ジオポリマー POC

ジオポリマーペーストの圧縮強度に及
ぼす使用材料および養生条件の影響に
関する基礎的研究
前川明弘（三重県工業研究所）
三島直生（三重大学大学院）
畑中重光（三重大学大学院）
高橋みゆき（三重大学大学院）
本研究の目的
セメント代替材料としての利用が
期待できるジオポリマーに着目し、
ポーラスコンクリートの結合材と
しての適用性について検討する。
ポーラスコンクリート
の結合材として、高強
度結合材が要求
セメントを使用せずに作製した
ポーラスコンクリートブロック製品
の一例
ジオポリマーペーストの圧縮強度に及ぼす使用材料お
よび養生条件の影響について検討した。
実験概要
実験の要因と水準
要因
水準
高炉スラグ微粉末（石膏添加無、略号BS）、
粉体フライアッシュⅡ種（略号FA）、
使
BS+FAの混合使用（質量比で、1:1）
用
材
水ガラス（珪酸ソーダ2号、略号WG）、
料
溶液水酸化ナトリウム溶液 (10mol/l、略号NA）、
WG+NAの混合使用（質量比で、2:1）
粉体/
溶液比
=0.6
常温養生：打設後、型枠上面を封緘、25℃の室温で
材齢日まで養生
養生条件
高温養生：打設後、型枠上面を封緘、60℃で1時間
加熱処理後、25℃の室温で材齢日まで養生
実験概要
試験項目
1.フロー値
2.急結時間
3.圧縮強度
2.急結試験の様子
1.フロー試験の様子
3.圧縮強度試験後の様子
実験結果:フロー値および急結時間
フロー値および急結時間
使用粉体
高炉スラグ
溶液略号
フロー値
（mm）
急結時間
（min）
NA
157×147
30
NA+WG
WG
－
*1
10
221×227
30
－* 1
－* 2
NA
フライアッシュ
NA+WG
WG
高炉スラグ＋
フライアッシュ
NA
NA+WG
WG
－
*1
242×239
30
20
－
*2
*1：フロー値が300mm
を超えたもの
*2：急結が見られな
かったもの
高炉スラグを使用したもののほとんどで、急結が発生する。
実験結果:圧縮強度試験(高炉スラグ）
200
175
圧縮強度 (N/mm2)
150
125
100
封緘養生 ○:WG □:NA △：WG+NA
高温養生 ●:WG ■:NA ▲：WG+NA
75
50
25
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
材齢 (日)
90 100
硬化体のSEM画像の一例
（WG使用、高温養生、5000倍）
圧縮強度と材齢との関係
高炉スラグを使用すれば、高強度が期待できる。
実験結果:圧縮強度試験(フライアッシュ）
200
封緘養生 ○:WG □:NA △：WG+NA
高温養生 ●:WG ■:NA ▲：WG+NA
175
圧縮強度 (N/mm2)
150
125
100
75
50
25
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
材齢 (日)
90 100
硬化体のSEM画像の一例
（WG+NA使用、高温養生、3000倍）
圧縮強度と材齢との関係
フライアッシュは、高炉スラグの3分の1程度の強度発現となる。
実験結果:圧縮強度試験
(高炉スラグ+フライアッシュ）
200
封緘養生 ○:WG □:NA △：WG+NA
高温養生 ●:WG ■:NA ▲：WG+NA
175
圧縮強度 (N/mm2)
150
125
100
75
50
25
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
材齢 (日)
90 100
硬化体のSEM画像の一例
（WG+NA使用、高温養生、3000倍）
圧縮強度と材齢との関係
WGとNAを混合して使用すれば、高い強度が得られる。
実験結果:圧縮強度試験(材齢87日）
圧縮強度 (N/mm2)
圧縮強度：封緘養生と高温養生の平均値
溶液 ○:WG □:NA △：WG+NA
0
20
40
60
80
100
高炉スラグ置換率*(Vol.％）
＊置換率 0％：FAのみ使用、100％：BSのみ使用
まとめ
本報では、以下の知見が得られた。
1)結合材の粉体として、高炉スラグを使用すれば高強度が
期待できるが、フライアッシュにするとその3分の1程度
の強度発現となる。
2)最大圧縮強度に及ぼす養生温度の影響は小さく、また、
水酸化ナトリウム溶液のみの使用では十分な強度発現が
得られない。
3)高炉スラグとフライアッシュを混合使用する場合には、
水ガラスと水酸化ナトリウム溶液を混合して用いれば高
強度となる。

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