五十嵐 豪

沿岸部など海からの塩分飛来を受ける立地条件にある鉄筋コンクリート構造物は，塩化物イオンの浸透によりコンクリート中の鉄筋が錆び，塩害につながる。コンクリートへのフライアッシュの添加は，塩化物イオンの浸透を抑制することが知られている。しかし，フライアッシュは，セメントに対して反応活性が低いため，セメントの大量置換は初期強度を低下させる。この点を解決するために本研究の特色として，金属ナノ粒子，特に酸化亜鉛微粉末の添加により，フライアッシュの反応促進を試みる。加えて，独創的な点として，最近，申請者が提案した，水蒸気吸着等温線に対して拡張BET理論を適用することによるセメントペーストの微細構造の同定手法により，フライアッシュセメントペーストの微細構造が金属ナノ粒子の添加によりどのように変化するか定量的に明らかにし，塩化物イオンの抑制効果および長期強度特性を微細構造の観点から明らかにすることを目的とする。

セメント・コンクリートのさまざまな物性や化学的耐久性は，硬化したポルトランドセメントの主要構成相であるケイ酸カルシウム水和物（C-S-H）によって決定されると考えられている。一般に，セメント・コンクリート中のC-S-Hは，純粋なカルシウムとシリカのみの水和物ではなく，アルミニウムが固溶していることが広く知られている。つまり，セメント・コンクリートのさまざまな物性や化学的耐久性の発現メカニズムを解明するためには，アルミニウムの固溶したC-S-HであるC-A-S-Hのナノ構造を明らかにする必要があるといえる。これまでに多くの研究者が，セメント・コンクリート中のC-A-S-Hのナノ構造を明らかにするための前段として，まずはアルミニウムを含まないC-S-Hの研究が数多く行われてきた。最近になってようやくC-S-Hのナノ構造について明らかになりつつあり，次段階として，アルミニウムを含むC-A-S-Hのナノ構造にフォーカスした研究が見られ始めた。このとき，実験的手法の一つとして純薬から合成されたC-A-S-Hを測定対象とするものがあるが，このときの合成C-A-S-Hは，セメント・コンクリート中のC-A-S-Hの化学組成を再現できていないのが現状である。 以上から申請者は，既往のC-A-S-Hの合成手法を踏襲せずに，新たな合成手法を見つけるためにゾルーゲル法に着目した。本申請課題では，ゾルーゲル法を用いて，セメント・コンクリート中のC-A-S-Hと同じ化学組成をもったC-A-S-Hの合成手法を確立し，この合成物を対象として様々な化学分析を行い，セメント・コンクリート中のC-A-S-Hの諸性質の基礎的知見を取得することを目的とする。

本研究は，申請者が新たに確立した，拡張BET理論によるセメントペーストの微細構造の同定手法を用いて，高炉スラグ微粉末の添加および塩化物イオンの浸透によってセメントペーストの微細構造がどのように変化するか定量的に明らかにすることを目的とする。加えて，その他の混和材・剤，特に犠牲防食の可能性がある亜鉛粉末を添加することにより，セメントペーストの微細構造に及ぼす影響や塩化物イオン浸透の抑制効果について検討することを目的とする。