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

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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．