本研究ではAl源や養生温度の違いがトバモライトの結晶構造に及ぼす影響に関して検討するため、出発Ca源及びSi源にゲーレナイトやγ-Al₂O₃を添加し、各条件下で養生を施した。その結果、Al無添加試料を比較的低温である40℃で28日間養生することで1.4nmトバモライトが生成することを確認した。また1.4nmトバモライト生成過程において、Alを添加することで60℃温度条件下でもAl置換型1.1nmトバモライトが生成する可能性が示された。加えて1.1nmトバモライト生成過程においては、低結晶質のC-（A）-S-Hが結晶化すると共にAl置換サイトがQ_2bからQ₃へシフトする傾向が見られ、Al源の違いはAl置換量の違いを生み出す結果となった。

基材セメントとして普通ポルトランドセメント（N）と高C₃Sセメント（H）を用いて、FAの置換率を18と30％としたフライアッシュ（FA）セメントの養生温度30℃での水和反応についてLSP添加の影響も含め検討を加えた。Hを用いたFAセメントの初期水和の熱量は、FAの置換率が18mass％でもNセメントと同等以上の値を示した。LSPを添加した場合は基材セメントに関係なく、エトリンガイト（AFt）とモノカーボネート（Mc）が生成した。材齢7日と91日の各種FAセメント中のC₃SとC₂Sの反応率はFAセメントの種類に関係なく、ほぼ同等で、反応量としては含有量が影響した。また、30℃養生では、基材セメントとしてHを用いた方が、Nの場合より長期でのFAの反応率が顕著に増加した。

高炉スラグ微粉末（BFS）の化学組成や粉末度が活性度指数や高炉スラグ高含有セメント（HVBFSC）の水和や強度に及ぼす影響を検討した。BFSの活性度指数やHVBFSCの強度や水和にはBFSの化学組成の影響が大きく、粉末度によって活性度指数を増加するには限界がある。JISの塩基度が同じでも活性度指数やHVBFSCの水和や強度が異なるものもある。TiO₂やMnOを考慮した塩基度は、いずれも活性度指数やHVBFSCの水和の傾向まで推察することは難しいが、強度や水和特性が低いものを見分けるためには有用である。また、HVBFSCの水和初期のカルシウムアルミネート系水和物はエトリンガイト（AFt）であるが、活性度指数の高いBFSを用いるとモノサルフェート（AFm）の生成が増加した。

C₃S量の異なる高C₃A型クリンカーを試製し、これらを用いて調製した高炉セメントの強度発現性と断熱温度上昇特性を検討した。C₃A量を13～16％に増やしたクリンカーを用いた場合、C₃A量が9～10％のクリンカーに比べて28日強さが低下した。その28日強さの低下を補完するにはC₃S量の増加、石灰石添加、ブレーン比表面積の増加および強度増進剤（TIPA）の使用が有効であったが、石灰石添加を除いていずれも断熱温度上昇量も増加した。

塩基度とAl₂O₃量の異なるスラグを電気炉で試製し、これらについて亜硝酸カルシウム（CN）による水和促進効果の違いを検討した。塩基度が高くAl₂O₃が多いスラグでは、CN添加によって水和発熱速度が著しく増大した。しかし、この水和発熱速度の増加はモルタル圧縮強さ発現の傾向と一致せず、Al₂O₃を多く含むスラグではCN添加によるモルタル圧縮強さの増加率は小さくなった。X線回折によるNitrite AFmの生成からスラグの反応促進が確認できたが、強度発現の面でCN添加の影響を論じるには、非晶質な水和物生成や硬化体の空隙構造の変化も含めて更に研究する必要がある。

Ca（NO₂）₂、ジエタノールイソプロパノールアミンや両者を併用した添加剤を添加した高炉スラグ高含有セメントの水和物（HVBFSC）とその組成について無添加の場合と比較して検討した。硬化したHVBFSCの水和物は、いずれの添加剤を添加しても変化せず、ケイ酸カルシウム水和物（C-S-H）および水酸化カルシウム、AFtと少量のAFmとハイドロタルサイト（HT）であった。SEM-EDSの点分析によりMg/SiとAl/Siの関係からHTのMg/Alを求め、Alを補正しAl/Caを求めた。Si/CaとHTを補正したAl/Caとの関係から求めたC-S-HのCa/Siは、添加剤の有無や種類に関係なく約1.3程度であった。添加剤を添加すると高炉スラグの反応が促進され、C-S-HのAl/Siが無添加より0.02～0.05大きな値を示し、Ca/（Si＋Al）は無添加に比べてわずかに小さい値を示した。

寒冷地における高炉セメントコンクリートの初期強度発現の遅れを改善するために硬化促進剤の研究がなされ、さまざまな無機塩類でその効果が報告されている。しかし、高炉セメント中の高炉スラグ微粉末の反応にそれらの物質がどのような影響を与えるかは依然解明されていない。本研究では硬化促進剤を構成する主な物質である無機塩類に着目し、高炉スラグ微粉末の反応に及ぼす影響と反応メカニズムの解明を試みた。その結果、無機塩類の添加により高炉スラグ微粉末の反応率が上昇し強度発現が増進することが明らかになった。また、高炉スラグ微粉末の反応により生成されるアルミネート系の水和物の違いが強度発現に影響することが示された。

本研究では高炉スラグ微粉末および高炉セメントの水和反応に及ぼす各種膨張材の影響について検討した。各種膨張材の混和により無水石膏と消石灰を併用添加した系と比べスラグの反応が促進し、AFm相の生成や液相のpHの大きな低下が確認された。高炉セメントにおいては、各種膨張材の混和によりスラグ、ベースセメントともに反応が促進した。膨張材のうちエトリンガイト・石灰複合系膨張材（P-CSA）はベースセメント中のエーライト、フェライト相の反応および材齢3日までのスラグの反応を大きく促進した。このことからP-CSAは特にスラグを多量に使用した混合セメントの初期強度増進剤として有効であると示唆された。

高炉スラグ微粉末を大量に使用したコンクリートのペーストと高炉セメントB種のペーストの炭酸化を促進し、C-S-Hの変質挙動に着目してSEM-EDSや²⁹Si MAS NMR、²⁷Al MAS NMRにより分析した。SEM-EDSの結果から、炭酸化によりスラグやセメント粒子の内部のC-S-HからCaが外部へ移動してCaCO₃を生成する機構が明らかになった。この時、C-S-H中のSiとAlは移動せずに保持され、Caが減少しながらSiO₄四面体の重合が進んでアルミノシリケートゲルに変化することがNMRにより確認された。

本研究はセメント硬化体に生成する水和物が物質移動抵抗性に及ぼす影響を評価することを目的として、セメントペースト硬化体の相組成および拡散試験のデータを用いて重回帰分析を行った。その結果、酸素および塩化物イオンの拡散では水酸化カルシウム（CH）、モノサルフェート（AFm）、ハイドロガーネット（C₃AH₆）が拡散係数を大きくし、ケイ酸カルシウム水和物（C-S-H）およびカルシウムアルミネート系水和物（C₄AH₁₃）が拡散係数を小さくすることが明らかとなった。また、モルタル供試体における水分の拡散ではCHが拡散係数を大きくし、AFm、C₃AH₆、C-S-H、C₄AH₁₃が拡散係数を小さくすることが分かった。

非等温で、かつ不飽和状態におけるセメント硬化体中の水分移動問題に着眼し、温度勾配ならびに含水量勾配を駆動力とした液相水、蒸気相水に対する計4つの拡散係数の表現式を代数的に明らかにした。本研究で示す拡散係数は、熱力学状態方程式を基礎とした吸着等温線モデルを利用して定式化されていることから、含水量や温度、空隙径分布や空隙量等の微細構造特性が統一的にすべての拡散係数に反映されている。含水量と拡散係数の関係を示すとともに非線形水分移動シミュレーションを実施し、温度勾配に由来した水分移動特性について吟味した。

若材齢時における脱型による水分の逸散は、セメントの水和反応に大きな影響を及ぼす。本検討では若材齢のモルタルを一次元的に乾燥させ、異なる乾燥状態での水分分布、相対湿度分布、および材齢約1か月後の水和反応との関係を実験的に取得した。乾燥面からの距離が20mmまでは水分の逸散が大きくなり、水和の反応が脱水により抑制される結果となった。これは特に水和反応の材齢後期に見られる析出律速過程における析出可能領域の減少の結果と考えられる。この傾向は特に脱型日数が早いほど確認されており、水和初期の水分量の低下が水和に影響が大きいことがわかった。

早期脱型によるかぶりコンクリート品質の性能評価技術の基礎的検討として、モルタルに対して異なる3つの脱型材齢に対して、セメントの水和反応、平衡相対湿度、含水率の空間分布に関する分析を行った。セメントの水和により比表面積が変化することから、水和変化も含む脱型材齢ごとのみかけの相対湿度─含水率関係においては、脱型時の水和率の高いものほど含水率が大きい傾向を示した。その上で、水分の逸散によって生ずるセメントの反応速度の停滞現象を定量的に評価する目的で、水和反応速度モデルを前提に、細孔溶液の化学ポテンシャルに依存する反応速度比を最小2乗近似によって定量する手法を提案し、得られた結果について考察した。

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、セメントペーストにおいて乾燥収縮に及ぼす高炉スラグ微粉末の影響を確認した。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、乾燥収縮に影響を与えると考えられる細孔容積の割合が減少し、収縮特性は改善できることが分かった。

地球温暖化への対策としてCO₂排出削減を行うためにはさらなる高炉セメントなどの混合セメントの利用拡大が必要である。しかしながら高炉セメントを使用したコンクリートの場合には普通ポルトランドセメントを使用する場合より長い養生を必要とする。そのため高炉セメントを積極的に使用するためには初期強度発現の改善が必要である。そこで本研究では高炉スラグ微粉末の反応性に及ぼす各種無機塩の影響を明らかにすることを目的とした。その結果、無機塩を混和した場合、高炉スラグ微粉末─水酸化カルシウム固化体において初期材齢から強度増進が見られ高炉スラグ微粉末の反応が促進することを明らかにした。特にアルミネート系の水和物が異なること、Si鎖の重合が異なることを固体NMR測定によって確認した。'

本研究では50kg程度の比較的少量の石炭を燃焼させることができる石炭燃焼試験炉を使い、石炭種や燃焼条件がフライアッシュの品質に与える影響を調査した。試験炉より得られたフライアッシュを使用して、コンクリート用混和材としての性能を確認する試験を実施した結果、石炭の燃焼温度が低いフライアッシュは未燃炭素が多く残存し、形状も歪になるため、流動性が改善しない場合があることを示した。また、使用する石炭種や石炭の燃焼温度によってフライアッシュの化学組成・鉱物組成・非晶質量が変化し、その結果活性度指数が異なることを明らかとした。

電波を使用する機器同士の干渉による通信障害を防ぐため、建築物の壁面等に広帯域電波吸収体の設置が求められる。そこで、一般建築物での大量使用に耐えうる安価で容易に作製できる電波吸収体を開発する。電気炉酸化スラグ、軽量細骨材または発泡スチロールビーズを骨材としたモルタルをテーブルバイブレータで加振して電波照射側から段階的に複素比誘電率及び複素比透磁率が変化する電波吸収体を作製する。これらモルタルの加振時間がモルタル内のスラグの分布や反射減衰量に及ぼす影響を検討し、電気炉酸化スラグと発泡スチロールビーズを用いたモルタルの加振で、十分な性能を有する広帯域電波吸収体を容易に作製できると示した。

本研究ではフレッシュコンクリートのハンドリングを簡易的かつ定量的に評価可能な方法の確立を目的に、その基礎的な検討としてモルタルを対象としたプロクター貫入抵抗値（以下 貫入抵抗値）の適用可能性を検討した。実験では、貫入抵抗値とベーンせん断試験による方法との比較やセメント種類および細骨材産地等が貫入抵抗値に及ぼす影響を検討した。その結果、貫入抵抗値とベーンせん断試験から得られた最大せん断応力との間には高い相関性を有し、貫入抵抗値がハンドリングの評価方法として適用できる可能性が示唆された。さらに、貫入抵抗値は異なるセメントおよび細骨材を用いたモルタルのハンドリングの違いを評価できることを示した。

従来のリニアトラバース法に代わる気泡間隔評価法として、著者らは点過程統計量に基づく評価法（点過程法）を提案してきた。本研究においては、過去に独立に実行されたリニアトラバース法の52個の計測記録を収集し、そのときに得られた気泡間隔係数と、点過程法に基づいて推定した気泡間隔特性値の比較を行った。その結果、気泡間隔特性値は気泡間隔係数ときわめて良好な相関性を有し、その差も高々数十μmであった。よって気泡間隔特性値を用いた耐凍害性の判断には、従来の基準を用いることが可能であり、点過程法は簡便かつ統計的な信頼性を有する評価方法であると考えられる。

本研究では、粗骨材として静弾性係数の異なる硬質砂岩砕石および石灰岩砕石を用い、シリカフュームプレミックスセメントを用いたモルタルを結合材とした、目標空隙率10～30％のポーラスコンクリートの圧縮性状について検討している。その結果より、既往の研究で提案したポーラスコンクリートの圧縮強度および単位容積質量を変数とする静弾性係数推定式に、粗骨材岩種および混和材の種類を考慮する係数を導入した新規な推定式を提案している。また、それらの係数値として、普通コンクリートの静弾性係数推定式に用いられる、粗骨材岩種および混和材に関わる値が適用できることが示唆される。

FRPロッドにおいて、外部環境の温度変動の作用を受けた後の付着強度を評価した事例はない。そこで本研究では、FRTSに比べ安価で普及を期待できるFRTPも含めて、FRPロッドとコンクリートの付着強度について、ばらつきや0～60℃の変動の影響を評価した。その結果、鉄筋とFRTPロッドではコンクリートとの付着強度の変動係数は同程度であった。また、暴露環境中の水の有無はFRPロッドとコンクリートの付着強度に影響を及ぼさなかった。ただし、温度変動を受ける環境下において、コンクリートとは異なる熱膨張係数のFRPロッドを用いた場合、昇降温に伴いFRPロッドとコンクリートのひずみに差が生じ、付着強度は低下した。

本論文は道路橋フーチングと水環境が異なる2つのケーソンの基礎構造について、アルカリシリカ反応におけるひび割れを比較検討した。また、1m～2.5mの比較的長いコアを採取し、断片試料および薄片試料を作製してアルカリシリカ反応の劣化度を岩石学的にかつ深さごとに評価した。さらに目視点検による判定向上のため、構造物および断片試料のひび割れからフラクタル次元を算出し、アルカリシリカ反応における岩石学的劣化度との関係について考察を行った。

アルミナセメントには長期材齢強度の変化に及ぼす大きな要因として温湿度の影響と結晶転移の問題がある。本実験研究では水セメント比を2水準とし、養生・暴露条件を4種類とした場合の材齢3日～50年のアルミナセメントコンクリートの強度変化をはじめ、諸性質について検討・考察した。その結果、圧縮強度は養生・暴露条件によって材齢7日または28日のいずれかがピークとなり、圧縮強度の低下は材齢1年辺りで止まり、その後増加傾向にあった。また、セメントペースト部の変質は、水中養生を除いた養生・暴露条件では炭酸化反応が進行し、表層部ほど結晶質水和物が分解し、非晶質水和物が増加した。この非晶質水和物の増加が長期材齢における強度増加の一因であると推察した。

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について空隙の体積分布を考慮し、空隙に水分が充満してセメントペーストが水和反応を起こした場合の空隙の体積変化の幾何学的な考察およびそれに基づく数値解析を行った。その結果、水分を含む空隙の体積分布は水和反応が進むにつれ、計算上では分布面積の減少に伴い体積分布がより小さい粒径側にシフトする様子も捉えることができた。この結果を系の空隙率に換算すると、水セメント比0.4以上において実測値とよく整合することが確認された。

本研究はコンクリートの乾燥収縮に各種粗骨材の品質が及ぼす影響を明らかにすることを目的として、岩種および産地の異なる粗骨材を用いて実験的検討を行った。特に粗骨材の品質の内、吸水特性に着目し、一般的な吸水率に加えて、吸水・放水時の膨張・収縮ひずみや化合水についても検討した。その結果、粗骨材の吸水膨張ひずみが岩種によらずコンクリートの乾燥収縮との相関が高いことを確認した。その上で粗骨材のひずみ特性が異なる要因を化学的に分析し、骨材の化合水量が吸水膨張ひずみと相関が高いことを示した。これにより少量の試料で短時間に測定可能な化合水量により、コンクリートの乾燥収縮を推定できる可能性を新たに示した。

本研究では自己治癒成分の温存性を確保する手段として、自己治癒成分を有機系材料でコーティングした自己治癒材を用いたモルタルのフレッシュ性状、強度性状および自己治癒性状について検討するとともに、自己治癒材を用いたモルタルの自己治癒効果を評価した。その結果、自己治癒材を用いたモルタルは、プレーンモルタルと比較するとフレッシュ性状および強度性状では同等もしくは低下した一方で、ひび割れからの通水量は大きく低下し、高い自己治癒効果を示すことが確認された。さらに、実験により得られた通水量比の結果から算出した自己治癒指数は、自己治癒材の良否や材料間の優劣を評価できる指標であることを示した。

粗骨材粒径がポーラスコンクリートの曲げ強度と圧縮強度および割裂引張強度の関係に及ぼす影響について実験的に検討した。粗骨材粒径が大きいほど曲げ強度は小さく、圧縮強度および割裂引張強度は大きくなる傾向がみられ、粗骨材粒径の影響は曲げ強度とその他の強度で異なった。このことに起因して、曲げ強度とその他の強度の関係には粗骨材粒径による相違が生じた。また、曲げ強度とその他の強度の関係は、粗骨材粒径の影響を考慮した累乗関数で近似することが可能であることを示した。供試体の表面形状の測定結果から、粗骨材粒径が曲げ強度に及ぼす影響はせき板効果による供試体の有効高さの減少が一因と考えられた。

セメント産業では低炭素社会実現に向けて省エネルギーや混合セメントの使用が推進されている。高炉セメントはセメントの一部を高炉スラグで置換したセメントであるため、普通ポルトランドセメントに比べてCO₂排出量を削減できる。しかしながら、高炉セメントは初期強度発現性が低いことが課題である。本検討では、高炉セメントの初期強度改善方法として提案してきた早強ポルトランドセメントと高炉セメントB種を混合した試製混合セメントの耐久性について検討を行った。その結果、試製混合セメントは耐久性を考慮した場合、高炉セメントB種の混合率が30～50％の範囲で使用することが望ましい。

現在石炭の更なる高度利用技術として石炭ガス化複合発電（IGCC）の開発が進んでいる。しかしIGCCはスラグを排出するため、スラグを海洋構造物のコンクリート用細骨材として利用することが検討されている。よって本研究ではIGCCスラグ（石炭ガス化スラグ）を用いたコンクリートの強度特性および海洋環境下での耐久性を検討した。IGCCスラグ混入による強度への影響は小さかった。また破壊エネルギーは増加し、スラグ表面が平滑でも脆性的な破壊形態とならない可能性が示された。耐久性は遮塩性と硫酸塩劣化に対する抵抗性を検討したが、どちらもIGCCスラグが性能を向上させた。よって海洋環境下におけるIGCCスラグの細骨材としての有効性が示唆された。

コンクリートの強度発現と初期の湿潤養生期間の関係として、1951年に米国でWalter. H. Priceが発表した論文が代表的で、現在でも多くの文献や教科書に採用されている。本研究では現在の材料を使用して、Priceの論文と同じ初期養生期間の条件でコンクリートの長期材齢における圧縮強度に及ぼす影響を検討した。その結果、初期の水中養生期間が圧縮強度に及ぼす影響では絶えず水中養生した場合に対して材齢5年において、初期の水中養生期間が3日間で70％程度、7日間で75％程度、28日間で80％程度となった。また、初期の水中養生を3日間行うと、長期材齢になると管理強度（絶えず水中養生した材齢28日）と同程度の圧縮強度となった。

コンクリート中におけるイオンの移動と化学反応を数値解析することによって、コンクリートの寿命予測や耐久性を評価するモデルを開発した。モデリングに際しては次の3点を基本としている。①可能な限り数理モデルを用いること、②入力するパラメータを一般的に取得可能なデータとすること、および③それぞれのモデルが十分検証されていること。このモデルは、一般的な構造物の塩害あるいは放射性廃棄物処分のような長期の溶脱に対する耐久性能照査ツールとして用いることが可能である。本稿ではモデリングの方法を示すとともに、供用開始から数十年が経過した実構造物との比較、および既存溶脱モデルとの比較検証により本モデルの適用性について述べる。

本研究では普通ポルトランドセメントを用いたRC床版の施工を想定し、仕上げ時期の違いが表層品質に及ぼす影響について、表層強度および耐久性に関する試験を行い、適切な仕上げ時期を検討した。その結果、凝結始発時期に仕上げを行った場合に作業性および表面強度の向上が認められ、表面吸水速度が最も小さくなった。ブリーディング水が浮いている状態で仕上げを行った場合には表層引張強度が極めて小さくなる結果となり、初期の凍結融解に伴うスケーリング速度が大きくなった。しかし、最終的なスケーリング量については、仕上げ時期の影響は確認できなかった。

本研究ではASRのペシマム現象において、反応性骨材と共存する骨材の影響を明らかにすることを目的として実験的・解析的検討を実施した。その結果、同一の反応性骨材を同量使用した場合でも、共存する骨材種類によりコンクリートのASR膨張率ならびにペシマム混合率が変化することが確認された。また、U.F.O.モデルを用いた試算の結果、共存する骨材の力学特性を考慮した場合、解析精度が向上すること、人工軽量骨材を混合したコンクリートでASR膨張率が著しく低減される理由は力学特性だけでは説明がつかず人工軽量骨材によるアルカリ消費が主な原因と考えられた。

C₃A量とC₃S量を調整した6種のクリンカーを用いて、少量混合成分として石灰石5％、および石灰石5％にフライアッシュ（FA）を5％加えた場合のDEF膨張挙動を調査した。C₃S量が53％の場合、C₃A量の増加によりDEF膨張の開始時期が促進され、FAの添加により遅延する傾向が確認された。C₃A量10％の試料で比較すると、C₃S量を64％まで増加させることでDEF膨張の開始時期は促進された。これは水和初期の水酸化カルシウム量の増加とC₃A量/C₄AF相量比の増加が影響した可能性がある。C₃S量が42％では膨張が抑制され、細孔構造の緻密化と物質移動抵抗性の増加がその一因であると考察した。

本研究は鉄筋の腐食部と健全部の熱特性に違いがあることに着目し、コンクリート冷却後の表面温度変化からコンクリート内部の鉄筋腐食状態を把握するための検討を行った。実験の結果、鉄筋腐食状況は冷却後のコンクリート表面温度変化に影響を及ぼすことが確認された。そこで、腐食厚と表面温度変化の関係について検討を行った。検討結果と試験結果を比較した結果、鉄筋腐食状況推定の可能性を見出した。また、有限要素法による解析結果と実験結果とを比較し、実験の妥当性を検証した。さらに、かぶり厚と腐食厚とをパラメータとした解析を行い、腐食状況推定のための評価手法について検討した。

本研究では高流動・中流動コンクリートについて、従来目視で行われる材料分離の判定をコンクリートのスランプフローの挙動と関連付け、レオロジー定数である塑性粘度、降伏値および観察状況を説明変数とし、ロジスティック回帰分析により予測する取組みを行った。p値や調整済みオッズ比の指標から全ての説明変数が材料分離判定に影響していると統計的に判定され、得られた回帰モデルで実験データの最大90.7％において材料分離の有無を正しく予測できた。また、目的に応じてより安全側の判定を行うことも可能であった。本研究の結果においては、一般的に中流動コンクリートに分類されるスランプフロー径550mm以下のコンクリートでは材料分離はほぼ起こらないと予測された。

本研究は高流動コンクリートのスランプフロー試験を対象として、機械学習の一種であるランダムフォレストによりフレッシュ性状（スランプフロー値、500mmフロー到達時間、空気量等）の推定を試みた。ここでの学習は、使用材料、混和剤の成分、調合、練混ぜ条件、経過時間などの特徴量（説明変数）を60項目からスタートして、その重要度を評価した。その結果、重要度の高い10項目の特徴量（説明変数）でフレッシュ性状の各値が推定できることを示した。また、推定したスランプフロー値、500mmフロー到達時間より既往の研究成果を基にレオロジー定数を推定し、目視材料分離判定や数値解析による高流動コンクリートの充填シミュレーションに用いることが期待できる。

プレキャストセグメント工法における接合部の間詰材として開発した、早期強度発現性の高強度繊維補強モルタルに対して、膨張材および収縮低減剤を添加した配合の自己収縮低減効果および強度特性や耐久性に及ぼす影響について実験的検討を実施した。その結果、膨張材と収縮低減剤を併用した配合で自己収縮低減効果が大きく、本研究の範囲内では再膨張現象を生じないことや、大きな強度低下が生じないこと、長期耐久性を有していることを確認した。また、凍結融解試験において膨張材の添加量が多いほど広範囲に亘るスケーリングが確認され、養生方法に工夫が必要であることが示唆された。

本研究ではプレキャストコンクリートへの適用を視野にビニロン繊維およびポリプロピレン繊維をそれぞれ混入したコンクリートについて、繊維の有無、種類、アスペクト比および載荷時の最大応力比を実験因子とした曲げ疲労特性に関する実験的研究を行った。本実験の結果、以下の知見が得られた。1）曲げ疲労による破壊回数は、有機系短繊維を混入することで基準コンクリートの9.9～1336倍になった。2）同様なアスペクト比の有機系短繊維の疲労寿命は、応力比が大きい場合にはビニロン繊維が優れていたが、応力比が小さくなるにともないポリプロピレン繊維との差が認められなくなった。3）疲労破壊した断面の観察から、応力比が小さくなるにつれて破断した繊維の割合が増加した。

本研究では曲げ補強にCFRPロッドを用い、ロッドを埋設したUHPFRCによる断面増厚を施したRC梁の曲げおよび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、前報のCFRPロッド・メッシュ埋設グラウト材断面増厚RC梁との比較で、UHPFRCが高い引張・曲げ強度を有するために曲げ耐力のさらなる増加が認められるとともに、両者とも終局的破壊がロッドの付着割裂破壊により生じたものの、ロッドとの付着強度改善により最大荷重以降の耐力低下も緩やかとなり、曲げ靱性の改善効果も実験的に確認された。

本研究ではアルギン酸ナトリウムと枯草菌から構成されるバイオ補修材の自己・自律治癒性状に与える種々の影響要因について検討を行った。本研究により、フライアッシュ混和によるセメント水和物量の相違、中性化の有無による細孔構造の変状により、補修後のひび割れ近傍の水酸化カルシウムの分布状況は変動し自己・自律治癒性状に影響することがわかった。特に、中性化後のフライアッシュ配合では水酸化カルシウムの拡散による移動が抑制される傾向が一定程度認められる。また透水試験の結果より、基準とした普通モルタル供試体と比較してフライアッシュ供試体では中性化後にひび割れ閉塞効果が低下することが示唆される。

表面含浸材として使用されているコロイダルシリカ（以下CS）は、セメント硬化体中において水酸化カルシウムと反応することでセメント硬化体に近い生成物をつくり、表面硬度の上昇に寄与する。一方でシランによるOH基の固着などにより硬化体中の水酸化カルシウムが不足する場合にはCSの反応が不十分となり、硬度の上昇につながらない。しかし、未反応のCSが空隙中に残ることで、CSの吸水膨潤によりセメント硬化体の吸水抑制効果が期待できる。CSの膨潤性はCSの凝集ゲルが生成される環境によると考えられる。

けい酸塩系表面含浸材を施工したモルタルのCl^-浸透阻止性の定量評価を図るため、W/Cおよび表面含浸材の使用量をパラメータとして、ビッカース硬さ試験により得られた硬さ分布と、塩水噴霧試験により得られたモルタル中の塩化物イオン濃度分布を測定した。これより改質部の見かけの拡散係数を同定した。その結果、W/Cが小さいほど、ビッカース硬さ試験により得られる改質効果が同一の場合、見かけの拡散係数の低下率が大きくなる傾向を示した。また、この検討結果を用いてCl^-浸透シミュレーションを実施し、鉄筋腐食発生限界量到達期間について検討を行った。

コロイダルシリカを主成分とした表面含浸材の改質水としてアルミニウムおよびナトリウムイオンを含む強アルカリの水溶液を使用した場合には、水酸化カルシウム水溶液を使用する既存工法よりも大きな硬度上昇が確認できた。セメント硬化体中に存在するケイ酸化合物ならびに表面含浸材が供給するケイ酸がアルミニウムにより架橋されることで、硬度の高いアルミノケイ酸塩化合物が生成された。この化合物がセメントペーストの骨格構造（空げき壁面）を補強するように生成することで、硬度上昇につながったと考えられる。

本稿では、錯体重合法をベースとする独自の手法により通常よりも高い活性を有するβ-C₂Sの合成を行い、水和性状に関する評価を行った。その結果、合成したC₂SはC₃S以上の水和活性を持つことが示された。さらに、高活性C₂Sの水和により生成した非晶質C-S-HはCa（OH）₂を共存しないことに加え、Gartnerが示した高Ca/Si比の非晶質C-S-Hと整合する微細構造を有することが示唆された。また、生成した高Ca/Si比の非晶質C-S-Hに対する水の吸着熱を近似的に算出し、その表面性状について評価を行った。その結果、本研究で生成したC-S-Hが従来よりも乾燥による影響を受けにくい材料である可能性が示唆された。

本論文では1919年～2018年の期間に国内で消費されたセメントが、コンクリートとして供用、解体、再利用段階のライフサイクルを通じて中性化によって吸収したCO₂量を算定した。得られた算定結果を海外で提案されているモデルと比較検証した。さらに、算定結果に及ぼす影響因子について評価した。2018年のセメント消費量に基づく脱炭酸由来のCO₂排出量に対し、10％～25％の範囲に相当するCO₂量を吸収していると算定された。これらの算定範囲は既往モデルの算定結果を包含するものであった。供用段階においてはコンクリートの中性化度が、解体段階では解体コンクリートの粒度の影響が大きいことを因子分析により示した。

土砂の流入等が生じている海域から別の海域へサンゴを移植する技術の一つとして、水中不分離性グラウト材を用いてサンゴ断片を海底に固定する技術に着目した。pHの面で海洋環境に変化が生じることを避けるためクリンカフリーとし、高炉スラグ微粉末を結合材としたグラウト材の基礎物性について調べるとともに、同グラウト材にサンゴ断片を移植した試験体を実海域に沈設して本技術の有効性を検証した。その結果、①本グラウト材を海水中で充填しても海水のpHがほとんど上昇しないこと、②海水中で充填したグラウト材の圧縮強度は気中で充填した場合と概ね同等であること、③本グラウト材に移植したサンゴに概ね良好な成育が認められること等を確認した。

本研究は粘土鉱物の違いに着目して、構造の異なる2種類の粘土鉱物に対し、セメントスラリーに無水石こう（AH）及び石灰石微粉末（LSP）を添加し、海水またはイオン交換水で水和させた際の粘土鉱物種と各種添加率がエトリンガイト生成などの初期強度発現への優位性に及ぼす影響を検討した。併せて、固化処理土中のC-S-HおよびC-A-H系鉱物の生成挙動の比較・検討を行った。その結果、AH及びLSPを添加することで粘土鉱物の違いによらず固化処理土中に材齢初期からエトリンガイトが安定して生成することが示された。加えて、カオリナイト土壌ではC-A-H系生成物が、スメクタイト土壌ではC-（A）-S-Hが固化処理土の初期強度発現性に影響を与えているものと考えられた。

本研究は高Ca/SiのC-S-Hから得られる高活性β-C₂Sの水和反応機構に及ぼす塩化ナトリウム（NaCl）の影響に関して検討する為、出発物質由来のNaClが残存した状態でβ-C₂Sを作製した系とNaClを除去した後にβ-C₂Sを作製し水和時にNaClを添加する2つの系を比較した。その結果、NaClがβ-C₂Sに固溶される形で存在する場合と液相中に存在する場合で作用機構が異なることが示された。また、合成C-S-Hと高活性β-C₂S水和時にCa（OH）₂が生成しなかった水和C-S-Hの低圧水蒸気吸着等温線は類似し、C-S-H層間の状態ならびに吸着サイトが類似していることが示唆された。さらに、水和時にCa（OH）₂が生成した場合には低圧水蒸気吸着等温線も異なり、これはCa（OH）₂生成によるC-S-H構造の変化を反映しているものと考察した。

本稿ではCa/Si比2.0のC-S-Hの炭酸化性状及び生成するC₂Sの性状について報告している。Ca源にCaCl₂を用いて合成したCa/Si比2.0のC-S-Hは炭酸化養生後に焼成しても、「高比表面積」を持つ高活性β-C₂Sを得ることができた。また、Ca源にCa（NO₃）₂を用いて合成したCa/Si比2.0のC-S-Hは焼成前に炭酸化養生を施すことによって、水和活性のないγ-C₂Sが優位の組成割合から、水和活性を示すα’-C₂Sが優位の組成割合への変化が見られた。本研究によって、Ca/Si比2.0のC-S-Hは炭酸化の影響を受けても再生セメントサイクルを満たし、かつ炭酸化の積極利用によって付加価値の高い原料を合成することができる可能性が示された。