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规格外瓦を活用したフライアッシュコンクリートの研究。
フライアッシュを利用した緻密なコンクリート。
コンクリートは建物や道路などいたるところに使われており、私たちにとって非常に身近な材料といえます。ではみなさんは、コンクリートがどういったものから作られているかご存知ですか？ コンクリートは石と砂を、水とセメントで固めたものです。セメントはコンクリートの原材料であり、石灰石などを焼成して砕き、粉にしたものをいいます。水を加えることによって化学反応を起こして固まるという性质を持っており、これが石や砂をつなぎとめ十分な强度を持つコンクリートになるのです。石や砂を「骨材」といい、私はこの骨材を含むコンクリートの材料やそのコンクリートの品质などについて研究しています。
电子顕微镜で见たフライアッシュ
现在はフライアッシュコンクリートに着目しています。フライアッシュとは石炭火力発电をした际に出る细かい灰のことです。セメントと似たような性质を持つことで知られていますが、単体では水と混ぜても化学反応が起きにくく、セメントの一部（20%前后）を置き换えることで活跃します。
フライアッシュを混ぜると、通常と比べゆっくりと强度が伸び、より緻密なコンクリートができあがります。緻密なコンクリートは颁翱2や塩分といった有害物の侵入を防ぎ、内部の鉄筋を錆びにくくさせます。その结果、劣化が遅く良い状态を长く保つことができるのです。
廃瓦をアップサイクルし、内部养生材として地产地消へ。
コンクリートの强度を出すためには「养生」が欠かせません。养生とは、打ち终わったコンクリートに水分を与えることで强度の発现を促したり、乾燥によるひび割れなどを防いだりするために行う作业です。一般的に行われる养生では外から水をやる（もしくは乾燥を防ぐ）ことでコンクリートを仕上げますが、研究では「内部养生」という方法に着目しています。内部养生では时间をかけて内侧から水分を供给することで养生します。
内部养生には多くの场合人工軽量骨材や吸水性ポリマーが使用されますが、私の研究ではその代替品として日本叁代瓦の1つである石州瓦を活用しています。山阴の岛根県で作られるこの瓦は冷害や塩害に强いという特徴があり、高温で焼かれ非常に硬く、内部养生材としては最适です。佐藤良一名誉教授がこの性质に着目して内部养生材としての适用を始めました。
ひび割れが起こるなどして规格外となった瓦を利用することでアップサイクルにもなる上、生产地やその周辺でコンクリートを施工すれば地产地消にも繋げることができます。石州瓦は通常の骨材と比べ吸水率が高く、実际の実験でもコンクリートの强度を増进させ、自己収缩が低减するといった効果がすでに示されています。自己収缩とはコンクリートが化学反応で硬化する际に缩む现象で、例えば1尘の长さがあるコンクリートなら计算上は0.5肠尘以上ほど缩む场合があります。これは、田泽栄一名誉教授が世界で初めて示した现象です。
コンクリートで作られる建造物は大きなものがほとんどですので、自己収缩の低减は品质の高いコンクリートの実现につながります。もちろん、骨材への置换率や内部养生の効果の范囲など、まだ検証すべきことも多くあり、引き続き研究を进めています。
社会贡献に繋がるコンクリートを育てる。
この研究の特徴の1つに、カーボンニュートラルにも贡献できるという点が挙げられます。セメントを作る际には石灰石を1000℃以上の高热で焼く必要があり、その际に颁翱2が発生してしまいます。そのためセメントの一部をフライアッシュでまかなうことで环境负荷低减に贡献できます。また、高品质のコンクリートで作られた构造物は灾害に强く长寿命ですので、人々の安心?安全に繋がります。今后も定量的に评価しながら研究を进め、少しでも使いやすく、社会に贡献できるような材料にできればと思っています。
社会基盘の分野はコンクリート以外にも水や桥、インフラ、交通関係など様々なことを扱っています。私が最初に土木に兴味を持ったのは、大学に入学したての顷に当时の学科长が仰った「地図の“面”を作る分野」だという言叶でした。中でもコンクリートは共同作业が多く楽しかったですし、水を与えて良いものにしていくという「育てる」感覚を非常に面白く感じました。
研究では、もちろん材料の準备、コンクリートの练混ぜ作业から学生が计画?実施します。指导については、以前恩师が「待つのが仕事」と仰っていたのが印象に残っており、学生が研究内容や计画を决める际にはあまり口出しせず、できるだけ自分で考えてもらうことを心がけています。
社会基盘の分野は幅広く研究内容も様々なので、进路に迷っている方はきっと自分が打ち込める何かが见つけられるはずです。気になった方はぜひ进学先として検讨してみてください。
OGAWA YUKO
2006年3月 东京都立大学土木工学科 卒业
2008年3月 首都大学东京 博士前期课程 修了
2011年3月 首都大学东京 博士后期课程 修了 博士（工学）
2011年4月～9月 首都大学东京 特任助教
2011年10月 広岛大学大学院工学研究科 助教
2020年4月 広岛大学大学院先进理工系科学研究科 助教
