため、天然CSH鉱物及びCHの結晶構造をベースにした混合構造モデル[1, 2]や、モンテカルロ法や分子動力学を活用した原子レベルの構造モデル[3]などが提案されているが、未だCSHの性質、構造および変形挙動については不明な点が多い。また、CSH相の物理化学物性に大きな影響を与える様々な環境や劣化要因がCSH相の変形挙動へ与える影響は検討されていない。特に、CSH相の変形挙動を効果的に評価できる手段がなく、セメント硬化体の変形メカニズムは未だに明らかにされてない。このような背景の中、申請者は、2015年にSpring8のX線回折を利用し原子対相関関数（PDF）解析法により、セメントクリンカー硬化体のナノ構造に生じるひずみの評価を試みた。PDF解析法は原子対相関関数を測定することにより、結晶周期性をもたない物質の局所構造を定量的に評価できる手法で、この試行実験により、セメント硬化体から得られた回折ピークの位置変化から、圧縮負荷に伴うセメント硬化体内部の結晶相であるCH相の弾性ひずみ変化を定量的に評価できることが分かった。

The general hardened body is composed of water, alkali metal (CSH), hydrochloric acid (CH), AFt and AFm phases. 50% of the total CSH phase, the hardened body, the strength of the deformation, the most important. The purpose of the study is to develop and improve the structure of CSH. CSH phase is different from other phases in the hardened body, low crystalline substance, natural CSH compound and CH crystal structure, mixed structure, molecular dynamics, atomic structure, proposal, properties of unclassified CSH, structure and shape change. The physical and chemical properties of CSH phase are greatly affected by environmental degradation. Special, CSH phase change effect evaluation means, the hardened body change effect evaluation means. In the background, the applicant will try to evaluate the structure of the hardened body by using the atomic correlation coefficient (PDF) analysis method for X-ray reflection in Spring8, 2015. PDF analysis method for the determination of atomic correlation number, crystal periodicity, structure of the substance, quantitative evaluation of the method, trial implementation, hardened body, obtained by the retroflexion, position change, compression load, accompanied by the crystal phase inside the hardened body, quantitative evaluation of the property change of CH phase.