煆焼アロフェン型ジオポリマーの最適溶液組成と煆焼時間に関する検討
本研究では、アルカリ溶液組成と煆焼条件を調整し、発熱性状を抑えた煆焼アロフェン型ジオポリマーの最適な配合条件について検討した。その結果、アルカリ溶液組成はNa/Si比1.03、含水率65％以下に調製した場合で高い機械的特性を保ちつつ、発熱性状を抑えられることが明らかになった。また、GP化の進行は多少遅れるものの、800℃で1時間煆焼したアロフェンを用いることで練混ぜ時の発熱量が少なく、安定した強度を担保できる配合が可能であることが分かった。以上より、Na/Si比1.03、含水率65％以下、煆焼時間1時間の3条件を満たすことでジオポリマーの発熱性状を抑えつつ、強度発現性状を損ねない配合が可能であ...
Saved in:
| Published in | セメント・コンクリート論文集 Vol. 77; no. 1; pp. 558 - 566 |
|---|---|
| Main Authors | , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
一般社団法人 セメント協会
29.03.2024
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0916-3182 2187-3313 |
| DOI | 10.14250/cement.77.558 |
Cover
| Abstract | 本研究では、アルカリ溶液組成と煆焼条件を調整し、発熱性状を抑えた煆焼アロフェン型ジオポリマーの最適な配合条件について検討した。その結果、アルカリ溶液組成はNa/Si比1.03、含水率65％以下に調製した場合で高い機械的特性を保ちつつ、発熱性状を抑えられることが明らかになった。また、GP化の進行は多少遅れるものの、800℃で1時間煆焼したアロフェンを用いることで練混ぜ時の発熱量が少なく、安定した強度を担保できる配合が可能であることが分かった。以上より、Na/Si比1.03、含水率65％以下、煆焼時間1時間の3条件を満たすことでジオポリマーの発熱性状を抑えつつ、強度発現性状を損ねない配合が可能であることが示唆された。 |
|---|---|
| AbstractList | 本研究では、アルカリ溶液組成と煆焼条件を調整し、発熱性状を抑えた煆焼アロフェン型ジオポリマーの最適な配合条件について検討した。その結果、アルカリ溶液組成はNa/Si比1.03、含水率65％以下に調製した場合で高い機械的特性を保ちつつ、発熱性状を抑えられることが明らかになった。また、GP化の進行は多少遅れるものの、800℃で1時間煆焼したアロフェンを用いることで練混ぜ時の発熱量が少なく、安定した強度を担保できる配合が可能であることが分かった。以上より、Na/Si比1.03、含水率65％以下、煆焼時間1時間の3条件を満たすことでジオポリマーの発熱性状を抑えつつ、強度発現性状を損ねない配合が可能であることが示唆された。 |
| Author | 佐藤, 光晟 宮下, 綾乃 佐伯, 竜彦 斎藤, 豪 |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 斎藤, 豪 organization: 新潟大学 工学部社会基盤工学プログラム（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） – sequence: 1 fullname: 佐伯, 竜彦 organization: 新潟大学 工学部社会基盤工学プログラム（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） – sequence: 1 fullname: 宮下, 綾乃 organization: 新潟大学 大学院自然科学研究科環境科学専攻（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） – sequence: 1 fullname: 佐藤, 光晟 organization: 新潟大学 大学院自然科学研究科環境科学専攻（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） |
| BookMark | eNpFkE9LAkEYh4cwyMxr32Jt3pndmdlbIf0DoUudt3FdS1GL1Uu3dtciECKIBME8SJAVdSiSCL_NS2t-iwyDLs_v8IPn8CySRO2o5hGyDDQDJrPoiutVvVojI2XGstQcSTJQ0uAceIIkqQ3C4KDYAknX66U8BWabSnGVJPvjs_Nxc4RhH6NnjG4wvMfo7avXwvADw0eMbjGasofRCIOXuHs6CR7iz2E8fB2_N-OLKwwGM0PcCSftawyeJu0-Bh0MW_Fd93twuUTmi7pS99J_myJ7G-u72S0jt7O5nV3LGWVQVBtCgFAFVuCQ10BdCgUN3LZAgNZC55UtmRacFU0quWCCMUsyywVpKk-ZtnJ5iqzOvOV6Qx94zrFfqmr_xNF-o-RWPGfWx5HSgV9MI_1fh9p3ypr_AD5agzA |
| ContentType | Journal Article |
| Copyright | 一般社団法人セメント協会 |
| Copyright_xml | – notice: 一般社団法人セメント協会 |
| DOI | 10.14250/cement.77.558 |
| DatabaseTitleList | |
| DeliveryMethod | fulltext_linktorsrc |
| Discipline | Engineering |
| EISSN | 2187-3313 |
| EndPage | 566 |
| ExternalDocumentID | article_cement_77_1_77_558_article_char_ja |
| GroupedDBID | ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS JSF KQ8 RJT |
| ID | FETCH-LOGICAL-j180a-66168d2d31ba10c01da1395161aa6ab8972a632f4073626225725c1748e8498c3 |
| ISSN | 0916-3182 |
| IngestDate | Wed Sep 03 06:31:18 EDT 2025 |
| IsDoiOpenAccess | true |
| IsOpenAccess | true |
| IsPeerReviewed | false |
| IsScholarly | true |
| Issue | 1 |
| Language | Japanese |
| LinkModel | OpenURL |
| MergedId | FETCHMERGED-LOGICAL-j180a-66168d2d31ba10c01da1395161aa6ab8972a632f4073626225725c1748e8498c3 |
| OpenAccessLink | https://www.jstage.jst.go.jp/article/cement/77/1/77_558/_article/-char/ja |
| PageCount | 9 |
| ParticipantIDs | jstage_primary_article_cement_77_1_77_558_article_char_ja |
| PublicationCentury | 2000 |
| PublicationDate | 2024/03/29 |
| PublicationDateYYYYMMDD | 2024-03-29 |
| PublicationDate_xml | – month: 03 year: 2024 text: 2024/03/29 day: 29 |
| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | セメント・コンクリート論文集 |
| PublicationTitleAlternate | セメント・コンクリート論文集 |
| PublicationYear | 2024 |
| Publisher | 一般社団法人 セメント協会 |
| Publisher_xml | – name: 一般社団法人 セメント協会 |
| References | 12) B. Zhang et al.：Geopolymerization of halloysite via alkali-activation：dependence of microstructures on precalcination, Applied Clay Science, Vol.185（2020） 14) S. Prasanphan et al.：29Si and 27Al NMR study of the structural transformation of calcined kaolin residue-based geopolymer using low alkali activator content for sustainable construction materials, Journal of Building Engineering, Vol.70（2023） 19) 渡部徳子ほか：固体高分解能NMRとその粘土鉱物への応用、鉱物学雑誌、Vol.17、pp.123-136（1986） 23) H. Zhang et al.：Spalling behavior of metakaolin-fly ash based geopolymer concrete under elevated temperature exposure, Cement and Concrete Composites, Vol.106（2020） 9) 一宮一夫ほか：ジオポリマーの現状と今後の展望、コンクリート工学、Vol.58、pp.409-414（2018） 6) H. Castillo et al.：State of the art of geopolymers：A review, e-Polymers, Vol.22, pp.108-124（2022） 24) M. Al-Azzawi et al.：Factors affecting the bond strength between the fly ash-based geopolymer concrete and steel reinforcement, Structures, Vol.14, pp.262-272（2018） 20) S. Dai et al.：Mechanical Properties and Microstructural Characterization of Metakaolin Geopolymers Based on Orthogonal Tests, Materials, Materials, Vol.15, pp.2957（2022） 16) CA. Rees et al.：In situ ATR-FTIR study of the early stages of fly ash geopolymer gel formation, Langmuir, Vol.23, pp.9076-9082（2007） 17) CH. Rusher et al.：Weakening of Alkali-Activated Metakaolin During Aging Investigated by the Molybdate Method and Infrared Absorption Spectroscopy, Journal of the American Ceramic Society, Vol.93, pp.2585-2590（2010） 26) P. Du et al.：Calcination-induced changes in structure, morphology, and porosity of allophane, Applied Clay Science, Applied Clay Science, Vol.158, pp.211-218（2018） 2) S. Prakasan et al.：Study of Energy Use and CO2 Emissions in the Manufacturing of Clinker and Cement, Journal of The Institution of Engineers（India）：Series A, Vol.101, pp.221-232（2020） 25) J. Ye et al：Properties of of an aged geopolymer synthesized from calcined ore-dressing tailing of bauxite and slag, Cement and Concrete Research, Vol.100, pp.23-31（2017） 8) P. Cong, Y. Cheng：Advances in geopolymer materials：A comprehensive review, Journal of Traffic and Transportation Engineering （English Edition）, Vol.8, pp.283-314（2021） 11) Z Zhang et al.：Quantitative kinetic and structural analysis of geopolymers. Part1. The activation of metakaolin with sodium hydroxide, Thermochimica Acta, Vol.539, pp.23-33（2012） 3) M. Hashimoto et al.：Study on Concrete for Civil Engineering Structures Using High Volume Blast Furnace Slag Cement, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.14, pp.163-171（2016） 5) J. Davidovits：Geopolymers：Ceramic-like inorganic polymers, Journal of Ceramic Science and Technology, Vol.8, pp.335-350（2017） 10) R. Mohamed et al.：Effect of heat evolved during geopolymerization to the compressive strength of class C fly ash based geopolymers, AIP Conference Proceedings, Vol.2129（2019） 15) JE. Oh et al.：Characterization of geopolymers from compositionally and physically different Class F fly ashes Cement and Concrete Composites, Vol.50, pp.16-26（2014） 18) Phair. J, Deventer J.：Effect of the silicate activator pH on the microstructural characteristics of waste-based geopolymers, Mineral Processing, Vol.66, pp.121-143（2002） 1) IEA（2023）：CO2 Emissions in 2022, IEA, https://www.iea.org/reports/co2-emissions-in-2022, 2023/5/28閲覧 7) A. Danish et al.：Sustainability benefits and commercialization challenges and strategies of geopolymer concrete：A review, Journal of Building Engineering, Vol.58（2022） 22) H. Castillo et al.：Factors Affecting the Compressive Strength of Geopolymers：A Review, Minerals, Vol.11, p.1317（2021） 13) B. Zhang et al.：Effect of curing conditions on the microstructure and mechanical performance of geopolymers derived from nanosized tubular halloysite, Construction and Building Materials, Vol.268（2021） 4) 経済産業省：今後の火力政策について（2023）https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/den ryoku_gas/denryoku_gas/pdf/058_05_03.pdf、2023/5/28閲覧 21) AB. Malkawi et al.：Effects of Alkaline Solution on Properties of the HCFA Geopolymer Mortars, Procedia Engineering, Vol.148, pp.710-717（2016） |
| References_xml | – reference: 15) JE. Oh et al.：Characterization of geopolymers from compositionally and physically different Class F fly ashes Cement and Concrete Composites, Vol.50, pp.16-26（2014） – reference: 14) S. Prasanphan et al.：29Si and 27Al NMR study of the structural transformation of calcined kaolin residue-based geopolymer using low alkali activator content for sustainable construction materials, Journal of Building Engineering, Vol.70（2023） – reference: 7) A. Danish et al.：Sustainability benefits and commercialization challenges and strategies of geopolymer concrete：A review, Journal of Building Engineering, Vol.58（2022） – reference: 19) 渡部徳子ほか：固体高分解能NMRとその粘土鉱物への応用、鉱物学雑誌、Vol.17、pp.123-136（1986） – reference: 5) J. Davidovits：Geopolymers：Ceramic-like inorganic polymers, Journal of Ceramic Science and Technology, Vol.8, pp.335-350（2017） – reference: 4) 経済産業省：今後の火力政策について（2023）https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/den ryoku_gas/denryoku_gas/pdf/058_05_03.pdf、2023/5/28閲覧 – reference: 13) B. Zhang et al.：Effect of curing conditions on the microstructure and mechanical performance of geopolymers derived from nanosized tubular halloysite, Construction and Building Materials, Vol.268（2021） – reference: 6) H. Castillo et al.：State of the art of geopolymers：A review, e-Polymers, Vol.22, pp.108-124（2022） – reference: 11) Z Zhang et al.：Quantitative kinetic and structural analysis of geopolymers. Part1. The activation of metakaolin with sodium hydroxide, Thermochimica Acta, Vol.539, pp.23-33（2012） – reference: 16) CA. Rees et al.：In situ ATR-FTIR study of the early stages of fly ash geopolymer gel formation, Langmuir, Vol.23, pp.9076-9082（2007） – reference: 12) B. Zhang et al.：Geopolymerization of halloysite via alkali-activation：dependence of microstructures on precalcination, Applied Clay Science, Vol.185（2020） – reference: 10) R. Mohamed et al.：Effect of heat evolved during geopolymerization to the compressive strength of class C fly ash based geopolymers, AIP Conference Proceedings, Vol.2129（2019） – reference: 2) S. Prakasan et al.：Study of Energy Use and CO2 Emissions in the Manufacturing of Clinker and Cement, Journal of The Institution of Engineers（India）：Series A, Vol.101, pp.221-232（2020） – reference: 18) Phair. J, Deventer J.：Effect of the silicate activator pH on the microstructural characteristics of waste-based geopolymers, Mineral Processing, Vol.66, pp.121-143（2002） – reference: 24) M. Al-Azzawi et al.：Factors affecting the bond strength between the fly ash-based geopolymer concrete and steel reinforcement, Structures, Vol.14, pp.262-272（2018） – reference: 25) J. Ye et al：Properties of of an aged geopolymer synthesized from calcined ore-dressing tailing of bauxite and slag, Cement and Concrete Research, Vol.100, pp.23-31（2017） – reference: 9) 一宮一夫ほか：ジオポリマーの現状と今後の展望、コンクリート工学、Vol.58、pp.409-414（2018） – reference: 1) IEA（2023）：CO2 Emissions in 2022, IEA, https://www.iea.org/reports/co2-emissions-in-2022, 2023/5/28閲覧 – reference: 17) CH. Rusher et al.：Weakening of Alkali-Activated Metakaolin During Aging Investigated by the Molybdate Method and Infrared Absorption Spectroscopy, Journal of the American Ceramic Society, Vol.93, pp.2585-2590（2010） – reference: 3) M. Hashimoto et al.：Study on Concrete for Civil Engineering Structures Using High Volume Blast Furnace Slag Cement, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.14, pp.163-171（2016） – reference: 21) AB. Malkawi et al.：Effects of Alkaline Solution on Properties of the HCFA Geopolymer Mortars, Procedia Engineering, Vol.148, pp.710-717（2016） – reference: 22) H. Castillo et al.：Factors Affecting the Compressive Strength of Geopolymers：A Review, Minerals, Vol.11, p.1317（2021） – reference: 26) P. Du et al.：Calcination-induced changes in structure, morphology, and porosity of allophane, Applied Clay Science, Applied Clay Science, Vol.158, pp.211-218（2018） – reference: 8) P. Cong, Y. Cheng：Advances in geopolymer materials：A comprehensive review, Journal of Traffic and Transportation Engineering （English Edition）, Vol.8, pp.283-314（2021） – reference: 23) H. Zhang et al.：Spalling behavior of metakaolin-fly ash based geopolymer concrete under elevated temperature exposure, Cement and Concrete Composites, Vol.106（2020） – reference: 20) S. Dai et al.：Mechanical Properties and Microstructural Characterization of Metakaolin Geopolymers Based on Orthogonal Tests, Materials, Materials, Vol.15, pp.2957（2022） |
| SSID | ssib012948838 ssj0001085629 |
| Score | 2.3793075 |
| Snippet | 本研究では、アルカリ溶液組成と煆焼条件を調整し、発熱性状を抑えた煆焼アロフェン型ジオポリマーの最適な配合条件について検討した。その結果、アルカリ溶液組成はNa/Si... |
| SourceID | jstage |
| SourceType | Publisher |
| StartPage | 558 |
| SubjectTerms | Mid-FTIR XRD ジオポリマー 含水率 固体NMR 煆焼アロフェン 煆焼時間 発熱特性 |
| Title | 煆焼アロフェン型ジオポリマーの最適溶液組成と煆焼時間に関する検討 |
| URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/cement/77/1/77_558/_article/-char/ja |
| Volume | 77 |
| hasFullText | 1 |
| inHoldings | 1 |
| isFullTextHit | |
| isPrint | |
| ispartofPNX | セメント・コンクリート論文集, 2024/03/29, Vol.77(1), pp.558-566 |
| journalDatabaseRights | – providerCode: PRVAFT databaseName: Open Access Digital Library customDbUrl: eissn: 2187-3313 dateEnd: 99991231 omitProxy: true ssIdentifier: ssj0001085629 issn: 0916-3182 databaseCode: KQ8 dateStart: 20090101 isFulltext: true titleUrlDefault: http://grweb.coalliance.org/oadl/oadl.html providerName: Colorado Alliance of Research Libraries |
| link | http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwpR3LahRBcAjxogfxiW9ysE-ycR7d093Hmc2EoCgICeS29ryQPSQSkosndzeKEBBBDARiDkEwKnpQDCL5m8aN-QurH7M7qzlEhaWpra6ursfsVnXTXeM411NOy0wI3mCFEA1cqpK3OC0bQVlyDkDh6joFd-6GM3P41jyZHxuvn1paWU4ns0eH3iv5F68CDvyqbsn-hWcHTAEBMPgXWvAwtEfyMUooYgSxUAMYxU2UBIj5KPI1EKBoygKcVF3UYuIAJQTxBLHYdsWsoomqUdXwISaphpu5PBQBJkS8qc5MJFxjuMLEEYpDDcDHVxLGRAkJGMYQd6vh7DAtgCFXkgBDDnBQEccWYxX0FJmRWWkBeKwkSZhiy5J65l3pGFcaeTU7aICxCjMwSDBKA5aZ_t0g1g5mOFMScq01tIxqaWPEBtufVU-iaDlV8sIzrr7EoF00JAMzTGkjaXvAtJqMav5N5TjojmpsifKDcgVWbgRjWHplfIMFewaH8B8Rg2hHcGt_Pl3fE_KxOhTnDyNPNZdmAtpHTS0g1hMSpXcUaP-bpw_rJyK6cTRHgBggH7b686i-peyF6ja-ia6FxkEGCUEsMPeNq4hrX9xT_2cx4ZOYMv42EyPmfTx_BHkIM-pYbKb3zycpnRwMGymcbn-WLUPXorTlqQaIW4OuB2Kp1Ybl1TEfkgL15pfb9wbhCDJhiG42POktW1iehL6p3mk1tWVglUQ3R-SBhLYNy7vqaKjOVmdPOSftMnMiMhKcdsba4oxzolZ89Kxzf__J0_3VPdndlr2PsvdKdt_K3pcfW2uy-01238vea9mDdkv29mTnU3_z8UHnXf_7bn_38_7X1f6zF7KzYzj0N7oH6y9l58PB-rbsbMjuWv_N5s-d5-ecuelktjnTsO9babQ95ooGpOohy_088FLhuZnr5QLWhwTWhEKEImWc-iIM_BJDWhD6IWQC1CeZRzErGOYsC8474wuLC8UFZyLzMBGiDNIcFzinAPK8IDn2MSWZ6xYXHW7M03poiuq0ju6tS_8x9rJzfPh7ueKMLy-tFFdhVbGcXtO-_wUdJOvV |
| linkProvider | Colorado Alliance of Research Libraries |
| openUrl | ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E7%85%86%E7%84%BC%E3%82%A2%E3%83%AD%E3%83%95%E3%82%A7%E3%83%B3%E5%9E%8B%E3%82%B8%E3%82%AA%E3%83%9D%E3%83%AA%E3%83%9E%E3%83%BC%E3%81%AE%E6%9C%80%E9%81%A9%E6%BA%B6%E6%B6%B2%E7%B5%84%E6%88%90%E3%81%A8%E7%85%86%E7%84%BC%E6%99%82%E9%96%93%E3%81%AB%E9%96%A2%E3%81%99%E3%82%8B%E6%A4%9C%E8%A8%8E&rft.jtitle=%E3%82%BB%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%BB%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%88%E8%AB%96%E6%96%87%E9%9B%86&rft.au=%E6%96%8E%E8%97%A4%2C+%E8%B1%AA&rft.au=%E4%BD%90%E4%BC%AF%2C+%E7%AB%9C%E5%BD%A6&rft.au=%E5%AE%AE%E4%B8%8B%2C+%E7%B6%BE%E4%B9%83&rft.au=%E4%BD%90%E8%97%A4%2C+%E5%85%89%E6%99%9F&rft.date=2024-03-29&rft.pub=%E4%B8%80%E8%88%AC%E7%A4%BE%E5%9B%A3%E6%B3%95%E4%BA%BA+%E3%82%BB%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%88%E5%8D%94%E4%BC%9A&rft.issn=0916-3182&rft.eissn=2187-3313&rft.volume=77&rft.issue=1&rft.spage=558&rft.epage=566&rft_id=info:doi/10.14250%2Fcement.77.558&rft.externalDocID=article_cement_77_1_77_558_article_char_ja |
| thumbnail_l | http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/lc.gif&issn=0916-3182&client=summon |
| thumbnail_m | http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/mc.gif&issn=0916-3182&client=summon |
| thumbnail_s | http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/sc.gif&issn=0916-3182&client=summon |