化学式が（Ca_3.70Na_0.30）［（Al_5.85Fe_0.15）O₁₂］SO_3.85で表される立方晶イーリマイト多結晶体を試薬から合成し、粉砕して得られた粉末試料のX線粉末回折データから結晶構造を解析した。チャージフリッピング法で初期構造モデルを導出した後、最大エントロピー法に基づくパターンフィッティング法を用いて、構造モデルのバイアスを可能な限り取り除いた三次電子密度分布を求めた。この等電面を可視化したところ、Ca席の位置およびSに配位するO席の位置に不規則性が認められ、それらはCa席を二カ所とO席を三カ所に分割した構造モデル（空間群I43m、格子定数a＝0.91988nm）で適切に表現できた。過去に報告された類縁化合物の結晶構造と比較検討し、当該結晶構造の特徴を明らかにした。

本研究では異なるCa/Si比（C/S）のC-S-Hを合成し詳細なキャラクタリゼーションを行った後、その合成C-S-HのSeedingがエーライトの初期水和反応に及ぼす影響について検討した。その結果、Seedingはエーライトの溶解反応は促進しないが、C-S-Hの生成反応を促進することを確認した。また、低C/Sの合成C-S-HのSeedingは水和初期のC-S-H生成を促進する一方で、水和後期の水和率やC-S-H生成量及び生成したC-S-HのSi平均鎖長に影響を与えないことが確認された。

高C/S比の非晶質C-S-Hおよび高活性β-C₂Sからなる「再生可能なセメントサイクル」の構築を目指し、高C/S比の非晶質C-S-Hを合成する段階においては、共沈法によりSi源にオルトケイ酸ナトリウムを用い、固相のNaおよびNO₃を除去した試料でC/S＝2.0程度の高C/S比C-S-Hの作製に至った。そこで本報では、合成したC-S-Hを低温焼成して得られたC₂Sの水和性状について検討を行った結果、高C/S比C-S-Hの低温焼成物を80℃で水和養生した場合、CHの生成を伴わずに元々の高C/S比C-S-Hと類似した構造を有する非晶質C-S-Hが生成する結果となった。またSi源にメタケイ酸ナトリウムを用い、液相を高pHとした試料では、低温焼成物中に存在したWollastoniteが水和し、CHを伴わない非晶質C-S-Hが生成する結果となった。

本研究は、C-S-Hがエトリンガイトの二次生成を促進するメカニズムの解明を目的として、化学組成およびAl結合状態の観点から検討を行った。乾燥条件の異なる合成モノサルフェートと各種共存物質を混合し、Na₂SO₄水溶液を用いて練り混ぜ水和した結果、C-S-Hが共存した場合では、乾燥条件によらず、エトリンガイトの二次生成量が顕著に増大した。この現象は、単純な化学組成では整理できなかったが、C-S-Hが共存した場合のみ、²⁷Al NMRスペクトルにC-A-S-Hの形成を示す4配位Alピークが確認された。このことから、エトリンガイトは4配位Alから生成しやすく、C-S-HはSi鎖中にAlを置換して4配位Alを形成するために、エトリンガイトの二次生成を促進するものと考察した。

本研究では、モノカーボネートおよび、共存物質の種類がエトリンガイト二次生成に及ぼす影響を把握することを目的として検討を行った。その結果、モノカーボネート単体をNa₂SO₄水溶液を用いて練り混ぜ水和させた場合にはエトリンガイトが生成しなかったのに対し、モノカーボネートとC-S-Hを共存させNa₂SO₄水溶液を用いて練り混ぜ水和させた場合には、エトリンガイトの生成が促進される結果が示された。またC/S比の低いC-S-Hが共存した場合には、さらにエトリンガイト生成が促進される傾向が確認された。加えて27Al NMR測定の結果より、エトリンガイト二次生成には、C-S-H中のSi鎖に置換した4配位Alが影響を及ぼしている可能性が示唆された。

本研究では、構造内のS-O結合をC-O結合に変化させた炭酸型エトリンガイトを用いて、加熱脱水したエトリンガイトの再吸水に伴う水分吸着性状について検討した。その結果、炭酸型エトリンガイトは加熱脱水により非晶質化し、構造内の6配位Alが4配位および5配位へと変化した。また加熱脱水後にRH66％以上で再吸水した場合、Al配位数は6に戻り、再結晶化した。さらに、非晶質化した炭酸型エトリンガイトが再結晶化する際、大量の水分吸着が生じた。通常のエトリンガイトも同様の挙動を示したことから、エトリンガイト構造中の4配位や5配位のAlが6配位に変化する際に多量の水分を吸収して、エトリンガイトの膨潤が生じる可能性があるものと考察した。

本研究は80℃で水和反応させたCaO-SiO₂-H₂O系材料に対して乾燥条件やMg、アルカリが1.4nmトバモライトや1.1nmトバモライトの生成あるいは結晶構造に及ぼす影響について検討することを目的とした。その結果、80℃での水和反応後、乾燥条件をRH＝11％とした試料では1.4nmトバモライトが生成したのに対し、110℃乾燥を行った場合にはその層間隔が1.1nmに変化した。またMgの添加は、乾燥条件によらずトバモライトの生成を促進させる効果を示し、RH11％乾燥試料においては1.4nmトバモライトの積層方向の顕著な発達をもたらした。加えてNaClの添加はトバモライトのc軸方向の格子間隔を変化させる効果が、Na₂SO₄の添加はRH11％乾燥試料における1.4nmトバモライトの生成・成長を助長させる効果が示された。

普通ポルトランドセメントの初期における水和反応におよぼす亜硝酸カルシウムの影響について検討した。亜硝酸を添加した普通ポルトランドセメント試料では、水和30分、1日、14日において、エトリンガイトおよび亜硝酸イオンを取り込んだAFm相の生成が確認された。また、水和48時間までの普通ポルトランドセメントの積算発熱量は、亜硝酸カルシウムの添加により増加しており、アルミネート相およびフェライト相の反応率は、亜硝酸カルシウムを添加しなかった試料と比較して1.5倍以上であった。アルミネート相およびフェライト相の水和は、亜硝酸イオンを取り込んだAFm相およびエトリンガイトの生成により初期に促進されたと考えた。

高C₃Sセメント─フライアッシュ─石灰石微粉末系混合セメント（AFC）はフライアッシュセメントの初期強度の改善に有効である。本実験はAFCについて、水和反応の温度依存性と塩化物イオン浸透抵抗性の検討を行った。AFCは低温においても高いC₃Sの反応率を示した。低温ではフライアッシュの反応が抑制されるため、C₃Sの反応率が高いAFCは、現行のフライアッシュセメントB種（FB）より低温での強度発現に有利であると考えられる。また、AFCの塩化物イオン浸透深さは普通セメント（N）より浅く、FBと同程度であった。

フライアッシュ（FA）のアルカリへの反応性に影響する粒子特性の解明を目的に、粒子ごとのFAセメント硬化体中でのポゾラン反応性および、粒子特性がアルカリへの反応性に与える影響を解析した。その結果、FAを構成する6クラスの中でもセメントペースト中で反応するのは、表面がガラスで覆われた4クラスと判明した。さらに、それら中で最も存在割合の大きい、ガラスの主成分がAl₂O₃-SiO₂（AS）で構成されたクラスが、反応性に影響を与えていることが判明した。また、FAの活性度指数に最も影響するのは球換算比表面積であり、ガラス相の化学組成の影響は小さい。FAの反応性は、ペースト中で反応するガラス粒子の表面積の大小により変動するという知見をFAの特性評価に活用することで、FAセメントの品質制御の更なる合理化により貢献できる可能性があると考えられる。

本研究では、飛翔体が高速衝突した場合にコンクリートに生じるミクロな変化を把握することを目的として、セメントペーストを対象とした高速衝突試験を実施した。検討の結果、衝突部分より深い領域が白く変化することが確認された。420m/sでの衝突時にはプラズマの発生を確認した。衝突により白く変化した部分では、そうでない部分と比較して空隙構造が粗大になっていることを確認した。一方で熱分析やX線分析の結果、両者には大きな違いが見られなかった。原因として、飛翔体が衝突した際に生じたごく短時間の熱による体積変化や、セメントペースト中の水分が瞬時に蒸発し、乾燥が生じたことに起因する可能性を指摘した。

高C₃A型セメントをベースとして少量混合成分（石灰石、フライアッシュ、高炉スラグ）を10％添加したセメントについて、反応性骨材を用いたモルタルの高温高アルカリ（NaOH）溶液中での膨張特性（ASTM C1260に準拠）を評価した。モルタル膨張量は、高C₃A型セメントをベースにフライアッシュを添加した系で小さくなる傾向がみられた。XRD/Rietveldや²⁷Al MAS NMRによると、膨張量に差異の生じたNaOH溶液養生後7日から14日の間で、高C₃A型セメントでは水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、C₃Aおよびカトアイト等が減少し非晶質相が増加する変化が確認された。

砕砂全量使用時におけるフレッシュ性状の改善を目的とし、JISで定めた範囲内で砕砂の粒度分布を調整した時のモルタルの流動性把握および細骨材の物性値、粒子形状などの指標を用いて粒度構成、異なるペースト性状におけるモルタルの流動性について検討を行った。砕砂の粒度調整に伴い変化するモルタルの流動性の評価として細骨材の実積率、吸水率、微粒分量および粒子形状を用いるのは困難であり、最も関係しているのは粒度構成であることが明らかになった。しかし、細骨材によって粒度構成が流動性に影響を及ぼす度合いが異なり、また、同一粗粒率においても粒度分布は複数存在するため、モルタルのフレッシュ性状の評価および予測は困難であり、今後の検討課題となる。

本研究では、再乳化形粉末樹脂を用い、ポリマーセメントモルタルの曲げ及び圧縮強さに及ぼすポリマー混入率の影響について検討している。その結果、水セメント比、ポリマー混入率、空気量及び細骨材セメント比を考慮したポリマーセメントモルタルの曲げ及び圧縮強さ影響因子を提案している。又、その影響因子とポリマー未混入モルタルの曲げ及び圧縮強さの積とポリマーセメントモルタルの曲げ及び圧縮強さとの間には高い相関性が認められ、ポリマー混入率を新規な調合要因として取り扱うことができることを明らかにしている。

混合セメントに使用される混合材の日常的な品質管理や選別に使用できる手法の構築を目的とし、伝導型熱量計を用いた簡易的なキャラクタリゼーション手法を検討した。本報告では、一般的に使用される混合材の中でも、混合材自らが反応する高炉スラグ微粉末およびフライアッシュの品質評価を行うため、50℃の高温養生と反応刺激材として水酸化カルシウム粉末を用いた促進試験法を提案した。促進試験法を用いて最短で材齢1日まで伝導型熱量計で実測を行うことで、混合材の活性度指数の違いを判断でき、品質評価に使用できることを示した。

高炉セメントの利用や寒冷地における凍結融解抵抗性増進を目的としたAE剤の利用によって、コンクリートの初期強度が低下する。これを補うためにポリオール系と硫酸塩系を併用した併用型硬化促進剤が開発されており、高い硬化促進効果が得られている。しかしながらその硬化促進メカニズムは詳細には明らかにされていない。本研究では、併用型硬化促進剤混和による高炉セメント硬化体の初期強度発現メカニズムの解明を試みた。その結果、ポリオール系と硫酸塩系を併用することによりアルミネート相の水和反応が促進すること、併用型硬化促進剤が水酸化カルシウムを溶解し、高炉スラグ微粉末の反応を促進させる可能性があることを明らかにした。

シングルミクロンの高炉スラグ微粉末は、初期強度改善目的などで補修関連のモルタル材料の混和材として利用されている。一方で、硬化体の収縮が大きくなるなどの課題がある。そこで、粒子の細孔構造の異なるシングルミクロン高炉スラグ微粉末を試作し、モルタルにおいてフレッシュ性状や圧縮強度などの比較を行うとともに、乾燥収縮と自己収縮特性の改善の可能性について検討を行った。その結果、同一粒径でもBET比表面積を小さくしたシングルミクロン高炉スラグ微粉末を用いることにより、圧縮強度は同等の特性を示し、収縮特性は改善できることが分かった。

フライアッシュのポゾラン反応における生成物は、主にC-S-H、C-A-HおよびC-A-S-Hであるが、フライアッシュの組成が反応生成物に及ぼす影響について検討した例はほとんどない。そこで本研究では、フライアッシュの組成が反応生成物に及ぼす影響を基礎的に検討するために、フライアッシュと水酸化カルシウムを混合したFA-CHペーストにおいて、反応に伴う水酸化カルシウムの消費量、結合水量および反応生成物を定量した。その結果、ガラス組成中におけるAl/Si比が0.33以上と高いフライアッシュでは、ガラス相からのAl/Si溶出量比が高く、結合水量が多いC-A-HやC₂ASH₈を生成しやすい傾向があることが明らかとなった。

コンクリートの管内流動をコンクリートと管壁との間に存在する薄い水膜との2層流れと仮定すると、流量はBingham流量、滑りによるコンクリートの移動量及び水膜の体積で与えられる。本研究では、O漏斗試験装置の上部に試料容器を増設し、漏斗の流出管入り口の水頭差を3水準として流量を測定するとともに、加圧脱水試験を併用して、脱水量を基に管壁面に生じる水膜の厚さとコンクリートの滑り速度を計算してBingham流量を求め、これをBuckingham式に適用してレオロジー定数の概略値を推定する方法を検討した。さらに、この概略値に補正係数を乗じて予測した流量は、圧送試験装置による実測流量と比較的近似した値となり、簡易に流量予測ができる可能性が示された。

本研究では、硬化コンクリート中に含有する亜硝酸イオン量の分析方法を確立することを目的として、モルタル硬化体を用いて基礎的データの収集を行った。測定はJISおよびJCI規準を骨子として、試料の切断および微粉砕方法、温水抽出方法をパラメータとして分析用試料を作製し、イオンクロマトグラフ法により測定した亜硝酸イオン量を比較検討した。その結果、試料の微粉砕過程では、振動ディスクミルを用いた場合の方が鉄乳鉢よりも試料の粒度が細かく、亜硝酸イオン量が多く検出された。また、試料量に対して液量が多くなるほど亜硝酸イオンの抽出率は増加する傾向を示すものの、試料量と液量の割合が1：16になるとほぼ一定になることを確認した。

塩素固定化材および膨張材を添加したコンクリートに関し、物理的特性および塩分浸透抵抗性について検証を行った。その結果、塩素固定化材と膨張材を併用することによる圧縮強度への影響はほとんどない一方、同一添加量であっても膨張材を単独添加した場合と比較して膨張ひずみが小さくなる傾向が認められた。また、浸漬試験および非定常状態の電気泳動試験において、塩素固定化材を添加することで塩化物イオンの浸透が抑制され、膨張材と併用した場合でも、導入される膨張ひずみが適正範囲内であれば塩分浸透抵抗性に影響がないことが確認された。

空気量の異なるコンクリートの気泡分布をASTMリニアトラバース法と画像解析法、および気泡を点で表した点過程法にて評価し、従来の気泡間隔係数と簡単に求められる気泡間隔特性値の対応を検討した。その結果、気泡間隔特性値はASTM画像解析法により求めた気泡間隔係数とほぼ一致し、点過程法の有用性が確認されたが、より簡便な評価を目的として低倍率のスキャナー画像を用いると、気泡間隔特性値と気泡間隔係数と最大で100μm程度の差を生じた。空気量が少ない場合はスキャナー像の点密度が空気量と対応しない場合があり、微小気泡の非検出が点間距離に及ぼす影響について検討が必要である。

膨張コンクリートの一軸拘束膨張試験方法のA法および一軸拘束膨張・収縮試験方法のB法について、JIS A 6202に規定されているダイヤルゲージ法だけでなくコンタクトゲージ法も併用し、A法およびB法のPC鋼棒とコンクリートとの付着が長さ変化率に及ぼす影響を実験的に検討した。その結果、A法では収縮率が－200×10^－6程度まではB法と同様に収縮率が測定できることを、B法では収縮率が－300×10^－6程度を超えるとPC鋼棒の転造ねじによる付着が端部で充分でなくなり、コンタクトゲージ法に比べて、ダイヤルゲージ法による収縮率の絶対値が小さくなることを、それぞれ明らかとした。B法における収縮率の適用範囲を限定する必要があること、およびA法にコンタクトゲージ法も併用すると、膨張コンクリートの一軸拘束状態の膨張率の測定を経た後の、拘束の無い収縮率も測定できる可能性を示した。

サーモポロメトリーは空隙内部の水の凍結融解時に発生する熱量からセメント硬化体の空隙量を推定するものであり、著者らは少量の試料によって測定を行ってきたが本研究ではバルク試料に対してサーモポロメトリーの適用を行った。その結果、少量のサンプルでは測定できていなかったピークを検出でき、高炉スラグ混和による空隙の小径化を明らかにすることができた。また、塩化物イオンの拡散や電気伝導率に及ぼす空隙構造の影響は、サーモポロメトリーの凍結過程における－30℃までに凍結する水量と相関があることが示され、特に塩化物イオンの拡散係数とは非常に高い相関関係を示した。

ビルの外壁にタイルを接着するモルタルに、ドライアウト現象を防止するための吸水調整材が塗布されているか否かを判定する方法を検討した。吸水調整材の代表的な市販品について、赤外分光分析を行い、スペクトル上の主な吸収ピークの帰属を決定した。これらを所定の割合で塗布したモルタルの表層を削り取り、赤外分光分析を実施した結果、1730cm^－1付近に現れるC＝O結合の伸縮による吸収ピークが、吸水調整材を検出するキーバンドであることが明らかとなった。さらに実際の構造物のタイル接着モルタルについて、赤外分光分析と走査型電子顕微鏡による二次電子像観察を行った結果、赤外分光分析で吸水調整材が検出されたモルタルでは、それが膜状の物質として観察されることを示した。

溶液種類を変えた吸水試験により、人工海水中のイオン種がモルタルの水分浸透に与える影響に関して検討した。その結果、本検討で用いた溶液の濃度では、無機塩の溶解によるバルク中の表面張力と粘性係数の変化は水分浸透に影響せず、マイクロオーダーのチャネルでは溶液種類によって水分浸透時間に差がないことが確認された。そして、Mg^2＋を含む溶液ではモルタル中の水分浸透が蒸留水と比較して抑制されることが確認され、その原因としてMg（OH）₂による空隙の充填が考えられた。さらに、溶岩プレートを用いた吸水試験により水分浸透の抑制に水和イオンが影響している可能性が示唆された。

粒度分布および水セメント比を考慮したセメントペーストの、粒子間距離の分布および空隙に水分が充満した液相の体積分布を理論的に求める方法および計算結果を示した。水セメント比と粒子間距離との相関については、粒子間距離が隣接粒子の半径の相乗平均に比例するという仮定のもとで合理的な結果が得られ、また空隙率の平均粒子間距離依存性および平均粒子間距離の水セメント比依存性を求めることができた。その結果、セメントの粒度分布が決まれば、任意の水セメント比におけるセメントペースト中の水分の体積分布および粒子間距離分布を算出することが可能となった。

型枠転用を早めるために有効な材料であるC-S-H系硬化促進剤を用いたコンクリートの研究が進められている。しかし圧縮強度発現性を見た場合、一般強度配合である水セメント比における強度発現はその効果があまり認められないが、物質移動抵抗性が向上した。そこで、（1）C-S-H系硬化促進剤の添加方法の検討、（2）C-S-H系硬化促進剤の寄与する空隙についての検討を実験的に実施した。その結果、種核となるC-S-Hナノ粒子が析出サイトを作ることから、従来のセメント量に対する添加よりも単位水量に対する添加が効果的であること、またその効果は低添加で遷移帯領域に認められ、高添加によりモルタル部の改質が行われることがわかった。

既往の研究において、1 DAY PAVEをベースとした早期交通開放型透水性ポーラスコンクリート舗装の配合を提案し、材齢1日で曲げ強度4.25N/mm²、透水係数0.623cm/secを有する駐車場を施工した。本研究では、この配合を用いて、大型車両が通行する採石場において、幅5m×長さ20mの透水性ポーラスコンクリート舗装を厚さ30cmで施工し、大型車両が通行する環境における本配合の性能を検討した。その結果、転圧方法を3層に分けて転圧することで、材齢1日において曲げ強度3.5N/mm²を確保し、大型車両の通過する環境においても透水性ポーラスコンクリート舗装として十分機能することが確認された。

本研究は、産業副産物である高炉スラグ微粉末の有効利用及び利用拡大を目指して、多量添加した場合のコンクリートの諸物性への影響、特に熱特性及び力学特性に着目した検討を行うことを目的としたものである。本研究では、温度応力解析に必要な設計用値の主たる物性値を把握できる簡易物性評価試験装置を用いて、温度影響を受けたコンクリートの諸物性を把握するとともに、それらの物性値を用いて温度応力解析を実施し、高炉スラグ微粉末を60％以上添加したコンクリートのひび割れ抑制効果について検討を行った。

本研究ではセメント硬化体の炭酸化機構、特に実環境と促進環境のプロセスの違いを検討した。CHとC-S-Hを炭酸化対象とし、それらの溶解度積から、実環境ではCO₂の供給が緩やかなため、まずCHが炭酸化しその後C-S-Hが炭酸化し、ともに消費されるとフロントが前進する。一方促進環境ではCO₂の供給が速いため、CHおよびC-S-Hともに炭酸化し、粒径の細かいC-S-Hが炭酸化してしまうと、未炭酸化のCHを残したまま炭酸化フロントは前進する、と考えた。この考えに基づき高炉スラグ微粉末の置換率および養生条件を変えたモルタルの中性化速度係数を求めたところ、水和物が含むCaO量とよい相関があることが分かった。

ポンプ圧送によるスケーリング抵抗性の低下を明らかにするため、フレッシュ時に一時的に加圧を行ったモルタルのスケーリング抵抗性について検討した。加圧によりスケーリング抵抗性が低下する結果となった。特に加圧圧力が0.4MPaの場合でスケーリング抵抗性の低下が顕著となった。このことは、耐凍害性に有効な150μm以下の気泡が加圧により減少し、空気量の低下及び気泡間隔係数の増加により起こる。エントレインドエアと中空微小球を併用した場合では、エントレインドエア単独に比べ、加圧によるスケーリング抵抗性の低下は小さい結果となった。中空微小球の使用により、加圧による80μm以下の空気量の低下が小さいためと考えられる。

凍結防止剤溶液の凍結と融解過程がスケーリングに及ぼす影響を明らかにするため、NaCl水溶液の凝固点以下－40～－3℃において、様々な温度範囲で降温と昇温の繰り返し試験を行った。スケーリングが起こる温度条件は、NaCl水溶液の状態で説明することができる。－20～－10℃の範囲で降温と昇温、または、この温度範囲を降温と昇温時に通過する条件でスケーリングが起こった。この温度範囲において、氷と高濃度のNaCl水溶液が共存する状態である。氷とNaCl・2H₂Oの2成分の固体状態である－40～－21℃の範囲での降温と昇温ではスケーリングは起こらなかった。温度変化に伴いNaCl水溶液の一部分が凍結と融解する現象によってスケーリングが起こると考えられる。

本研究では、深海底におけるセメントモルタルの流動特性や初期圧縮強さ、長期間深海底に暴露した硬化体の力学特性を測定し、水和生成物及び化学組成の分析から、深海底で圧縮強さや長さ変化等の物理的特性が変化した原因を考察した。その結果、長期間深海底で暴露したセメントモルタルの物理的特性は著しく変化し、その程度は結合材の種類によって異なることがわかった。深海底で暴露することにより、カルシウムの溶脱、マグネシウムと硫黄の浸入によるマグネシウム系水和物やエトリンガイトの生成、水和生成物の結晶の大きさや空隙の変化が生じたことが原因と考えた。

硬化コンクリート中で電子顕微鏡や粉末X線回折などによりエトリンガイトを同定することでDEFと判定することは、他の劣化要因を見落とす可能性があり、非常に危険であると考える。本論文では、コンクリートの劣化原因を偏光顕微鏡観察、電子顕微鏡観察およびEDS分析を相互に取り入れた岩石学的手法を用い判定したうえで、エトリンガイトの生成要因を中性化深さ、コンクリートの配合、養生条件、および環境条件なども考慮に入れ明らかにした。また、飛灰に接触したコンクリートの劣化診断について岩石学的手法を取入れ、本手法の適用性を検討した。

前報では、JCI「マスコンクリートのひび割れ制御指針2016」のコンクリート中のアルカリ量、硫酸塩量による最高温度の限界値について、2種類のセメント（普通・早強）を使用し、アルカリ量及び硫酸塩量を広い範囲とした実験より、材齢200日までの結果が指針の提案を裏付けることを示した。本研究では、材齢600日超の結果を用いてDEF膨張が起こるかどうかを検討し、指針のアルカリ量、硫酸塩量による最高温度の限界値の信頼性を検討した。結果は指針の提案を裏付けたものの、最高温度70℃の場合、アルカリ量が多い場合に広い範囲で膨張が認められ、指針の65℃の領域に近接する外側でも膨張を示すことを見出した。

本研究では、普通ポルトランドセメント（N）および高炉セメントB種（BB）を用いたコンクリート柱部材を作製し、脱型時期、養生方法および使用環境を変化させた場合の透気係数、含水率、圧縮強度および反発度の関係について検討した。その結果、透気係数を小さくするために、Nの場合は外部から水分を補給する湿布養生が、BBの場合は湿布養生に加えて乾燥を抑制する封かん養生および膜養生が効果的であった。また、セメントの種類や養生方法、使用環境が異なると、透気係数は圧縮強度および反発度と明確な相関性は見受けられなかった。そのため、コンクリートの耐久性は強度だけでは判断できず、透気試験のように物質の移動抵抗性を直接測定するのがよいと考えられる。

寒冷地の道路橋RC床版は冬期に凍結防止剤が散布されるため、近年、塩害、塩分環境下の凍害やアルカリシリカ反応（ASR）により、交通量の少ない地域であっても耐久性を損ねる劣化事例が報告されはじめてきた。そのため、RC床版自体の耐久性を高める必要性が指摘されている。本研究では、耐凍害性、遮塩性やASR抵抗性の高いコンクリートと防錆被覆鉄筋等を用いた多重防護の考えを導入し、その性能を発揮させる施工段階における性能評価までの検討手順を提案し、室内試験や現場試験に基づく入念な施工計画を立案し、実施工を行った。その結果、想定した性能を非破壊試験や耐久性試験で確認し、提案した検討手順の有効性を実証した。

本研究では、2009年より日本各地に曝露し、経時的な耐久性を評価中のフライアッシュ（FA）コンクリート供試体を用いて、FAのポゾラン反応率と耐久性の関係について整理した。曝露供試体中のFAのポゾラン反応率は、曝露試験と同じFAを用いた模擬ペーストの解析に基づき、積算温度から間接的に推定した。その結果、FAのポゾラン反応率は、基準温度を13℃とした場合の積算温度と良い関係があり、この関係を用いて推定したポゾラン反応率と中性化速度係数の経時変化には良い相関関係が認められた。また、海洋環境に曝露した供試体では遮塩性に関する解析を加えており、FAコンクリートでは中性化を受けた場合にも、高い遮塩性を有することを明らかにした。

スラリー充填繊維コンクリート（SIFCON）の力学特性を維持しながらマトリックスの収縮量低減および材料製造に伴う環境負荷低減を図ることを目的に、小粒径の細骨材を対結合材質量比で40～80％含有し、尚且つ単位セメント量の50％を高炉スラグ微粉末で置換した高流動グラウト材を試作するとともに、これを適用したSIFCONの圧縮および曲げ特性について実験的検討を行った。その結果、適切な材料および調合を選定することにより、マトリックスに細骨材を混入した場合であっても良好なグラウト充填性とペースト調合の場合と同等の力学特性を有するSIFCONが得られることが実験的に示された。

超高強度繊維補強コンクリート（UFC）は高い圧縮強度を有し、鋼繊維を混和することで弱点である引張特性を改善した材料である。近年、現場打設で使用可能な常温硬化型超高強度繊維補強コンクリートの研究が進められている。また、高強度・高靭性を有する補修材として用いることで今後の維持管理への貢献が期待されている。そこで本研究では、様々な繊維を高強度モルタルに混和した場合、繊維の種類や混合割合が常温硬化型UFCの基本特性に与える影響についての検討を行い、評価することを目的とした。試験の結果、繊維長の短い銅繊維を混和することによって要求される強度を満たすことを確認することが出来た。

本研究では、CFRPメッシュ埋設によるRC梁のせん断補強工法の開発を目的に、CFRPメッシュによるせん断補強効果について実験的検討を行った。その結果として、無補強のRC梁との比較でCFRPメッシュの埋設によって大きなせん断補強効果が得られることが確認できた。また、3次元有限要素解析による検討を行った結果、解析結果は実験結果を妥当な精度で再現することができ、さらにせん断補強に用いたCFRPメッシュの引張構成則の仮定がRC梁の耐荷力の計算結果に大きく影響することが明らかになった。

本研究は、普通・早強セメントに鋼繊維を配合したSFRCを用いて製作した床版、すなわちSFRC床版を提案し、耐疲労性の評価およびSFRC床版の寿命推定式であるS-N曲線式を提案した。その結果、RC床版供試体の等価走行回数に対してSFRC床版の等価走行回数は大幅に向上し、耐疲労性が評価できる結果が得られた。また、寿命推定式であるS-N曲線式にはSFRC材の一面せん断試験から得られた強度および割裂試験から得られた引張強度の、それぞれの85％の強度を適用したSFRC床版の破壊荷重付近の押抜きせん断耐荷力P_sx.SFを用いたS-N曲線式を提案した。これによってSFRC床版の寿命推定が可能となった。

下水道管の老朽化が進んでおり、下水道管更生工法が注目されている。この更生工法に用いられる裏込めモルタルに対する要求性能としては、既設下水道管と内側に挿入した更生管とが複合管としての剛性、更生管外側の凹凸間への充填性、圧入時の作業効率向上のために低密度・低粘度・材料分離抵抗性が必要になる。本稿で用いられた配合Cでは、圧送圧が高くなるという問題があった。このため、配合Dでは、0打モルタルフロー値の目安値を大きくすることで圧送負荷の低減を行い、要求性能を満たすことが出来た。しかし、配合Dにおいて水中不分離性が低くなり、今後検討する必要がある。

コンクリートのひび割れの補修について、近年では微生物を用いた斬新な補修法が提案されている。本研究では、微生物系補修材の実用化を目的として、食品発酵用のイースト菌、土壌に多く存在する好アルカリのバチルス菌をそれぞれ用いて補修材を調製し、モルタルに生じた貫通ひび割れ、およびASR促進試験で発生したひび割れに対して補修を試みた。その結果、いずれの供試体においても、補修後ひび割れ中に炭酸カルシウムの析出が確認でき、補修前と比べ透水速度と吸水量が顕著に低下したことが明らかとなった。また、バチルス菌を用いた場合、ASRによるひび割れの補修後の吸水量はイースト菌と比べて低下し、補修効果は高くなることが明らかとなった。

アミノ酸の一種であるアルギニンを混入したコンクリートは、海洋環境における魚類等の生物生息環境が改善できることや、コンクリート中の鉄筋腐食環境を改善することが報告されている。本研究では生態系への配慮も必要となる海洋環境で適用される断面修復材にアルギニンを添加した場合の補修効果を実験的に検討した。さらに、この断面修復材にフライアッシュと石膏を添加することによる自己治癒性能についても併せて検討した。この結果、特にアルギニンとフライアッシュを併用した断面修復材は、一般のポリマーセメントモルタルを用いた場合と比較して、打継部界面付近の鉄筋腐食速度が抑制されるとともに、自己治癒によるひび割れの閉塞が促進される傾向を示した。

本研究は、RC床版を用いて輪荷重走行疲労実験による疲労損傷を与えた後、高弾性PCMおよび低弾性PCM、PCCを用いて2種類の接着剤を塗布した薄層補修法における補修効果を検証した。その結果、高弾性PCMを用いて直接補修した供試体に対して低弾性PCMを用いて2種類の接着剤を塗布して薄層補修した供試体は、1次、2次補修までの等価走行回数は1.69倍、また、低弾性PCMに小径骨材、6号砕石を配合した低弾性PCCの等価走行回数は2.01倍、2.19倍の補修効果が得られた。よって、低弾性PCM、PCCを用いた2種類の接着剤塗布型補修法は割れやはく離することがなく耐疲労性が向上し、実用的であると言える。

廃棄物・副産物の活用による環境貢献およびCO₂排出による環境負荷の両影響を考慮した、簡便な構造物の環境影響評価手法の構築を目的に、セメント種類を変更した場合の橋梁の環境影響評価を行った。本研究で提案した統合化指標によって評価を行った結果、リサイクル活用の難しい廃棄物を多く使用しているポルトランドセメントの指標値が最も高くなり、リサイクル活用の比較的容易な副産物を多く使用している混合セメントは低い値となった。また、日本版被害算定型影響評価手法（LIME2）の統合化評価結果においても、ポルトランドセメントの評価値が最も高くなり、両手法による評価値は相対的に高い一致を示した。

ハイブリッドポーラスコンクリート（Hy-PoC）は、緑化性能に優れた牡蠣殻ポーラスコンクリートと力学特性に優れた砕石ポーラスコンクリートを組み合わせたコンクリートである。本研究では、Hy-PoCの緑化性能と強度特性に及ぼす締固め方法の影響について検討した。植栽試験結果より、締固めエネルギーが小さいジッギング法で作製したHy-PoCは締固めエネルギーが大きいバイブレータ法と比較して緑化性能が高く、特に混合率100％のHy-PoCが優れていた。また、湿潤状態の供試体を用いた改良揚水試験より、緑化性能に優れたHy-PoCが高い揚水性能を持つことが確認できた。しかし、ジッギング法で作製したHy-PoCの圧縮強度は低く、バイブレータ法と比較すると約1/3～1/4の値を示した。

新たな原料投入なしに再生可能なセメントを実現させるため、高活性β-C₂SとC/S比2.0のC-S-Hの水和焼成サイクルの確立を目的として、本研究では固相反応であるメカノケミカル法によって、高活性β-C₂Sを直接合成することを試みた。出発C/S比を1.0、1.5、2.0に調合した試料を粉砕時間が最大5時間になるまで遊星型ボールミルにて粉砕を行った結果、カルシウム源としてCaO、シリカ源としてアエロジルを用いた乾式メカノケミカル法を用いることにより、いずれの出発C/S比においてもC/S比が2.0であるβ-C₂Sが合成可能であることが示された。また得られたβ-C₂Sは、N₂-BETの結果から通常のβ-C₂Sよりも大きな比表面積を有しており、水和活性の高いβ-C₂Sが合成可能であることが示された。