廃ソーダ残渣を用いた内部養生コンクリートの水の挙動と性能
Water Kinetics and Performance of Concrete Internally Cured Using Waste Soda Residue
本研究では、産業副産物である廃ソーダ残渣を内部養生剤として利用し、早期収縮ひび割れを抑制し耐久性を向上させることを目的としている。水洗およびフライアッシュ補助粉砕により、新規の廃ソーダ残渣ベース内部養生剤材料を合成した。廃ソーダ残渣含有量を変化させたコンクリート混合物を評価した結果、10%の廃ソーダ残渣を配合した場合に、自生収縮の大幅な低減、優れた耐凍害性、および後期圧縮強度の向上が見られ、最適な性能を示した。低磁場核磁気共鳴および熱量測定により、巨視的性能から根底にあるメカニズムへの移行を解明した。結果は、廃ソーダ残渣改質コンクリートの性能は、有益な内部養生効果と弱界面の導入との間の競争によって支配されることを示している。最適な10%添加量では、正の内部養生効果が優位となる。具体的には、水の挙動(明確な内部養生ピークとT2スペクトルの進化によって証明される)は、廃ソーダ残渣が動的な水の吸収・脱離プロセスを促進することを示している。この挙動は、内部乾燥を効果的に緩和し、さらなるセメント水和を促進し、機械的特性と耐久性特性を総合的に向上させる。本研究は、廃ソーダ残渣の高付加価値利用を検証するだけでなく、コンクリートにおけるその二重の役割のメカニズム的理解を提供するものである。
- 産業副産物である廃ソーダ残渣を内部養生剤として利用し、水洗およびフライアッシュ補助粉砕により新規の内部養生剤材料を合成した。
- 廃ソーダ残渣を10%配合したコンクリートで自生収縮の大幅低減、優れた耐凍害性、後期圧縮強度の向上という最適性能を確認した。
- 低磁場核磁気共鳴および熱量測定により、性能が内部養生効果と弱界面導入の競合で決まることを解明した。
廃ソーダ残渣という産業副産物を内部養生剤として再定義し、コンクリートの自生収縮低減・耐凍害性・後期圧縮強度を同時に改善した点は、セメント・建設資材のカーボン/コスト構造を変えうる要素技術。最適添加量が10%と定量的に示され、低磁場NMR等で水和メカニズムまで裏づけているため、廃棄物処理事業者・セメントメーカー・混和材スタートアップにとってライセンスや実装の蓋然性が高い。ただし現段階は実験室レベルの研究であり、商用化規模・コスト・規格認証は未確認。廃棄物由来材料の調達安定性と地域規制の動向を次の確認ポイントとしたい。