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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04275/
• 关键词: 膨張材; 反射電子像; 画像解析; 2点相関関数; 水酸化カルシウム; 毛細管空隙; 拘束; 膨張; 微視的構造

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。

将含有基于石灰的膨胀材料的迫击炮标本倒入轻质模板和钢制约束模板中，并保持20°C的密封状态，直到材料的年龄为7天。切开样品，镜子抛光，并观察到散射的电子图像，以获得水泥基质的组成图像。准备二进制图像，以用于未经淹没的水泥，氢氧钙和毛细血管空隙，并使用两点相关函数进行评估。通过两点相关函数获得的主要发现是存在的概率（组成率比）和结构距离（相位连续性），这些距离允许数学评估水泥硬化体的空间结构。当混合膨胀的材料时，证实了氢氧化钙的增加，这是肿胀的一个因素。此外，在比较轻巧的模板和钢制约束模板时，可以证实毛细血管间隙在约束模板中减少了，并且发现内部结构通过限制扩展而致密。在轻巧的模板的情况下，毛细管的数量与不包含膨胀材料的砂浆标本的毛细血管量相似，但是空隙的连续性会增加。换句话说，当将扩展的材料混合在一起时，除非环境受到足够约束，从而导致内部结构粗糙，否则可能无法进行适当的性能。作为未来内部组织评估的计划，将使用固化温度作为参数收集数据。此外，该计划是在乙式系统使用扩展的材料时评估内部组织，并检查在导致膨胀效应的不同反应的系统中可以看到什么样的差异。

项目成果

養生温度を変化させた焼成ホッキ貝殻粉末混入モルタルの初期膨張性能評価

不同养护温度下焗蛤粉砂浆的初始膨胀性能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 土門寛幸;渡辺暁央
• 通讯作者: 渡辺暁央