並列タイトル等フライアッシュおよび高炉スラグ微粉末を用いたコンクリートの凍害との複合劣化に関する研究
一般注記application/pdf
一般的に、構造物に生じている劣化原因を一つに特定できない、すなわち複合劣化と呼ばれる劣化現象が多くみられるようになっている。この場合では各劣化現象の相互作用によって、発生した劣化形態が複雑で、単一の劣化モデルを足し合わせてその複雑劣化評価を行うことができない。一方、環境負荷低減の観点からセメント生産時に発生するCO2の削減や産業副産物の有効利用が求められ、セメント由来のCO2を削減することができる高炉（BFS）セメントおよびフライアッシュ（FA）セメントの研究が進められてきた。この背景として、寒冷地において、凍害が特色で、BFSやFAを用いたコンクリートの凍害の複合劣化に対する関心が高まりつつあり、検討する必要がある。凍害と塩害の複合劣化については多くの既往研究があるが、中性化と凍害やアルカリ骨材反応（ASR）と凍害の複合劣化に関する報告は少ない。ここで、本研究では、BFSやFAを用いたコンクリートの性化と凍害や凍害とASRの複合劣化の劣化機構を把握していく。1. NonAEでは、中性化により、OPCと低置換率のBFSコンクリートの耐凍害性が低下しているが、高置換率のBFS簿耐凍害性が向上している。BFSの添加により、Non-AEコンクリートで、中性化後の耐凍害性は低下しているが、AEコンクリートで、中性化後の耐凍害性は低下していない。2． FAコンクリートについて、中性化による耐凍害性が変化していない。吸水率に比べ、コンクリートの耐凍害性やスケーリングが細孔構造とのの関係は認められる。FAの添加により、Non-AEコンクリートで、中性化後の耐凍害性は低下しているが、AEコンクリートで、中性化後の耐凍害性は低下していない。3．OPCコンクリートでは、先行のASRにより、凍害を促進したが、先行の凍害により、ASRによる膨張を促進抑制された。BFSやFAコンクリートで、凍害に関わらず、ASRの膨張を大幅に減らされた。BFSやFAの混入により、ASRを抑制することで、ひび割れの発生も少なく、ASR後の耐凍害性を向上したことが確認できた。実環境下で、JIS規格により、AEコンクリートの使用は普通としている。CO2の削減するために、環境負荷低減リサイクル材とするBFSやFAの推進するとともに、コンクリートの長期強度など改善されられる。一方、BFSやFAの使用は塩害や中性化したコンクリートの耐凍害性を変化していなくて、さらにASRを受けたコンクリートの耐凍害性を向上できる。複合劣化の観点から、建築分野で、BFSやFAの使用を広く普及することを提案した。
For concrete structures in cold regions, the frost damage often occurs in the winter construction of concrete, which seriously threatens the performance and structural safety of concrete. The other concrete deteriorations such as salt damage, carbonation, and alkali-silica reaction (ASR) are also related closely to the durability of concrete. So far, the single deterioration mechanism is mainly studied in almost previous studies and the results have been accumulated substantially. However, for the actual concrete structures, it is not possible to suffer a single deterioration only. On the hand, in recent years, in the trend of CO2 emission reduction, blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA) are used more widely to reduce the cement consumption in the field of building materials.Therefore, this study will investigate the combined deterioration between carbonation and frost damage, and ASR and frost damage of concrete containing BFS and FA, the effect on the combined deterioration would be also made clear.1. For Non-AE BFS concrete, carbonation can reduce the frost resistance of OPC concrete and BFS concrete with a low replacement ratio but can improve the frost resistance of BFS concrete with a high replacement ratio. For AE BFS concrete, the frost and scaling resistance of all concrete is kept at a high level. The additive of BFS can reduce the frost resistance of Non-AE concrete subjected to carbonation, and has no effect on frost resistance of AE concrete.2. For FA concrete, carbonation has little effect on the frost resistance of concrete. Besides, the frost and scaling resistance are far more reliant on the changes in pore structure than they are on the water absorption. Due to additive of FA, the frost and scaling resistance of AE concrete subjected to carbonation is kept at a high level; while, for Non-AE concrete subjected to carbonation, the frost and scaling resistance tends to decrease.3. for OPC concrete, expansion due to ASR could be restrained when subjected to freeze-thaw, and frost resistance is reduced when subjected to ASR. For BFS and FA concrete, expansion due to ASR could be restrained regardless of being subjected to frost damage. The additive of BFS and FA can improve the frost resistance of concrete subjected to ASR. In real environment, AE concrete is used wildly for concrete construction. Therefore, in the study, it can be obtained that the use of BFS and FA don’t reduce of frost resistance of concrete subjected to salt damage and carbonation and increase the frost resistance of concrete subjected to ASR. Overall evaluation, the use of BFS and FA are beneficial to the safety of concrete.
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受理日（W3CDTF）2023-07-08T03:42:33+09:00
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