ジャイロライトを用いて中性子小角散乱-重水吸着同時測定を実施し、吸着に伴う層間構造の動的変化をナノスケールで明らかにした。吸着初期には準安定構造（d＝20.3Å）が観測され、吸着の進行に伴い安定構造（d＝22.1Å）へと転移することが確認された。この転移は、D₂Oの吸着に伴うCa^2＋八面体の 再構築および層間秩序の回復を示唆している。一方、既報のトバモライトとの散乱長密度コントラストの挙動に差異が認められた。これらの知見は、ジャイロライトおよびトバモライトがC-S-H構造の吸着応答を理解するための有効なモデル物質であることを示している。

本論文は、Ca/Si＝0.84として合成したトバモライトの粉末試料を相対湿度60％および二酸化炭素濃度1.0％の環境下で加速炭酸化させた。炭酸化過程で水蒸気吸着等温試験を実施し、吸着等温 線の変化について、X 線回折/Rietveld解析、熱重量分析、赤外分光法から得られた相組成変化と併せて、C-S-Hの分解に伴う空隙構造変化について考察を行った。水蒸気吸着等温線の低相対圧領域に生じていたヒステリシスは、およびBET吸着等温式の吸着エネルギーの大きさに依存したパラメータcはC-S-Hが炭酸化によってシリカゲルにほぼ全て分解したことで大きく減少した。

C₄AFに着目して湿式炭酸化による検討を行った。その結果、C₄AF自体の炭酸化は非常に緩慢であるが、水和物を介することで炭酸化が速やかに進行することがわかった。C₄AFは硫酸カルシウムや炭 酸カルシウムの存在しない環境において、水和によりC₂AH₈およびC₄AH_x を生成した。炭酸化の過程において、これら水和物はその形状を維持しつつCaイオンを溶出し、CO₂を含有する非晶質カルシウムアルミネートとなり、溶出したCaイオンはCO₂と反応して炭酸カルシウムが生じると考えられた。水和物を介したC₄AFの炭酸化において、CO₂の固定先として非晶質相の寄与が大きい可能性が示された。

本研究では、カオリナイト含有率が約90％と高純度の粘土鉱物を焼成したメタカオリン（MK）を石灰石_焼成粘土_セメント（LMC）に使用し、LMCに置換できる石灰石微粉末（LSP）の割合を検討した。圧縮強さの観点からは、カオリナイト純度の高い粘土鉱物を焼成したMKを使用することで、既往のLMCの配合割合（クリンカ：二水石こう：MK：LSP＝50：5：30：15）よりも、LSP置換率を増加させることは可能であるものと考えられた。また、SCMs中のMKの比率が高いほどLMCの圧縮強さが増加した理由は、SCMs中のMKの比率が高いほどC-（A）-S-Hの生成量が増加し空隙径が小径化したためと推察された。

本研究では、γ相の2CaO・SiO₂を主成分とするCO₂固定型混和材（CFA）およびCFAを混和したセメントペースト硬化体を異なる温度条件下で炭酸化させ、炭酸化反応に及ぼす炭酸化養生温度の影響について検討した。CFA単独粉末およびCFAを混和したセメントペースト硬化体のいずれにおいても、炭酸化率は温度の上昇に伴いわずかに増加したが、その差は限定的であり、炭酸化率に対する顕著な温度依存性はなかった。一方で、炭酸化により生成した炭酸カルシウムの多形には温度の影響が顕著に認められた。特に準安定相のCaCO₃の生成量は温度の上昇により増加した。

本研究では、普通ポルトランドセメント硬化体を用いて、¹H-NMR緩和時間測定、電気化学特性評価、寸法変化測定を行い、同一含水率の条件下で時間経過に応じた各測定値の変化を示した。特定の空隙幅ごとに存在する水分量の変化を算出した結果、異なる空隙領域間での水の移動が生じていることを確認した。さらにC-S-H凝集体の膨潤挙動を考慮することで、水の再分配と寸法変化との関係性の解釈が可能であることを示した。さらに、同様の観点から水分量変化に応じた電気特性の評価も説明可能であることを提示した。

セメント工場のロータリーキルン台座コンクリートから採取した1本のコアから、分析試料を2箇所抽出し、それらのうち構造物表面からより深い位置にある試料においてポルトランダイトが検出されなかった原因を検証した。偏光顕微鏡および電子顕微鏡による観察の結果、この試料では細骨材の石英やチャート粒子の縁に、11Åトバモライトを主成分とする反応帯が確認された。この反応帯は、キルンからの熱を受ける環境下で、コンクリートの微細空隙中の水を介して、骨材の石英とポルトランダイトが反応することで形成されたものと考えられ、この反応によりポルトランダイトが消失したと結論づけた。

大正2年（1912年）に竣工された旧小野田セメント小野田工場の回転窯台座よりコンクリートコア を採取した。竣工当時の時代背景より、本試料には、ディーチュ窯焼成のセメントが使用された可能性が極めて高い。ディーチュ窯は、製造様式およびセメントの受ける熱履歴共に、徳利窯および回転窯のいずれとも異なることから、クリンカの鉱物学的特徴も異なることが予想された。偏光顕微鏡による観察の結果、ディーチュ窯焼成のセメントは、徳利窯および回転窯の双方に類似する中間的な特徴を有することが確認された。

本研究は異なる置換率の非晶質シリカを混合した低熱ポルトランドセメントペーストを作製し、¹H-NMR 緩和時間測定を用いたT₂緩和時間測定より自由水分布を評価した。また、PONKCS法を用 いた粉末X線回折測定/Rietveld解析により、相組成およびC-S-HのCa/（Al＋Si）比を評価した。その後、C-S-H中の自由水分布およびセメントペーストの相組成からC-S-HのInterlayer水まで含む固相密度およびGel水まで含むバルク密度を評価した。その結果、非晶質シリカで置換を行ったことによってCa/（Al＋Si）比が低下した時に固相・バルク密度が低下することを定量的に示した。

石灰石混合セメントの耐硫酸塩性向上を目的に、CaF₂をミネラライザーとして添加した高SO₃含有クリンカを小型ロータリーキルンで焼成し、クリンカ特性とセメント物性を評価した。CaF₂の添加に より C₃A量が低下したが、セメント物性への大きな影響は確認されなかった。クリンカSO₃の増加によってC₂S量が増加し、C₃S量とC₃A量は低下し、SO₃が5.0％までこのような鉱物組成の変化が生じた。クリンカSO₃が1.8％の場合、長期強さが改善され、C₃S、C₃A 量が低下するにも関わらず初期強さは維持された。これは水和発熱速度から、C₃S活性がSO₃ の固溶によって改善したためと考えられた。クリ ンカSO₃の増加に起因する、強さの改善や鉱物組成の変化により耐硫酸塩性の向上が期待された。

炭酸エステルとして炭酸ジメチル（DMC）またはグリセロールカーボネート（GC）を添加したポルトランドセメント（OPC）および高炉セメント（BB）の水和発熱特性、水和生成物および圧縮強さを評価した。GCを添加した場合にはBBの積算発熱量が増加した。OPCではDMCおよびGCの添加による水和生成物に変わらなかったが、BBにおいてカーボアルミネート相の生成が促進された。圧縮強さはOPCではDMCおよびGCを添加することで低下する傾向が確認されたが、BBにおいてGCの添加により増加 した。これによりセメント種による炭酸エステルの効果の違いや炭酸エステルの種類による反応性の違いが示された。

石灰石微粉末と膨張材を混和したセメント硬化体の膨張および強度発現と水和について検討した。石灰石微粉末の添加率の増加に伴い、大きな膨張が付与された。石灰石微粉末によってエーライトの反応が促進されて加速期が早まった事や、強度発現が緩やかとなった事で、有効膨張期間が長く確保された効果と推察される。また、膨張材と拘束条件の併用により、無拘束かつ混和材無添加と比較して、圧縮強さは石灰石微粉末を10％まで、曲げ強さは20％まで添加した場合でも、概ね同等の強度が確保された。さらに、モノカーボネートが生成されることでエトリンガイトの保持性が向上し、長期的な水和物および膨張性能の安定化に繋がる可能性が示唆された。

石灰石 － 焼成粘土セメント（LK） の設計について、焼成カオリンのキャラクター（ 純度、ブレーン比表面積 ）、LK 中の焼成カオリン（MK）比率、石灰石（LSP）比率、SO₃ 量、基材セメントのC₃S比率を因子 として、応答曲面法を中心に検討した。得られた応答局面法によるモデルから、圧縮強さが高炉セメントB 種（BB）同等であり、CO₂排出量が少ないセメント配合として、C₃S＝61.8％、SO₃＝2.0％ のもと、MK＝27～30％、LSP＝14～16％を導出した。この配合をもとにしたLK をコンクリートにて評価した結果、圧縮強度およびCO₂排出量は BBと同等であった。

This study investigates the effects of demolding age and drying period on the early-age hydration behavior of cement paste, with a focus on depth-dependent moisture evolution and phase transformation. A combination of single-sided ¹ H NMR relaxometry and micro-XRD mapping measurement were employed to monitor moisture content and quantify hydration products at different depths. Specimens were categorized by demolding age and subjected to controlled drying conditions （60％RH, 20℃）. The results show that shorter demolding ages more significant moisture loss and a lower degree of hydration within the shallow region （0-5mm）under identical hydration durations. In comparison, hydration in the deep regions （9-15mm）was scarcely influenced, indicating that the influence of drying gradually weakens with increasing depth. Extended drying periods suppress hydration reactions in the shallow region, with the inhibitory effect being more pronounced at shorter demolding ages. Under the present experimental conditions （20℃, 60％RH）, five days is the optimal time for demolding. Specimens with longer demolding ages develop a denser C-S-H structure, which enhances moisture retention and lessens the suppression of hydration reactions due to drying.

本研究では、長石砂岩を細骨材に用いた細骨材セメント質量比（S/C）0.5 および 2.0 のモルタルを作製し、1100℃ から1200℃の高温加熱実験を行い、冷却後に X 線CT 撮影、XRD/Rietveld解析、SEM-EDS による元素分布分析を実施した。X 線 CT 画像の分析から、1100℃ 以上で細骨材内部の一部 が溶融したテクスチャが形成されるとともに、骨材周囲に電子密度の高い均質なテクスチャが新たに形成された。これは、SEM-EDS定量分析と XRD/Rietveld解析から、主に細骨材の溶融によって生じたア ルミノシリケートガラスが骨材周囲に溶出するとともに、セメントペースト相のCaと反応してゲーレナイトが析出することによって形成されると考えられた。

既往の研究において、化学混和剤に熱刺激を施すことで化学混和剤中のポリマーの見かけの大きさ が変化し、施工性が向上することが確認されている。しかし、フライアッシュを結合材の一部に用いた場 合についての検討はされていない。本研究ではフライアッシュを混和したモルタルについて、化学混和剤 への熱刺激効果によるフレッシュ特性および硬化特性への影響を検討した。その結果、流動性や塑性粘度は若干の向上効果を示し、練混ぜ時の負荷が低減されたことが明らかとなった。しかし、材齢の経過に伴い、圧縮強度が低下したことから、硬化特性については詳細な検討が必要である。

普通ポルトランドセメント硬化体およびフライアッシュを内割で 20％mass 置換したセメント硬化体を対象に、1200℃まで昇温する過程の熱ひずみ挙動について検討した。粉末X 線回折法、フーリエ変換赤外分光光度計、熱重量分析の結果をもとに、フライアッシュの有無による熱ひずみ挙動の差異について考察を行った。熱膨張計の結果から、3 つの温度領域で熱ひずみ挙動に差異が認められた。これ らの差異は、フライアッシュの混和により生成されたCa/（Si＋Al）比の異なるケイ酸カルシウム水和物（C-A-S-H） の熱ひずみ挙動の差異や、平均化学組成の差異によって煆焼時の相転移の変化が生じたためであると考えられた。

The compressive strength of the low heat cement paste with replacement ratio by weight of silicon dioxide particles in 0％, 19％, 26％ and 41％ of and water-to-binder ratio （w/b）of 0.42 were investigated at 1, 3, 7, 14, 28, 56 and 91 days of hydration. The reaction degrees of low heat cement and amorphous silicon dioxide were calculated from quantification results by X-ray diffraction with PONKCS method and selective dissolution method. The results indicate that the filler effect caused by silicon dioxide accelerated the early hydrate on rate of low heat cement, especially earlier than 14 days. A 26％ replacement of silicon dioxide was found to provide the greatest improvement in the hydration process. After 91 days of hydration, larger silicon dioxide particles can also reach a reaction level of about 20％. As the silicon dioxide content increased, the compressive strength of the paste gradually decreased, but as hydration progressed, the trend of strength loss gradually decreased, indicating the pozzolanic reaction of silicon dioxide.

生産性向上およびカーボンニュートラルの実現に向けCO₂吸収モルタルを用いた3Dプリンティング技術の開発が進められている。本研究では、CO₂吸収モルタルを用いて3Dプリンティングした積層体を用いて、異方性も含めた力学特性、乾湿繰返し作用が層間付着強度に及ぼす影響およびスケーリン グ抵抗性について評価した。その結果、圧縮強度は積層方向に対して垂直に載荷した場合が最も大きく、曲げ強度は積層方向による差は見られなかった。引張強度において異方性が確認された。また、乾湿繰 返し作用により表面に微細ひび割れが生じたものの、層間付着強度への影響は小さかった。さらに、CO₂吸収モルタルは炭酸化養生による表層を緻密化し、スケーリング抵抗性が向上することが明らかになった。

コンクリートやレンガなどの組積造建造物には、耐震性の向上のために補強鉄筋が目地モルタルとともに用いられる。しかし、その補強鉄筋の耐久性を実験的かつ解析的に検討した結果は、ほとんど報告されていない。本研究は、日本製ポルトランドセメントだけでなく、組積造建造物が多く存在するネパール製セメントを用いた目地モルタルの圧縮強度を比較した。その後、被覆された補強鉄筋の腐食性状を検 討するために、目地モルタルの酸素拡散係数の実験結果を報告するとともに、目地モルタルの酸素拡散係数、補強鉄筋のかぶり位置、径、腐食速度を解析パラメータとして、表面から拡散してくる酸素が補強鉄筋の腐食により一部消費される量を考慮した酸素濃度の分布を解析的に考察した結果を報告する。

セメント水和物を模擬したカルシウム化合物や汎用的なコンクリートに使用されるセメント系材料を用いたセメントペーストのCO₂固定量を TG-DTA法およびTOC法により測定し、理論値と比較した。その結果、TOC法により測定されるCO₂固定量は、セメント系材料の種類や固定されるCO₂量の絶対量によらず理論値と良く一致すること、TG-DTA法によるCO₂固定量は理論値との誤差が大きくなることを示した。TG-DTA法による測定誤差は、定量する温度範囲内でのセメント水和物の脱水反応や定量する温度範囲外での脱炭酸反応に起因すると推測された。

低レベル放射性廃棄物処分で必要となるセメント系人工バリアには、放射性核種の移行抑制を目的に緻密性の確保とひび割れ制御に対する高度な信頼性が求められる。本研究では、ひび割れの主要因として未だ議論が続く乾燥収縮の現象機構に対する理解を深めるため、セメント硬化体への適用は世界初となる水蒸気吸着と中性子小角散乱の同時測定を行い、カルシウムシリケート水和物（C-S-H）の凝集構造を分析した。この検討から、水蒸気吸脱着過程における凝集体サイズや比界面積の特徴的な変化が捉えられ、C-S-H が形成する微細なゲル組織におけるインクボトル細孔の存在や脱着時のキャビテーションによる 顕著な細孔開放を示す成果を得た。

本研究は、グリースロミイン法を用いたコンクリート中の亜硝酸イオン簡易定量手法の妥当性を、供試体実験と実構造物への適用を通じて検証した。実験の結果、イオンクロマトグラフィー法による亜硝酸イオン濃度と本法から得られる吸光度との間に高い相関が認められた。この結果から、吸光度から亜硝酸イオン濃度を推定する回帰式を提案した。さらに、試料質量と抽出水量を20mg/120mLとし、すりつぶし処理により、吸光度測定値のばらつきを小さくできることを確認した。また、亜硝酸リチウムを含む断面修復材により補修した実構造物における亜硝酸イオン濃度と吸光度の間には高い相関が確認され、本手法が実構造物においても適用できると考えられる。

コンクリートの養生温度に基づく強度の推定は、建築・土木両分野で広く行われているが、現場の生産性向上の観点から定量的な指標で判断することが求められている。本研究では温度センサ付きRFID タグ（温度タグ）を用いて材齢91日まで連続計測したコンクリート温度を取得し、その温度データと実測圧縮強度からコンクリート強度を有効材齢方式と積算温度方式で推定した。対象とするコンクリートと同 じ材齢、環境で温度タグにて取得したデータを用いると強度が概ね精度よく推定できることに加え、恒温状態で得たデータを用いて屋外曝露されたコンクリートの強度を推定しても、ある程度の精度で脱型強度を推定できる可能性がある。

本論文は、石川県白山市の日本海沿岸部にて、50 年間にわたり飛来塩分の影響を受けてきたプレテンションⅠ桁橋からコアを採取し、塩化物イオン濃度分布や、実体顕微鏡、偏光顕微鏡および電子顕微鏡にて岩石学的なアプローチを含めコンクリートの劣化状況を詳細に分析した。その結果、コンクリートには中性化、塩害、アルカリシリカ反応による複合劣化が進行していることや、PC 鋼より線にすき間腐食が進行していることを明らかにした。さらに、コンクリートの複合劣化の関連性を検討するとともに、PC 鋼より線に発生したすき間腐食に関して2、3の考察を行った。

現在、高経年の鉄筋コンクリート（RC）構造物の増加とその老朽化に伴い、劣化に関する維持保全が求められている。しかし、現行の検査技術は破壊を伴うなどの課題が挙げられる。そこで、本研究では、コンクリート内部の鉄筋や鉄筋表面に形成された腐食生成物（錆）等の将来的な可視化を念頭に、電気化学的な画像化技術である電気インピーダンストモグラフィ（EIT）に着目した。測定対象とする試験体の交流インピーダンスの周波数応答特性とEITによって得られた再構成画像の再現度の相関について検討を行った。その結果、インピーダンスの周波数応答特性は母材の影響を受け、EIT 再構成画像は周波数応答特性と電極からの距離により再現度に差異が生じることが確認された。

高炉スラグ微粉末の使用による空隙構造の複雑化の実態を明らかにすることを目的とし、FIB-SEMを用いた空隙の三次元微細構造観察（直接観察）を実施した。FIB-SEMにより取得したセメン トペースト中の空隙の積層画像に対して画像解析を行い、空隙の三次元的な構造を評価した結果、高炉ス ラグ微粉末の使用による空隙構造の複雑化を視覚的かつ定量的に捉えることができた。具体的には、高炉スラグ微粉末の置換率の増加に伴い空間内の最も大きな貫通空隙の体積が減少すると共に、空隙同士の連結性が低下することを確認した。また、置換率を50％とした場合には、普通セメント単味と比較して屈曲度が増加し、空隙径路がより複雑になることが確認された。

本研究では、高炉スラグ微粉末を高含有したコンクリートの温度解析の精度向上を目的に、4種類の高炉スラグ微粉末を使用して実施した断熱温度上昇試験結果を基に温度解析を行い、発熱特性の違いが構造物の温度解析に及ぼす影響について検討した。その結果、断熱温度上昇量と各配（調）合から求めた推定値を比較した場合、各推定式にはそれぞれ精度が高い区間と低い区間が存在し、推定式に改善の余地あることが明らかとなった。また、発熱特性が構造物の温度解析に及ぼす影響は、全体的な傾向として、壁厚が厚くなるほど大きくなった。その程度は、断熱温度上昇量の推定誤差とおおむね同様の傾向が見られた。

石灰石－焼成粘土セメントを用いたコンクリートを対象とし、流動性、圧縮強度及び耐久性等を国内規格にて評価した。高炉セメントB 種（BB）と比較すると、石灰石－焼成粘土セメントの流動性は低位であった。また、原料粘土の純度が高いほど圧縮強度が高い傾向があり、純度が高い粘土を使用した場合、コンクリートの圧縮強度はBB同等であった。耐久性の面では、BBと比較して中性化抵抗性は低位であったが、乾燥収縮、水分浸透抵抗性は良好であった。これらの違いは、空隙構造の差異によるものと考えられた。

本研究では、エトリンガイト（Ett）の遅延生成（DEF）によるセメント硬化体の膨張に及ぼすpH の影響を解析することを目的として、DEF潜在性を与えたセメント硬化体をpH 調整した溶液に浸せきさせた。pH12.5～13.1では、試験体は明らかな膨張を示し、181日浸せき後の試験体内には結晶成長したEttが点在していた。pH13.4では、Ettの生成は認められたが膨張率は低く、Ettよりモノサルフェート（Ms）が安定化しているためと推察された。pH13.7およびpH14.0では試験体は膨張せず、181日浸せき後に組成解析を行った結果、C-S-H、EttおよびMsが混在する組成領域にデータ群は認められず、DEF 膨張の潜在性はすでに失われていると推察された。

本研究では、Cl系凍結防止剤によるセメント硬化体の化学的侵食と力学的性質の関係を明らかにすることを目的とし、5℃および20℃の2mol/L CaCl₂溶液および 4mol/L NaCl 溶液に試験体を3 ヶ月間浸せきさせ、化学的および力学的な観点から解析を実施した。5℃のCaCl₂浸せきにおいて、カルシウムオキシクロライドが生成した表層部では、圧縮応力が1N/mm²時点で縦ひずみは顕著に大きくなり、圧縮強さは著しく低下した。一方、NaCl 溶液や20℃のCaCl₂溶液への浸せきでは、表層部でCa（OH）₂ の溶脱が生じ、Cl^－の浸透領域ではフリーデル氏塩が生成したが、この領域における圧縮試験時の縦ひずみに明らかな変化は認められず、力学的性能の顕著な低下は認められなかった。

セメントに含まれる硫酸塩の一つであるK₂SO₄ が、石灰石微粉末を混合したセメントの耐硫酸塩性に及ぼす影響を明らかにすることを目的に、K₂SO₄ の含有量が異なる石灰石混合セメントを用い、ASTM C 1012に準拠して23℃環境下でのNa₂SO₄溶液への浸漬し その膨張率を評価した。この結果、石灰石微粉末を混合したセメントのK₂SO₄ が多くなるほど浸漬182日の膨張率および質量変化率が低く なることが確認された。一方で、セメントのK₂SO₄ の含有量とNa₂SO₄溶液への浸漬後のエトリンガイトおよび二水石膏の生成量との間には明確な比例関係は確認されなかった。

近年、コンクリート中の鉄筋の腐食防止を目的として特殊鋼材の鉄筋としての適用が検討されている。本研究では、塩化物イオンを含有するモルタル中に埋設された溶融亜鉛めっき鋼および耐候性鋼の腐食挙動を分極曲線と電気インピーダンス測定により評価した。材齢70日時点において溶融亜鉛めっき鋼は、みがき鋼のような既存鋼材と比較して腐食進行抑制効果が確認された。一方、耐候性鋼は塩害環境下で保護性錆の形成が阻害される傾向が見られ、腐食進行を防止できない可能性が示唆された。

本研究では、凍結融解試験前の養生条件による塩水浸入状態の違いが、モルタルのスケーリング抵抗性に及ぼす影響を検討した。水中養生期間、乾燥期間、乾燥温度および飽水処理の条件を系統的に変化 させた試験体に対し、JIS A 5022附属書Dを参考に塩水下での凍結融解試験を行った。その結果、凍結融解作用前の塩化物イオン浸透深さが大きい養生条件ほど、スケーリング量が小さくなる負の相関が確認された。養生条件の違いがスケーリング抵抗性に及ぼす影響には、乾燥後の再吸水時に残存する空隙の存在や、塩水浸入状態の変化による表層付近の凍結挙動の違いが関与していると考えられた。

3Dプリンティング技術により造形されたコンクリート・モルタル（3DPコンクリート・モルタル） においては、吐出造形プロセスに起因して内部空隙が圧潰および伸長することが示唆されている。加えて、3DPコンクリートの耐久性能に関する検討において耐凍害性に関する検討が不足している。本研究では、積層ピッチが内部空隙の構造変化および硬化体の耐凍害性に及ぼす影響を評価した。その結果、積層ピッチの減少により材料吐出における圧力が増加し、個々の内部空隙の圧潰させる以上に、内部空隙同 士の連結を促進することが分かった。加えて、液体窒素を用いた凍結融解試験では、積層ピッチが小さく なると耐凍害性が低下することが分かった。

海水中でのRC構造物の建設に3Dプリンティングコンクリートの適用を想定するとき、積層体内部の海水に含まれるイオンの拡散挙動と積層パラメータの影響を把握することが重要である。特に、ノズ ルから吐出された材料であるフィラメント間には、高い空隙率をもった積層界面が形成され、積層体の力 学性能や耐久性に影響を及ぼす。しかしながら、積層界面におけるイオンの拡散挙動に関する知見は十分ではない。本研究では、海水環境で積層体を造形し、X 線CTおよび MIPを用いて積層界面の空隙構造を評価した。さらに、EPMAによる元素マッピングおよびXRDによる水和生成物の同定を行い、空隙構造の変化と塩化物イオンの拡散に伴う結晶析出の関係性を明らかにした。

土木学会コンクリート標準示方書［設計編］では、鋼材腐食発生限界塩化物イオン濃度（C_lim） が結合材の種類ごとに水結合材比の関数として示されているが、シリカフュームを用いた場合のみ水結合材比に よらず1.2kg/m³とされている。この値は他の結合材より小さい値となっているが、実験値に基づいたものではない。そこで本研究では、シリカフュームを用いたコンクリートにおけるC_limを実験的に得るこ とを目的として検討を行った。その結果、シリカフュームを結合材の4～8％用いたコンクリートのC_limは、普通ポルトランドセメントと同程度以上の値であることなどが明らかとなった。

近年、多くの下水道関連施設においてコンクリートの硫酸劣化が問題となっている。コンクリートの硫酸劣化を定量的に評価するにあたり、粗骨材量の多いコンクリートが劣化の抑制に効果的であること が多くの既往研究で確認されている。しかし、下水道内の流れ作用に着目した研究は少なく、その影響は未だ定かではない。本研究では、流れ作用のある環境において粗骨材の硫酸劣化抑制効果がどのように発揮されるのか明らかにすることを目的とした。その結果、粗骨材量の少ないコンクリートでは、流れ作用 により劣化が促進されるのに対し、粗骨材量の多いコンクリートでは、流れ作用の影響はほとんどなくな ることが明らかとなった。

本研究では、吸水調整材（WACM）塗布による下地処理後、ポリマーセメントモルタル（PCM）で被覆したコンクリートの促進中性化試験に関する既往の研究成果をもとに、基材コンクリート部の見掛けの 中性化速度係数に及ぼすWACM塗布量、並びにPCM被覆厚およびその中性化速度係数の影響因子の算定式を導き、それらの影響因子と基材コンクリート自体の中性化速度係数で構成される、PCM 被覆コ ンクリートの見掛けの中性化速度係数推定式を提案している。更に、被覆PCM および基材コンクリート の調合因子の影響はそれらの中性化速度係数に反映されることを明らかにしている。

高炉スラグ微粉末を用いた高強度コンクリートの強度および乾燥収縮に及ぼす無水石こうおよび水 和発熱の影響について検討を行った。水結合材比は30％、高炉スラグ微粉末の混和率は0％および40％、無水石こうの高炉スラグ微粉末への添加量はSO₃添加率で0％から4.5％、養生は20℃養生および簡易断熱養生である。圧縮強度は高炉スラグ微粉末の混和で小さくなり、20℃養生では無水石こうの添加で無混和のケースとの強度差は小さくなる。簡易断熱養生での長期強度の発現は停滞する。20℃養生での乾燥収縮は高炉スラグ微粉末の混和で減少し、無水石こうの添加で更に減少する。簡易断熱養生での乾燥収縮は20℃養生より小さく、すべてのケースで同程度となる。

品質の異なる各種合成炭酸カルシウムを置換したセメントペーストの粘度と炭酸カルシウム粒子の形状係数を求め、粒子形状や粒子表面のテクスチャーの違いがペーストの流動性に及ぼす影響を定量的に評価した。セメントを合成炭酸カルシウムで置換したペーストは、セメントのみのペーストや石灰石微粉末で置換したペーストと比較して粘度が高くなったが、粘度の変化を粒度分布や結晶多形のみで説明することは困難であった。一方、粒子形状がいびつもしくは凹凸が顕著と判定される形状係数が10以上の粒子の含有率との関係を調べると高い相関性があることを確認できた。

筆者らは、未利用Ca廃棄物を利活用したCO₂固定型混和材（主成分：γ-C₂S）を検討し、C₄AFとC₂ASの生成を考慮した組成設計を提案している。本研究では、生コンスラッジを使用したCO₂固定型混和材が、併用するセメントの初期水和反応に及ぼす影響を評価した。その結果、当該CO₂固定型混和材は、初期材齢のセメントのエーライトの反応を阻害するが、石膏量の調整によりAlイオンの一部がエトリンガイトの生成に消費され、その反応阻害を低減できることが分かった。また、石膏量を調整したCO₂固定型混和材を用いたモルタル試験では、炭酸化前後ともに良好な強度発現性を示すことが確認された。

熱エネルギー由来のCO₂ を削減し、未利用Ca等廃棄物の利用量を最大化するCO₂固定型混和材の組成設計に関する基礎的知見を得るため、Al₂O₃、Fe₂O₃ の混入を想定し、C₄AFが所定量生成する組成設計としたCO₂固定型混和材の易焼成と材料特性に関して、試薬材料を用いて基礎的検討を行った。C₄AFが生成する設計とした場合、従来よりも低い焼成温度でγ-C₂Sを主成分とするCO₂固定型混和材 を作製可能であることが示唆された。また、C₄AFを生成する組成設計とすることで、γ-C₂S粒子の微細化による炭酸化反応性向上などにより、γ-C ₂S含有率の低下に伴うCO₂固定型混和材のCO₂固定能の低下を抑制できることが示唆された。

本研究では、TG-MSを用いた実再生クラッシャラン中のCO₂固定量評価法の有効性を、従来法であるTG-DTAによる評価との比較により検討した。また、電気炉を用いた試料加熱による簡易的な評価手法についても検討を行った。TG-MSによる定量ではMS感度の変動により固定量にばらつきが生じるが、標準試料を一定間隔で測定する比較標準化法を適用することで、TG-DTAと同程度の評価精度が得られた。電気炉を用いた評価手法では、試料のCO₂固定量の多寡を十分な精度で求めることが可能で、廃コンクリートの中間処理工場などで用いられることが期待された。

本研究ではコンクリート塊を粉砕して得られた再生クラッシャランを用い、20℃および35℃の環境下で大気暴露試験を実施し、28日間におけるCO₂固定量の変化を粒度別に評価した。さらに、オートクレーブによる高CO₂圧力条件下（60℃、2.5MPa）での炭酸化試験を行い、自然炭酸化と比較してCO₂固定効率の違いを調査した。その結果、粒度が細かい試料ほどCO₂固定量が多く、自然炭酸化では特に初期7日間においてCO₂固定量が増加した。28日間の暴露で最大45kg-CO₂/tのCO₂固定が可能であ ると試算された。高CO₂圧炭酸化処理では、3時間以内に自然炭酸化28日分に相当するCO₂固定が達成されたが、電力消費にともなうCO₂発生量を考慮するとCO₂削減効果は低減することが示された。

近年、CO₂排出が世界的に問題視されており、CO₂を吸収させた炭酸化コンクリートが注目されている。コンクリート内にCO₂ を供給する駆動力としては、圧力、濃度拡散、電位勾配（電気泳動力）が 挙げられる。炭酸化コンクリートを作製する際、圧力や濃度拡散を用いてコンクリート内にCO₂ を供給する手法について検討された例は多くあるが、電気泳動を用いた手法で検討された例はあまりない。そこ で、電気泳動を用いて、モルタルの炭酸化が可能か検討を行った。その結果、電気泳動を用いたモルタルの炭酸化に成功し、養生の際に発生するCO₂排出量を高濃度養生槽使用時に比べ、1/10に低減できた。

効率的なCO₂の固定と膨張性能の発現を目指し、膨張材を混和したモルタルを促進炭酸化したと きの物性を調査した。膨張材を混和したモルタルは、促進炭酸化の養生下でも材齢2日までは膨張し、水中養生を施したときよりも高い圧縮強さを示した。ベース配合に比べ、膨張材を混和した配合は促進炭 酸化養生を施したときのCaCO₃含有量が多く、膨張材水和物の結晶成長による硬化体組織の変化により、硬化体中のCO₂ の拡散が促されている可能性があると考察した。膨張材を混和した配合に比べ、膨張材とγ-C₂Sを併用した配合は、膨張量が大きく、促進炭酸化養生を施したときのCaCO₃含有量が多かった。

建築空間内における通信障害を防ぐため、電波吸収体を床面や壁面に設置することが求められてい る。本研究では、日本において無線LAN や電子レンジで盛んに利用される周波数2.40～2.50GHzおよ びその近傍の周波数に対応した電波吸収体を産業副産物である銅スラグを用いて作製できるかを検討し、銅スラグの粒径が電波吸収性能に及ぼす影響を確認した。本研究の測定範囲内において、銅スラグを骨材としたモルタルを用いて周波数1.70～2.60GHzに対応した電波吸収体が作製可能であり、銅スラグの粒径が大きくなるほど銅スラグモルタルの複素比誘電率が高くなり、電波吸収特性が変化することを明らかにした。

残コンクリートの有効利用に資するため、凝集剤をモルタルの流動調整剤として原コンクリートに あと添加し、さらにその原コンクリートをスクリーニングして製造したポーラスコンクリート（PoC）の空隙率および圧縮特性について実験的検討を行った。その結果、①PoCの空隙率が極小となる凝集剤添加量が存在し、その量は原コンクリートのスランプ値が小さい場合に少なくなること、②本方法により製造 したPoCは、全空隙率が同一の一般PoCの65～70％程度の圧縮強度を示すこと、③本方法により製造 したPoCのヤング係数は、日本建築学会旧RC構造計算規準式により妥当な精度で推定できること、等を明らかにした。