研究開発事例
セメント・コンクリート
高性能減水剤の作用機構
1. 概要
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◎ コンクリートの役割：圧縮荷重の負担＋鉄筋への腐食物質の浸透抑制 ◎ コンクリートの高性能化：圧縮強度増加＋緻密化＝水セメント比の低減 ◎ セメント分散剤：セメント分散による低水セメント比のコンクリートの施工性確保 ◎ セメント分散剤への要求：高い分散性能、時間と材料変化に対する安定性 |
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⇒目的：減水剤の作用機構 ⇒高くかつ安定した流動性のコンクリートの製造技術開発 |
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2. セメント分散の本質
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◎ 流動性∝Ad/SSA（固相表面積あたりの減水剤吸着量）（下図左） ◎ 減水剤吸着：固相に対する減水剤と液相中の陰イオン（SO42-）との競争吸着（下図中央） ◎ 流動性経時変化＝Ad/SSA経時変化＝水和によるセメント表面積＋液相組成の経時変化 |
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⇒セメント分散剤の効果の解析手法：分散剤の効果に影響する因子（減水剤構造、セメントの水和の進行（生成相とその表面積）、液相組成、減水剤吸着など）に対する、変動因子（セメント、混和材、骨材などの材料、練混ぜ条件、温度など）の影響の定量的解析 |
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3. 成果
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◎ セメントの流動性品質制御技術 ◎ 流動性に関する相性が少ない安定した性能を示す減水剤構造の提案 ◎ コンクリートの流動性解析＆予測（下図右） ◎ 新減水剤開発（粉末型減水剤、収縮低減型減水剤） |
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4. 参考文献
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1. K. Yamada, S. Hanehara, Interaction mechanism of cement and superplasticizers -The roles of polymer adsorption and ionic conditions of aqueous phase, Concrete Science and Engineering, 3[9]135-145(2001) 2. Y. Nakajima, T. Goto, K. Yamada, Modeling the working mechanism of poly beta-naphthalene sulfonate condensate superplasticizer considering the interaction with cement, J. Am. Ceram. Soc. (in print) 3. 山田一夫、小津博、矢野眞弓、ポリカルボン酸系高性能AE減水剤の最適化によるセメントとの相性改善、コンクリート工学年次論文報告集、Vol.24、No.1、pp.825-830、2002 4. 山田一夫、小川彰一、高橋智雄、羽原俊祐、セメント・コンクリート、No.670、pp.41-49、2002 5. 表彰：日本コンクリート工学協会論文賞（2000年）、セメント協会論文賞（2000年）、コンクリート工学年次大会優秀講演賞（1998年、1999年） |
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