Expansive Behavior and Microstructures in Expansion Cement based Materials

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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。