研究者情報

マスター

アカウント（マスター）

• 氏名

  胡桃澤　清文(クルミサワ　キヨフミ), クルミサワ　キヨフミ

所属（マスター）

• 工学研究院　環境循環システム部門　資源循環工学分野

所属（マスター）

• 工学研究院　環境循環システム部門　資源循環工学分野

独自項目

syllabus

• 2021, 資源情報処理, Advanced Information Processing for Resources Engineering, 修士課程, 工学院, 化学反応　無機材料　モデリング　多孔体材料　サステイナブル社会 微分方程式
• 2021, 資源情報処理特論, Advanced Information Processing for Resources Engineering, 修士課程, 工学院, 化学反応　無機材料　モデリング　多孔体材料　サステイナブル社会 微分方程式
• 2021, 資源情報処理特論, Advanced Information Processing for Resources Engineering, 博士後期課程, 工学院, 化学反応　無機材料　モデリング　多孔体材料　サステイナブル社会 微分方程式
• 2021, 熱力学演習, Exercise in Thermodynamics, 学士課程, 工学部, ガスサイクル、蒸気の性質、気液二相サイクル、熱移動
• 2021, 情報学 Ⅰ, Introduction to Informatics I, 学士課程, 全学教育, 情報活用，情報社会，情報科学，プログラミング，データサイエンス
• 2021, 数値計算法, Numerical Computation, 学士課程, 工学部, 2進数，誤差，反復法，ニュートン法，非線形方程式，連立方程式、ガウスの消去法，ＬＵ分解，反復法，ヤコビ法，ラグランジュ補間，台形公式，オイラー法，ルンゲ・クッタ法， 微分方程式，偏微分方程式
• 2021, 熱力学, Thermodynamics, 学士課程, 工学部, 熱、仕事、第一法則、第二法則、エントロピー、理想気体、熱機関、相平衡、化学平衡
• 2021, 資源循環システム実験Ⅰ, Experiments for Sustainable Resources Engineering Ⅰ, 学士課程, 工学部, 基本操作、物理計測、化学分析
• 2021, 応用数学Ⅰ, Applied Mathematics I, 学士課程, 工学部, 常微分方程式　ラプラス変換　フーリエ解析　偏微分方程式
• 2021, 資源循環システム実験Ⅲ, Experiments for Sustainable Resources Engineering Ⅲ, 学士課程, 工学部, 構造解析，物性評価，鉱物の利用，流体の分析，選別技術

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プロフィール情報

学位

• 博士（工学）（東京工業大学）

プロフィール情報

• 姓

  胡桃澤, クルミサワ

• 名

  清文, キヨフミ

• ID各種

  200901092377689062

対象リソース

https://emr.eng.hokudai.ac.jp/

業績リスト

研究キーワード

• ジオポリマー   セメント硬化体   反射電子像   物質移動   粗大空隙   電気伝導率   水和反応率   自己相関関数   エネルギー分散型X線分析   セメントペースト   塩分浸透性   弾性係数   構成化合物量   拡散係数   溶脱   高炉スラグ   XRDリートベルト法   相平衡   拡散   界面性状   空隙   元素分布像   イオン   3次元イメージ   熱力学相平衡   動弾性係数   混和材   空間分布   空隙構造   ２H NMR   リートベルト法   NMR   耐久性   微細構造   コンクリート   セメント   

研究分野

• 社会基盤（土木・建築・防災） / 建築構造、材料
• 社会基盤（土木・建築・防災） / 土木材料、施工、建設マネジメント

経歴

• 2009年 - 2013年 北海道大学 工学(系)研究科(研究院) 准教授
• 2005年 - 北海道大学大学院工学研究科 研究員
• 2005年 - Researcher

学歴

•         - 2003年   東京工業大学   総合理工学研究科
•         - 2003年   東京工業大学

受賞

• 2023年09月 公益財団法人 鉄鋼環境基金 第１４回(2023 年度)助成研究成果表彰 理事長賞
   高炉スラグ固化体作製のための高炉スラグの反応促進技術の開発
• 2011年 第39回セメント協会論文賞
  
• 2004年 博士論文賞
  

論文

• Mechanical Properties and Microstructural Changes in EVA Polymer Mortar Exposed to Elevated Temperature

  Runze Cai, Jize Mao, Kiyofumi Kurumisawa, Gang Shi

  Journal of Materials in Civil Engineering 2025年01月 [査読有り]
  
• New insights in the adsorption behavior of triethanolamine on OPC by experimental and theoretical study

  Qi Zhai, Kiyofumi Kurumisawa, Hegoi Manzano, Juhyuk Moon, In Hee Hwang

  Cement and Concrete Research 184 2024年10月 [査読有り]
   

  The influence of triethanolamine (TEA) on the hydration of cement-based materials is closely linked to its adsorption behavior in Ordinary Portland Cement (OPC). This study investigated the adsorption process and mechanism of TEA on OPC and pure mineral phases—alite, gypsum, aluminate+gypsum, and calcium hydroxide (CH)—in the first 8 h. The results revealed that in all single phases, TEA adsorption was associated with alite and CH. The crystal structure of CH did not change during adsorption, likely due to the physical adsorption of TEA. During OPC hydration, the adsorption of TEA was primarily associated with the hydration of alite. In the initial hydration stage, only CH served as the main adsorption receptor, which was supported by adsorption energy simulations using molecular dynamics. As alite hydration progresses, the role of the receptor may shift toward calcium silicate hydrate (C-S-H), as indicated by the calculated adsorption limit of CH. Furthermore, density functional theory (DFT) demonstrated that TEA–Ca2+ has the lowest complexation energy when the ligand-to-metal ratio is 1:1 and becomes even more stable when the ligand-to-metal ratio is 2:1.
• Advances in understanding the effect of alkanolamine in cement-based materials

  Qi Zhai, Kiyofumi Kurumisawa, Juhyuk Moon, In-Hee Hwang

  Journal of Cleaner Production 452 2024年05月 [査読有り]
   

  Recent research on the influence of four types of alkanolamines on the hydration of cementitious systems is summarized. In OPC, alkanolamines primarily affect aluminate hydration, as demonstrated by the chelation effects of various metal ions on alite hydration. The dosage and stability constants of chelation play important roles in this process. The effect of alkanolamines in blended cement was reviewed, and the enhancement was attributed to the directly enhanced dissolution of supplementary cementitious materials and enhanced pozzolanic reaction. The effects of alkanolamines can be further improved by interactions with other admixtures with appropriate mix designs in various cementitious systems.
• 複数のセメント種を用いたセメント硬化体に及ぼす凍結融解作用の実験的検討

  花岡 温広, 胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 77 1 369 - 376 一般社団法人 セメント協会 2024年03月29日 [査読有り]
   

  CO₂削減の観点から高炉スラグ微粉末やフライアッシュを混和した混合セメントを用いたコンクリート構造物が増加している。しかし、既往の研究において混合セメントコンクリートは普通ポルトランドセメントコンクリートと凍害劣化メカニズムが異なると指摘されている。そこで本研究では、異なるセメント種類にて作製したセメント硬化体を用いて、凍害劣化に及ぼす要因を定量的に明らかにすることを目的とした。その結果、セメント種ごとに凍結融解劣化抵抗性は異なり、空気量、気泡間隔係数および圧縮強度ではその違いを説明することはできなかったが、凍結水量や粗大な空隙量により凍害劣化の程度を説明することが可能であることが示された。
• 亜硝酸カルシウムを添加した高炉スラグセメントの反応に及ぼす養生温度の影響

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 77 1 189 - 196 一般社団法人 セメント協会 2024年03月29日 [査読有り]
   

  高炉セメントセメントペースト硬化体の反応性を高める添加剤として亜硝酸カルシウムが挙げられるが、亜硝酸カルシウムを混和した高炉セメントの反応の温度依存性に関する検討はほとんどなされていない。そこで本研究では、亜硝酸カルシウムを加えた高炉スラグセメントの反応の温度依存性を明らかにすることを目的とした。初期の反応量を測定するためにカロリーメーター測定、反射電子像によるセメントおよび高炉スラグの反応率測定、XRDによる鉱物の測定を行った。その結果、亜硝酸カルシウムを加えることによって初期の高炉スラグセメントの反応は高まったが、35℃養生においてはその影響は高くないことが示された。また、亜硝酸カルシウムを加えた試料のセメントおよび高炉スラグの反応に関するみかけの活性化エネルギーは無混和のものに比べて低下することが明らかとなった。
• Data-driven inverse mix design for sustainable alkali-activated materials

  Y. K. Kong, Kiyofumi Kurumisawa, Chiharu Tokoro, Zhanzhao Li, S. H. Chu

  Journal of Sustainable Cement-Based Materials 2024年 [査読有り]
   

  Alkali-activated materials (AAMs) are promising alternatives to ordinary Portland cement (OPC), but standardized mix design approaches are limited. This study introduces a machine learning-based framework for inverse mix design of AAMs, predicting optimal mixes based on target properties and sustainability. The model considers eight key factors, including precursor reactivity, activator properties, and liquid-to-binder ratio. It operates in four steps: (i) constructing forward prediction models, (ii) generating new mix designs, (iii) evaluating workability and strength, and (iv) filtering for performance and sustainability. Experiments validated the model, targeting fluidity >100% and compressive strengths of 40 MPa (A40) and 50 MPa (A50). The A40 and A50 mixes achieved fluidities of 147.7% and 170.0%, and 28-day compressive strengths of 41.5 and 57.5 MPa. Both had lower environmental impacts (GWP, AP, and EP) compared to OPC-based mortars. This framework enhances AAM design efficiency and sustainability for broader applications.
• A comparative study of alkanolamines and inorganic additives on the microstructure development of blast furnace slag blended cement at low curing temperature

  Qi Zhai, Kiyofumi Kurumisawa, Juhyuk Moon

  Construction and Building Materials 408 2023年12月 [査読有り]
   

  The initial reactivity and strength development of blast furnace slag cement (BFSC) are crucial factors that increase its utilization. Therefore, it is important to select the most suitable accelerator. In this study, the impact of four accelerators, namely sodium sulfate (Na2SO4), calcium nitrite (Ca(NO2)2), triethanolamine (TEA), and diethanolisopropanolamine (DEIPA), on the hydration and strength development of BFSC at curing temperatures of 5 and 20 °C was investigated. Isothermal calorimetry, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and mercury intrusion porosimetry (MIP) were conducted. The results revealed that Na2SO4 effectively enhanced early age strength by accelerating the hydration of the clinker and slag. Ca(NO2)2 is sensitive to temperature changes. At 20 °C, Ca(NO2)2 promoted the reaction of the aluminates and slag in the initial stage. However, the presence of slag inhibited clinker hydration, and the addition of Ca(NO2)2 exacerbated this effect, resulting in reduced strength at 5 °C. Indeed, the use of TEA and DEIPA at 0.02 % at 5 °C is not recommended. Complex interactions between TEA and Ca2+ may inhibit the formation of calcium hydroxide crystals, further inhibiting aluminate hydration. This may lead to low strength development at low curing temperatures such as 5 °C.
• Recent Advances in X-ray Computed Tomography for Alkali-Activated Materials: A Review

  Yukun Kong, Masaji Kato, Kiyofumi Kurumisawa

  Journal of Advanced Concrete Technology 21 8 573 - 595 2023年08月 [査読有り]
   

  Alkali-activated materials (AAMs) have been extensively studied due to their high performance and low carbon emissions. However, the long-term durability of AAMs remains a major concern, which is closely related to their microstructures and pore networks. X-ray computed tomography (CT) has emerged as a powerful non-destructive technique for three-dimensional microstructural analysis in the field of civil engineering. While CT has been widely used to investigate cement-based materials, its application to AAMs is still limited. In this review, we provide a comprehensive summary of the background information and applications of CT in AAM research, focusing on pore structure analysis, phase identification, degradation analysis, fiber reinforcement, temporal evolution and simulations. Furthermore, the current challenges and future perspectives are also discussed.
• Application of machine learning in predicting workability for alkali-activated materials

  Y.K. Kong, Kiyofumi Kurumisawa

  Case Studies in Construction Materials 18 2023年07月 [査読有り]
   

  Alkali-activated materials (AAMs) have been extensively studied for their superior performance and eco-friendliness. While previous researches have primarily focused on the hardened properties of AAMs, the assessment of their fresh properties has often been overlooked. The preparation process of AAMs involves key factors in mix design that significantly impact their workability. This study comprehensively evaluates the workability of different types of AAMs, analyzing a total of 402 mixtures extracted from 26 individual papers. The examination focuses on key factors in AAM mix design, specifically the precursors, alkali activator, and aggregate phases. Finally, a mathematical model for predicting the workability of AAMs was constructed based on the LightGBM (LGBM) algorithm. In this model, the reactivity of precursors, alkali activator, geopolymer paste volume, superplasticizer content, and aggregate were set as the inputs, and the flowability was set as the output. Additionally, the predictive efficiency of LGBM model was evaluated and compared to the multi-linear regression model. Meantime, a validation experiment for proving its accuracy was also conducted. This study largely advanced the understanding of the workability of AAMs by providing practical guidelines on AAM mix design with high workability and consistency.
• Effect of curing temperatures and additional activators on chloride ingress and its induced mineralogical alteration of ground granulated blast furnace slag activated by Ca(OH)2

  Zhai Qi, Yibing Zuo, Kiyofumi Kurumisawa, Aoran Lang

  Cement and Concrete Composites 141 2023年05月 [査読有り]
   

  The impact of additional activators (sodium sulfate, sodium nitrite, and calcium nitrite) and curing temperature (20 and 35 degrees C) on chloride binding and ingress resistance of ground granulated blast furnace slag activated by Ca (OH)2 was studied using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetric and thermodynamic modeling. The outcomes of the study indicated that the difference in the chloride binding capacity at low chloride concentrations was primarily affected by the types of the AFm phase. The solid solution formed between Friedel's salt and various types of AFm phases resulted in a decrease in the chloride binding capacity. At a curing temperature of 35 degrees C, the chloride binding capacity reduced due to the leaching of calcium ions and carbonation induced by the coarse pore structure. It was found that the chloride ingress resistance was significantly related to the leaching of calcium and carbonation, and the denser calcite layer formed at the exposure layer had a positive impact on the chloride ingress resistance.
• Fresh properties and characteristic testing methods for alkali-activated materials: A review

  Y.K. Kong, Kiyofumi Kurumisawa

  Journal of Building Engineering 75 2023年05月 [査読有り]
   

  Alkali-activated materials (AAMs) are increasingly popular as ecofriendly and sustainable construction materials due to their ability to reduce carbon emissions and utilize industrial byproducts. However, their practical application is currently hindered by variability in their intrinsic properties during the early stages, which affects their handling, placement, and early age performance. This study aims to provide an overview of the fresh properties of AAMs, focusing on workability, rheology, setting behavior, and heat flow. The influence of material composition on the workability and setting of AAMs is presented, and characterization methods for workability, heat flow, and early microstructure are highlighted. The workability of AAMs depends on various factors, including mix design, precursor composition, alkali activator concentration, and aggregate size. AAMs exhibit a fast setting time due to enhanced alkali activation, and the heat release during hydration is influenced by the precursor type and curing temperature. This study discusses the current limitations of fresh AAMs and provides future perspectives for research. To address these limitations, the authors propose data fusion from various experimental results and image-based analysis of the microstructure of fresh AAMs. Overall, this study contributes to a better understanding of AAMs and offers valuable insights for sustainable construction applications.
• 亜硝酸カルシウムを用いた高炉セメント硬化体の塩分吸着及び拡散性能

  近藤 勇樹, 胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 76 1 187 - 192 一般社団法人 セメント協会 2023年03月31日 [査読有り]
   

  亜硝酸カルシウムの添加が高炉セメント硬化体の塩分吸着性能および拡散性能に及ぼす影響について検討を行った。その結果、亜硝酸カルシウムを添加した高炉セメント硬化体の塩分吸着力、拡散性能は向上する傾向にあり、亜硝酸カルシウム量の添加量が多いほど高炉スラグの反応率が高くなった。これらの性能の向上には、亜硝酸カルシウム添加によるケイ酸カルシウム水和物および亜硝酸型のモノサルフェートといった水和生成物の増加が関与していると推察した。
• Physically explicable mathematical model for strength prediction of UHPFRC

  S. H. Chu, K. Kurumisawa, Y. K. Kong

  Engineering Structures 275 2023年01月15日 [査読有り]
   

  This paper presents a quantitative analysis of the mechanical performance of ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC). UHPFRC shows great potential in the construction of the cities of tomorrow. However, establishing empirical formulas by incorporating existing data for the practical engineering design of UHPFRC remains a problem. To advance the understanding of UHPFRC, this paper qualitatively and quantitatively studied UHPFRC with an emphasis on its strength. Utilizing abundant data consisting of 111 different UHPFRC mixtures in literature, the key factors governing the strength of UHPFRC, e.g., the volumetric ratios and types of paste, aggregate, fibers and filler, were identified. Based on the key factors, a robust mathematical model for the strength prediction of UHPFRC was established. In addition, an artificial neural network model was constructed. This study shall provide useful guidelines for the mix design of sustainable and resilient UHPFRC.
• Infilled cementitious composites (ICC) – A comparative life cycle assessment with UHPC

  Y. K. Kong, K. Kurumisawa, S. H. Chu

  Journal of Cleaner Production 377 2022年12月01日 [査読有り]
   

  In this study, a comparative life cycle assessment (LCA) approach was adopted to scrutinize the environmental impacts of infilled cementitious composites (ICC) and ultra-high performance concrete (UHPC). UHPC, being prevalent for decades, encounters obstacles in application due to its high binder content, high heat generation, high material cost, and absence of coarse aggregate and macro steel fibers. To break these bottlenecks, ICC is developed based on fiber-particle packing theory, paste volume control and UHPC technology. To facilitate wider applications of ICC, LCA is performed on five categories, i.e., global warming (GWP), ozone depletion (OD), acidification (AP), eutrophication (EP), and photochemical ozone creation (POCP), according to International Organization for Standardization (ISO) 14040 and the Ecoinvent database. The ecological impacts of ICC can be further mitigated using supplementary cementitious materials and filler. A heuristic design of ICC is proposed towards reduced environmental impacts.
• Prediction of the drying shrinkage of alkali-activated materials using artificial neural networks

  Y. K. Kong, Kiyofumi Kurumisawa

  CASE STUDIES IN CONSTRUCTION MATERIALS 17 2022年12月 [査読有り]
   

  Alkali-activated materials (AAMs) are qualitatively and quantitatively evaluated with an emphasis on the ultimate drying shrinkage. We systematically evaluated AAMs based on the mix design and curing conditions, utilizing a total of 452 AAM mixtures extracted from 44 papers. Finally, a predictive model for the ultimate drying shrinkage of AAMs was constructed using an artificial neural network (ANN) with high accuracy, in which the reactivity of binder, geopolymer paste volume, liquid-to-binder ratio, alkali activator modulus, aggregate volumetric ratio, curing temperature, relative humidity and specimen size were set as inputs. This model shows great generality by compiling various AAM mixtures and is easy-handling without preparation of samples for acquiring specific properties. Moreover, the efficiency of three commonly used models for predicting the drying shrinkage-the Bazant-Baweja model, Gardner and Lockman model, and multi-linear regression model-were evaluated and compared to the proposed ANN model, revealing a better prediction performance of ANN model. This study will advance the understanding of the drying shrinkage behaviors of AAMs and provide practical guidelines for designing AAM mixtures with high durability.
• Recycling of calcined carbonated cement pastes as cementitious materials: Proposed CCUS technology for calcium looping

  Y. K. Kong, S. Ruan, Kiyofumi Kurumisawa

  Journal of Environmental Chemical Engineering 10 5 2022年10月 [査読有り][通常論文]
   

  In this study, calcined carbonated hydrated cement pastes (HCPs) were used to partially replace ordinary Portland cement (OPC) as a cementitious material. Calcined carbonated HCP can be derived from carbonated HCP after the release of CO2 for the carbon capture, utilization, and storage (CCUS). Calcined carbonated HCP was produced by calcining carbonated HCP at 1000 °C, also used in calcium looping. The crystal phase compositions of the HCP, carbonated HCP, and calcined carbonated HCP were identified. Various hardening and microstructural tests on the composite cement paste mixtures blended with calcined carbonated HCP were performed. The initial results showed that the HCP could sequester CO2, forming various calcium carbonates. After carbonated HCP calcination, the main nanocrystalline phases of calcium silicate hydrate (C-S-H) and calcium carbonate decomposed, forming lime and wollastonite. The 28-day compressive strength of the calcined carbonated HCP-OPC mixtures increased with the replacement ratio up to 20%, owing to the filler effect of wollastonite. The microstructural analysis revealed that the portlandite, C-S-H, and monocarboaluminate phases were formed after hydration. Finally, by recycling demolition waste, this study proposed a technology roadmap for CCUS to achieve this goal, and a life cycle assessment was conducted to evaluate and compare the environmental impacts of producing 1 t of calcined carbonated HCP-OPC mixtures and plain OPC paste.
• Effects of cation in sulfate chloride and nitrite on Ca(OH)2 activated ground granulated blast-furnace slag

  Qi Zhai, Kiyofumi Kurumisawa

  Cement and Concrete Composites 133 2022年10月 [査読有り]
   

  This study explores the effects of the cations in sulfates, chlorides, and nitrites on calcium-hydroxide activated blast-furnace slag. Using several methods, it was demonstrated that the activators investigated could improve early strength development. Compared with chlorides and nitrites, the type of sulfate has a significant influence on slag hydration. Compared with K2SO4 and Na2SO4, the promotion of slag hydration in MgSO4, at an early age, is limited due to the precipitation of gypsum and brucite which retard the formation of hydrates and limits hydration kinetics during the initial stage. The high concentration of sulfate ions in the pore solution causes some ettringite to remain, promoting strength development. It was observed that the mechanism of pH increase in K2SO4 and Na2SO4 is due to the synergistic reactions between the sulfates and Ca(OH)2, while the low pH of MgSO4 due to the low solubility of brucite inhibits slag dissolution. The critical pH for promoting slag hydration was determined to be 13.1.
• Functional and field performance of epoxy asphalt technology - state-of-the-art

  Ali Jamshidi, Greg White, Kiyofumi Kurumisawa

  ROAD MATERIALS AND PAVEMENT DESIGN 24 4 881 - 918 2022年04月 [査読有り]
   

  There is an increasing demand for high strength and more durable materials in the asphalt technology market. In response to the demand, epoxy asphalt mixture (EAM) is one relatively new technology for use as a paving material in flexible pavements. There are various research works carried out on the laboratory and field performance of EAM. However, comprehensive research covering functional and field (F&F) performance of EAM is lacking. The main purpose of this review is to bridge this gap via the analysis of the functional properties of EAM. Consequently, the field performance of EAM in different case studies is reviewed and the serviceability of EAM in various transportation infrastructure is investigated. This paper also reviews the life cycle cost and maintenance of EAM. The major findings indicate that EAM shows superior F&F performance compared to the traditional hot and warm asphalt mixture. Additionally, the use of EAM is beneficial in the structure of pavements in tunnels and on bridge decks. In conclusion, the higher F&F performance of EAM supports the development of better performing pavements for various applications.
• 高炉スラグ固化体の物性におよぼす無機塩の影響

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 75 1 174 - 180 一般社団法人 セメント協会 2022年03月31日 [査読有り]
   

  高炉スラグ固化体の物性に及ぼす無機塩の影響について検討を行った。その結果、圧縮強度は無機塩を加えることによって多くの試験体において初期強度が増進した。乾燥収縮量は無機塩の種類によって異なる傾向を示し、硫酸塩系の試験体では初期の収縮量が無混和のものよりも低減された。一方、亜硝酸塩と塩化カルシウムでは初期に収縮量が増加したが、その後は大きく増加しないことを示した。拡散係数も加えた無機塩の種類によって異なる傾向を示し、いずれの試験体においても拡散係数が無混和のものよりも高くなる傾向であった。これは無機塩の添加によってアルミネート系の水和物が生成されたため、陰イオンの吸着量が低下したものと推察された。
• 鋼繊維入り高強度高緻密コンクリートの透水性評価

  酒本 琴音, 加藤 昌治, 石井 祐輔, 胡桃澤 清文, 奈良 禎太

  材料 71 3 228 - 234 公益社団法人 日本材料学会 2022年03月15日 [査読有り]
   

  Information on the permeability of materials for radioactive waste disposal in geological repositories is essential. High strength and ultra low permeability concrete (HSULPC) is being considered as a material used to package transuranic (TRU) waste. HSULPC would be reinforced by steel fiber to increase its tensile strength and toughness, but the effect of reinforcing steel fiber on permeability is unclear. Permeability tests need to be highly accurate to determine the hydraulic properties of low permeability materials. In this study, the hydraulic conductivity of HSULPC with steel fiber using the transient pulse method. The hydraulic conductivities of HSULPC with/without steel fiber were determined to be around 10−13 to 10−11 m/s under the confining pressures between 2 and 10 MPa and pore pressure of 1 MPa constant. The results further showed that the permeability of these materials had a hysteretic dependence on the effective confining pressure. There was no remarkable difference of hydraulic conductivity between HSULPC with and without steel fiber. SEM observation revealed that HSULPC with steel fiber has isolated voids to some extent included during mixing of concrete but there are few voids on the interface of steel fiber for water channel. However, due to the higher porosity, the hydraulic conductivity of HSULPC with steel fiber is relatively higher than that without fiber. Still, the permeability of fiber reinforced HSULPC is low enough compared with Horonobe mudstone and Toki granite and would enable it to effectively confine 14C radionuclides in TRU waste.
• Effect of Reinforcing Steel Fiber on Permeability of High Strength and Ultra-Low Permeability Concrete

  Kotone Sakemoto, Masaji Kato, Yusuke Ishii, Kiyofumi Kurumisawa, Yoshitaka Nara

  Materials Transactions 63 12 1639 - 1644 2022年 [査読有り]
   

  Information on the water permeability of materials for radioactive waste disposal in geological repositories is essential. High strength and ultra-low permeability concrete (HSULPC) is being considered as a material used to package transuranic (TRU) waste. HSULPC would be reinforced by steel fiber to increase its tensile strength and toughness, but the effect of reinforcing steel fiber on permeability is unclear. Permeability tests need to be highly accurate to determine the hydraulic properties of low permeability materials. In this study, the hydraulic conductivity of HSULPC with steel fiber using the transient pulse method. The hydraulic conductivities of HSULPC with/without steel fiber were determined to be around 10113 to 10111 m/s under the confining pressures between 2 and 10 MPa and pore pressure of 1 MPa constant. The results further showed that the permeability of these materials had a hysteretic dependence on the effective confining pressure. There was no remarkable difference of hydraulic conductivity between HSULPC with and without steel fiber. SEM observation revealed that HSULPC with steel fiber has isolated voids to some extent included during mixing of concrete but there are few voids on the interface of steel fiber for water channel. However, due to the higher porosity, the hydraulic conductivity of HSULPC with steel fiber is relatively higher than that without fiber. Still, the permeability of fiber reinforced HSULPC is low enough compared with Horonobe mudstone and Toki granite and would enable it to
• Influences of CO₂-cured cement powders on hydration of cement paste

  Kong, Y., Song, Y., Weng, Y., Kurumisawa, K., Yan, D., Zhou, X., Wang, S., Ruan, S.

  Greenhouse Gases: Science and Technology 12 2 249 - 262 2022年 [査読有り]
   

  Carbonated cement pastes (CCP) can be used as stable carbon storage. In this work, CCP were systematically investigated as supplementary cementitious materials (SCMs)-like components used in ordinary Portland cement (OPC) paste. The fully hydrated cement pastes were pulverized into powders and then exposed to different CO2 pressure conditions (i.e., 1.0, 2.0 and 2.5 MPa) for 24 h. These CCP powders were then mixed with OPC to form a new binder. Various fresh, hardened and microstructural properties of CCP powders and the mixtures were investigated. Initial results show that the CO2 sequestration level of CCP increased with the growth of CO2 pressure, and albeit a pozzolanic reaction occurred inside the mixture, the relatively higher water demand due to the use of 30% replacement of CCP led to the inferior workability and compressive strength than the control group. Finally, a conceptual model relating to the CCP-OPC paste was proposed, facilitating the comprehension of the hydration behaviours of CCP-OPC paste. (c) 2022 Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd.
• Mechanisms of inorganic salts on Ca(OH)₂-activated ground granulated blast-furnace slag curing under different temperatures

  Zhai, Q., Kurumisawa, K.

  Construction and Building Materials 338 2022年 [査読有り]
   

  This study investigated in detail the coupling effects of curing temperatures (5, 20, and 35 degrees C) and additional activators (Na2SO4, Ca(NO2)(2), NaCl, and Na2S2O3) on Ca(OH)(2)-activated granulated blast-furnace slag (GGBFS). The results show that the early strengths, hydration degree and microstructure of samples depend strongly on the curing temperature and the nature of activators. Activators influence considerably the initial pore solution composition and pH value, while low-pH values and high-Ca2+ activity suppress the dissolution of Ca(OH)(2) and the reaction of GGBFS. Elevated temperatures mainly accelerate the hydration of GGBFS in all samples at early age. However, owing to the cross-over effect, there is a negative effect on the properties of the samples with added sodium salts in the middle and late stages of hydration. For samples in which Ca(NO2)(2) was added, the early hydration is low owing to the common ion effect, and high temperature plays a facilitating role instead. Furthermore, the apparent activation energy of GGBFS hydration was also determined to explain the observation. Results show that the sample in which the additional activator was added was influenced considerably by the curing temperature, while samples in which Ca(NO2)(2) was added were more sensitive to curing temperature changes.
• Use of hydrated cement pastes (HCP) as a CO2 sponge

  Y. K. Kong, Y. Song, K. Kurumisawa, T. Wang, D. Yan, Q. Zeng, X. Zhou, S. Ruan

  Journal of CO2 Utilization 55 2022年01月 [査読有り]
   

  In this study, the feasibility of using hydrated cement paste (HCP) as a CO2 sponge was investigated. The grounded HCP were carbonated, calcined and re-carbonated to investigate the potential of CO2 transportation through the use of HCP. Facilitated by the microstructural analysis, the capacity of CO2 sequestration and release via HCP, as well as the carbonation phases formed within the carbonated/calcined/recarbonated cement paste, were investigated. The initial results indicate that HCP could sequestrate CO2 to become carbonated cement paste (HCPcarbonated) with a high CO2 capture ratio, where a number of carbonates formed. After the calcination of HCPcarbonated, the calcined carbonated cement paste (HCPcalcined) was produced and some new phases formed with a large release amount of CO2. In terms of the re-carbonation process, moisture within the HCPcalcined played an important role concerning its re-carbonation efficiency. Finally, by means ofHCP, this research innovatively proposed a new concept to effectively transport CO2, that is, a CO2 sponge, as well as a technology roadmap, to achieve this goal.
• Effect of accelerators on Ca(OH)2 activated ground granulated blast-furnace slag at low curing temperature

  Qi Zhai, Kiyofumi Kurumisawa

  Cement and Concrete Composites 124 2021年11月 [査読有り]
   

  The early effects of three accelerators on a Ca(OH)2 activated ground granulated blast-furnace slag binder at low curing temperatures are discussed. The compressive strength, hydration kinetics, hydration products, and microstructures were investigated by isothermal calorimetry, X-ray diffraction, mercury intrusion porosimetry, scanning electron microscopy, and nuclear magnetic resonance. Results show that accelerators continue to promote the strength development of pastes in the early stage during low-temperature curing, especially with sodium sulfate, which exhibits a higher strength and hydration degree in the early stage. However, accelerators cannot effectively improve the pore structure at low-temperature curing, which severely restricts the development of strength, compared with that at 20 °C. Furthermore, a good correlation was found between the initial strength development and the limit equivalent ionic conductivity (LEIC), suggesting that LEIC influences the reaction acceleration of blast-furnace slag at an early age.
• Rheological characteristics of epoxy asphalt binders and engineering properties of epoxy asphalt mixtures - state-of-the-art

  Ali Jamshidi, Greg White, Kiyofumi Kurumisawa

  ROAD MATERIALS AND PAVEMENT DESIGN 23 9 1957 - 1980 2021年08月 [査読有り]
   

  The asphalt industry is aiming to produce high-quality materials and efficient technologies for pavement construction. One such technology that attracts attention is epoxy asphalt. This paper discussed the concepts, theories and engineering properties of epoxy asphalt technology and products. As the initial step, the chemical structure of epoxy materials was explained. Then principles of epoxy asphalt technology were discussed. Subsequently, the rheological characteristics of epoxy asphalt binder (EAB) were characterised. Engineering properties of an epoxy asphalt mixture (EAM) were then evaluated. The results indicated that EAB has better rheological properties than the traditional modified and net asphalts. Moreover, the results showed that superior structural performance of EAM compared with the traditional hot and warm mixtures. However, recyclability, initial strength and total cost of pavement construction remain matters of concern.
• Artificial Fusion Protein to Facilitate Calcium Carbonate Mineralization on Insoluble Polysaccharide for Efficient Biocementation

  Thiloththama H. K. Nawarathna, Kazunori Nakashima, Tetsuya Kawabe, Wilson Mwandira, Kiyofumi Kurumisawa, Satoru Kawasaki

  ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING 9 34 11493 - 11502 2021年08月 [査読有り]
   

  Biomineralization is a process of mineral formation in living organisms. Compared with nonbiogenic minerals, biominerals can be defined as organic-inorganic hybrid materials that have excellent physical and optical properties. In the current study, an artificial protein mimicking the outer shell of crayfish, composed of CaCO3, chitin, and proteins, was developed to facilitate organic-inorganic hybrid material formation by precipitation of calcium carbonate on the chitin matrix. The fusion protein (CaBP-ChBD) was constructed by introducing a short-sequence calcite-binding peptide (CaBP) into the chitin-binding domain (ChBD). Calcium carbonate precipitation experiments by enzymatic urea hydrolysis revealed that a significant increase in the CaCO3 formation was achieved by adding CaBP-ChBD. Also, CaCO3 was efficiently deposited on chitin particles decorated with CaBP-ChBD. Most interestingly, CaBP-ChBD would improve the performance in sand solidification more efficiently and sustainably in the process of biocementation technique. The developed recombinant protein could be used for the sustainable production of organic-inorganic green materials for engineering applications.
• Effect of alkali activators on diffusivity of metakaolin-based geopolymers

  Kiyofumi Kurumisawa, Hiroaki Omatu, Yuta Yamashina

  Materials and Structures 54 4 2021年08月 [査読有り]
   

  A basic investigation into whether a geopolymer can be utilized as a part of an artificial barrier during radioactive waste disposal was conducted in this study. Geopolymers are comprised primarily alumina and silica, and they exhibit negligible leaching owing to the absence of calcium. Studies on geopolymers are limited compared to those on other cementitious materials because the physical characteristics of geopolymers vary with the production conditions. In this work, metakaolin based geopolymers were prepared, and their diffusion performance was analyzed. The results indicate that the diffusivity of cesium in a geopolymer is affected by the type of alkali activator. Sodium-activated geopolymers had higher cesium adsorption capacity than potassium-activated geopolymers. The cesium adsorption capacity also had a significant effect on the diffusivity of cesium in the geopolymers. It was shown that, in addition to the pore structure and surface area, the mobility of water affects the diffusion performance of the geopolymer.
• 無機塩類が高炉スラグ硬化体の強度発現に及ぼす影響

  大松 宏彰, 山田 優也, 胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 74 1 44 - 50 一般社団法人 セメント協会 2021年03月31日 [査読無し]
   

  寒冷地における高炉セメントコンクリートの初期強度発現の遅れを改善するために硬化促進剤の研究がなされ、さまざまな無機塩類でその効果が報告されている。しかし、高炉セメント中の高炉スラグ微粉末の反応にそれらの物質がどのような影響を与えるかは依然解明されていない。本研究では硬化促進剤を構成する主な物質である無機塩類に着目し、高炉スラグ微粉末の反応に及ぼす影響と反応メカニズムの解明を試みた。その結果、無機塩類の添加により高炉スラグ微粉末の反応率が上昇し強度発現が増進することが明らかになった。また、高炉スラグ微粉末の反応により生成されるアルミネート系の水和物の違いが強度発現に影響することが示された。
• 高炉スラグ固化体の反応に及ぼすいくつかの無機塩の影響

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 74 1 105 - 110 一般社団法人 セメント協会 2021年 [査読有り]
   

  地球温暖化への対策としてCO₂排出削減を行うためにはさらなる高炉セメントなどの混合セメントの利用拡大が必要である。しかしながら高炉セメントを使用したコンクリートの場合には普通ポルトランドセメントを使用する場合より長い養生を必要とする。そのため高炉セメントを積極的に使用するためには初期強度発現の改善が必要である。そこで本研究では高炉スラグ微粉末の反応性に及ぼす各種無機塩の影響を明らかにすることを目的とした。その結果、無機塩を混和した場合、高炉スラグ微粉末─水酸化カルシウム固化体において初期材齢から強度増進が見られ高炉スラグ微粉末の反応が促進することを明らかにした。特にアルミネート系の水和物が異なること、Si鎖の重合が異なることを固体NMR測定によって確認した。'

• 無機塩類が高炉スラグ硬化体の強度発現に及ぼす影響

  大松宏彰, 山田優也, 胡桃澤清文

  セメント・コンクリート論文集(Web) 74 1 2021年 [査読有り]
  
• Effect of calcium leaching on diffusivity of blended cement paste and mortar

  Kiyofumi Kurumisawa, Kazuko Haga, Masahito Shibata, Daisuke Hayashi

  Journal of Advanced Concrete Technology 19 5 426 - 432 2021年 [査読有り]
   

  Cement-based materials used at radioactive waste disposal sites are required to possess long-term stability. However, when these materials come in contact with groundwater, calcium leaching from the solid occurs, and the material becomes porous. The use of mineral admixtures is recommended to minimize porosity. However, few studies have focused on the diffusion performance of cement-based materials blended with mineral admixtures after leaching. Therefore, in this study, the diffusion performance of such materials using blended cement after leaching was evaluated. It was found that the diffusion coefficient of the blended cement increased with leaching, and when leaching progressed considerably, the diffusion coefficient of the blended cement was close to that of ordinary Portland cement. Furthermore, the diffusion coefficient after leaching demonstrated good correlation with the pore volume when the pore diameter was 50 nm or larger.
• Thermoporometry and Proton NMR Measurement on Cement Paste Equilibrated at Different Relative Humidities

  Kiyofumi Kurumisawa, Ole Mejlhede Jensen

  Journal of Advanced Concrete Technology 18 8 456 - 462 2020年08月12日 [査読有り][通常論文]
   

  In this study, thermoporometry by differential scanning calorimetry and proton NMR measurements of hardened cement paste equilibrated under different humidity conditions were carried out, and the results of both measurements were compared. The results reveal that thermoporometry by low temperature DSC measurement cannot detect the water present in samples equilibrated at low relative humidity. On the other hand, it is possible to detect a signal at low relative humidity by proton NMR measurement. It is clarified that water strongly bound to the surface, which cannot be detected by low temperature DSC, exists at a relative humidity of 33% or less. If it is relevant to detect tightly held water, such as water present in the fine gel pores, it is recommended to apply proton NMR measurements. This paper is an extended English version of the authors' previous work [Kummisawa, K. and Jensen, O. M., (2020). "Measurement of cement paste at different humidities by thermoporometry and proton NMR." Proceedings of the Japan Concrete Institute, 42, 347-352. (in Japanese)].
• 凍害抑制剤を用いた高炉セメント硬化体の硬化促進剤による初期強度改善

  山田優也, 胡桃澤清文

  セメント・コンクリート論文集(Web) 73 1 2020年
• 高炉スラグ固化体の反応に及ぼす硬化促進剤の影響

  胡桃澤清文

  セメント・コンクリート論文集(Web) 73 1 2020年
• 異なる湿度におけるサーモポロメトリー及びプロトンNMR測定によるセメント硬化体の測定

  胡桃澤清文, JENSEN Ole M.

  コンクリート工学年次論文集(CD-ROM) 42 2020年 [査読有り]
  
• 高炉スラグ固化体の反応に及ぼす硬化促進剤の影響

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 73 1 111 - 117 一般社団法人 セメント協会 2020年 [査読有り][通常論文]
   

  北海道などの寒冷地においては冬季にコンクリートを打設する際には適切な養生を行う必要がある。しかしながら高炉セメントを使用した場合には普通ポルトランドセメントを使用する場合より長い養生を必要とする。そのため高炉セメントを積極的に使用するためには初期強度発現の改善が必要である。そこで本研究では高炉スラグ微粉末の反応性に及ぼす各種硬化促進剤の影響を明らかにすることを目的とした。その結果、亜硝酸系の硬化促進剤を用いた場合、高炉スラグ─水酸化カルシウム固化体において初期材齢から強度増進が見られ高炉スラグの反応が促進していることが明らかとなった。また、水和物として亜硝酸型のモノサルフェートが生成されていることを確認した。

• 凍害抑制剤を用いた高炉セメント硬化体の硬化促進剤による初期強度改善

  山田 優也, 胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 73 1 103 - 110 一般社団法人 セメント協会 2020年 [査読有り][通常論文]
   

  セメント製造時のCO₂排出量削減のため高炉セメントの利用が推進されているが、寒冷地において初期強度の低下やスケーリング劣化が懸念される。硬化促進剤や凍害抑制剤を混和することにより対策可能であるが、それらの併用によって初期強度発現が抑制されないか検討がなされていない。また、硬化促進剤及び凍害抑制剤が高炉スラグの反応に及ぼす影響は明らかでない。そこで本研究では、硬化促進剤や凍害抑制剤を混和させたセメント硬化体に対して強度試験や相組成分析を行い、高炉セメント硬化体の強度発現メカニズムを解明した。その結果、硬化促進剤によりC₃S、C₃A反応率が上昇し、凍害抑制剤はその反応を阻害しないことを明らかにした。

• Effect of retarders on flow and strength development of alkali-activated fly ash/blast furnace slag composite

  Kenta Sasaki, Kiyofumi Kurumisawa, Kouhei Ibayashi

  CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 216 337 - 346 2019年08月 [査読有り][通常論文]
   

  Geopolymer concrete presents a major problem regarding its practical application, in that the geopolymer paste has very short setting time. Previous studies have shown that the addition of blast furnace slag to geopolymer paste considerably shortens the setting time. Based on these findings, in the present study, setting retarders were used to lengthen the setting time of the geopolymer paste. The objective of the present study was to identify the effect of a setting retarder on the fluidity and compressive strength of alkali-activated fly ash/blast furnace slag-based materials. It was shown that, by adding a chelator as a retarder, the setting time can be prolonged. However, the setting time was found to be dependent on the type of chelator. Similarly, the compressive strength development of the geopolymer was also found to be dependent on the type of chelator. It was clarified that the concentration of calcium and aluminum in solution during hardening changes with the addition of a chelator, and it was shown that there is a correlation between the concentrations of calcium and aluminum and the setting time. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Characterization of effects of reclaimed asphalt pavement (RAP) source and content on dynamic modulus of hot mix asphalt concrete

  Ali Jamshidi, Greg White, Mehdi Hosseinpour, Kiyofumi Kurumisawa, Meor Othman Hamzah

  CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 217 487 - 497 2019年08月 [査読有り][通常論文]
   

  The effects of the reclaimed asphalt pavement (RAP) source and content on the dynamic modulus (E*) of hot mix asphalt concrete were characterized. Two parameters were proposed: the non-dimensional dynamic modulus-temperature index (del E-T*) and non-dimensional dynamic modulus-frequency index (del E-fr*). Parameter del E-fr* indicates the increase of relative E* per unit percent RAP from different sources during frequency and temperature sweeps, while del E-T* characterizes the reduction of relative E* per 1 degrees C temperature increase. An analysis of the results showed that del E-T* of RAP mixes were 6.80% to 12% higher than those of the control samples, indicating less temperature susceptibility. Furthermore, an analysis of del E-fr* trends showed temperature independency at higher temperature ranges. In addition, the results showed that the activation energy (AE) of the mixes was 1.51 MJ/mol/K to 9.86 MJ/mol/K higher than that of the control samples (without RAP), which depends on the RAP content and source. Moreover, E* linearly increases as AE increases. In conclusion, the increase of intermolecular forces owing to the higher AE in the blended binders increased the mix stiffness, which resulted in a higher E* in mixes containing RAP. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• State-of-the-art of interlocking concrete block pavement technology in Japan as a post-modern pavement

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Gregory White, Tatsuo Nishizawa, Toshifumi Igarashi, Toyoharu Nawa, Jize Mao

  CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 200 713 - 755 2019年03月 [査読有り][通常論文]
   

  Researchers dealing with pavements and experts on materials have been increasingly focused on the structural strength of the pavement materials without paying sufficient attention to the environment and cultural norms. In the 21st century, the concept of pavement design and rehabilitation needs to be modified owing to new requirements such as the additional structural loads derived from the climate change, environmental challenges, social requirements, and aging population. Therefore, the concept of post-modern pavement (PMP) was proposed to address the structural, sustainability, and sociopsychological requirements. In this review of the state-of-the-art, the potential of the interlocking concrete block pavement (ICBP) was evaluated based on its laboratory and field structural performance, sustainability, and social acceptance as a PMP in Japan. Therefore, the relevant literature in English and Japanese, including journals, conference proceedings, technical reports, books, and theses, over a span of 47 years (1971-2018), were studied. It was found that the structural and functional performances of the ICBP in different facilities were satisfying. Furthermore, owing to its waste material use, less noise emission, air purifying characteristics, and heat island reduction, the environmental performance of ICBP was in harmony with sustainable practices. In addition, pavements users, both able and differently abled, rated the ICBP as a more appropriate pavement system owing to its physical appearance, serviceability, aesthetic features, lower heat island effect, rapid maintenance, and positive psychologic effects after earthquake and tsunami events. As a result, the ICBP can be recommended as a PMP for the design and development of resilient transportation infrastructure assets in Japan. (C) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Use of nanotechnology in concrete pavements

  Jamshidi, A., Kurumisawa, K., White, G., Jize, M., Nawa, T.

  Smart Nanoconcretes and Cement-Based Materials: Properties, Modelling and Applications 383 - 401 2019年 [査読有り]
   

  Concrete pavements are commonly used infrastructural assets that require various types of materials. There are many technologies and materials to improve the engineering properties and sustainability of concrete pavements. One such technology that opens new horizons in civil engineering involves nanomaterials. Use of nanomaterials increases structural strength and durability against aggressive chemical compounds and elements that extend the effective service life of the concrete pavement. Furthermore, nanomaterials can enhance environmental stewardships of concrete pavements through the reduction of demand for raw materials for maintenance and rehabilitation. Therefore, nanomaterials play a pivotal role in the development of high-strength and low-energy concrete pavements, especially for heavy-duty applications. In this chapter, various types of nanomaterials and pertinent performance mechanisms on the structural response of concrete pavements are discussed. In addition, the results of laboratory and field studies on the environmental burdens of nano-concrete pavements are analyzed in detail. In conclusion, the challenges of nano-concrete pavements as resilient infrastructure are discussed.
• 高炉スラグセメント硬化体のサーモポロメトリーによる空隙構造測定

  胡桃澤清文

  セメント・コンクリート論文集(Web) 72 1 2019年
• 硬化促進剤が高炉セメント硬化体の初期強度発現に及ぼす影響

  小島真実, 佐々木健太, 胡桃澤清文

  セメント・コンクリート論文集(Web) 72 1 2019年
• 硬化促進剤が高炉セメント硬化体の初期強度発現に及ぼす影響

  小島 真実, 佐々木 健太, 胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 72 1 114 - 121 一般社団法人 セメント協会 2019年 [査読有り][通常論文]
   

  高炉セメントの利用や寒冷地における凍結融解抵抗性増進を目的としたAE剤の利用によって、コンクリートの初期強度が低下する。これを補うためにポリオール系と硫酸塩系を併用した併用型硬化促進剤が開発されており、高い硬化促進効果が得られている。しかしながらその硬化促進メカニズムは詳細には明らかにされていない。本研究では、併用型硬化促進剤混和による高炉セメント硬化体の初期強度発現メカニズムの解明を試みた。その結果、ポリオール系と硫酸塩系を併用することによりアルミネート相の水和反応が促進すること、併用型硬化促進剤が水酸化カルシウムを溶解し、高炉スラグ微粉末の反応を促進させる可能性があることを明らかにした。

• 高炉スラグセメント硬化体のサーモポロメトリーによる空隙構造測定

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 72 1 173 - 180 一般社団法人 セメント協会 2019年 [査読有り][通常論文]
   

  サーモポロメトリーは空隙内部の水の凍結融解時に発生する熱量からセメント硬化体の空隙量を推定するものであり、著者らは少量の試料によって測定を行ってきたが本研究ではバルク試料に対してサーモポロメトリーの適用を行った。その結果、少量のサンプルでは測定できていなかったピークを検出でき、高炉スラグ混和による空隙の小径化を明らかにすることができた。また、塩化物イオンの拡散や電気伝導率に及ぼす空隙構造の影響は、サーモポロメトリーの凍結過程における－30℃までに凍結する水量と相関があることが示され、特に塩化物イオンの拡散係数とは非常に高い相関関係を示した。

• Estimating correlations between rheological characteristics, engineering properties, and CO2 emissions of warm-mix asphalt

  Ali Jamshidi, Gregory White, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Toshifumi Igarashi, Meor Othman Hamzah

  JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 189 635 - 646 2018年07月 [査読有り][通常論文]
   

  In this study, the effects of the warm-mix asphalt additive content, asphalt type, and various mixing and test temperatures on the creep stiffness and cumulative micro-strain of asphalt mixtures were analyzed. In addition, the correlation between the rheological properties of the warm mix binders and mixtures were evaluated. Furthermore, a new methodology, namely, the hypotenuse length and sustainable angle method, was proposed to analyze the structural environmental performance of the warm mix technology. The results showed that there was a close relationship between the properties of the asphalt binders and mixtures for various binder types and ageing states. Furthermore, the results indicated that this new methodology could be used by pavement and environment engineers to determine whether an asphalt mix is consistent with environmental regulations well as satisfying the structural performance requirements. (C) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Influence of Surface Electrical Properties of C-S-H on Chloride Binding in Slag-Blended Cementitious Materials

  Elakneswaran Yogarajah, Toyoharu Nawa, Kiyofumi Kurumisawa

  JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING 30 5 2018年05月 [査読有り][通常論文]
   

  In this study, the surface electrical properties of calcium silicate hydrate (C-S-H) and their influence on ionic adsorption have been investigated to be able to predict chloride binding in slag-containing cementitious materials. The experimental data showed that the electrokinetic potential of slag cement paste (SCP) is intermediate between hydrated cement paste (HCP) and C-S-H with Ca/Si of 1.0 (C-S-H:1.0) or slag calcium hydroxide paste (SCHP). Two types of C-S-H available in the hydrated SCP for ionic adsorption are considered: one is similar to the C-S-H of HCP and other is like C-S-H:1.0. The surface complexation modeling parameters for ionic adsorption on C-S-H:1.0 were estimated by fitting the experimental data to simulation results. The estimated parameters for C-S-H:1.0 together with surface complexation modeling parameters for HCP were used to predict the adsorption of chloride on SCP. The simulation results show good agreement with experimental data and follow a Freundlich isotherm. When portland cement is partially replaced by slag, it modifies the surface electrical properties of C-S-H in addition to mineralogy and pore structure and leads to change in the chloride adsorption behavior.
• Effect of Temperature vis-a-vis curing time on the hydration products of OPC paste

  Dejeto Rodrigo V, Kurumisawa Kiyofumi

  INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED AND APPLIED SCIENCES 5 5 110 - 115 2018年05月 [査読有り][通常論文]
  
• Micro-mechanical modelling for the prediction of alkali-silica reaction (ASR) expansion: Influence of curing temperature conditions

  Ben Li, Lalita Baingam, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Liu XiaoZhou

  CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 164 554 - 569 2018年03月 [査読有り][通常論文]
   

  The alkali-silica reaction causes long-term degradation of microstructure of cement paste and aggregate, and as results in macroscopic expansion. In this paper, a micro-mechanical expansion model was developed coupling with the damage and thermodynamic theory. First of mortar thermal coefficients were estimating to determine the true expansion due to ASR based on EPMA and MIP results and expansion proposed in this paper were compared with analysis results of Suwito's and Multon's model. The results indicate that the increasing of temperature conducted reduced fluctuations of ASR expansion coefficient of cement paste. In addition, our proposed model accurately reproduces the true-dependency of expansion due to ASR with the lowest error. Overall, the proposed microscopic expansion model is able to apply for numerical analyse of deteriorated due to ASR concrete structure designs with in the deterioration of ASR in the future. (C) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Evaluation of energy requirement and greenhouse gas emission of concrete heavy-duty pavements incorporating high volume of industrial by-products

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Bijan Samali, Toshifumi Igarashi

  JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 166 1507 - 1520 2017年11月 [査読有り][通常論文]
   

  (BFS) and fly ash (FA), on the structural performance, energy requirement and environment impacts of a concrete heavy-duty pavement (HDP) at various curing temperatures. The results of the structural performance indicate that HDP containing up to 70% BFS and HDP containing 30% FA can be comparable in controlling the HDPs designed for highways and airports. Moreover, the results of the environmental impact assessment indicate that the synergy of the by-product and warm water can reduce the energy requirement and CO2 footprint by 5.77%-56.54% and 8.16%-55.5% for the highway and airport HDPs, respectively. Although the elevated curing temperature improves the structural performance and sustainability of the concrete pavements, any delay in concrete production increases energy consumption accordingly. Moreover, a new parameter (del(TE)), which is the time gradient per unit energy consumption developed based on the Laplace transformation, is proposed to characterize the effect of the time delay in concrete production. This parameter indicates that the time required for a unit energy consumption (1 TJ) decreases by 50%, as the curing temperature increases. In conclusion, analysis of the structural design, carbon footprint, and the results of del(TE) indicate that 35 degrees C can be proposed as the optimum water curing temperature for the HDP incorporating by-products. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights
• Performance of pavements incorporating industrial byproducts: A state-of-the-art study

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Mao Jize, Gregory White

  JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 164 367 - 388 2017年10月 [査読有り][通常論文]
   

  Pavements are one of the most energy-intensive infrastructure assets that depend on non-renewable natural resources. Against the background of restrictions on landfill disposal, the increased use of alternative materials such as industrial byproducts in pavement construction has gained great attention from academic and industrial sectors. However, comprehensive research covering various aspects of pavements incorporating different byproducts is lacking. The main purpose of this state-of-the-art study is to bridge this gap via the analysis of the performance of pavements incorporating two types of byproducts, blast furnace slag, and fly ash, from the perspectives of structural performance, energy saving potential, and greenhouse gas emission reduction at various phases of pavement life. Therefore, the contents of 150 published documents, including research papers, theses, and academic and industrial reports published over a span of 49 years (1968-201.7) were analyzed. The major findings indicated that incorporation of the byproducts may have positive or negative consequences in various phases of pavement life. However, the new pavements are advantageous from the viewpoint of raw material processing because of low consumption of raw materials and pertinent environmental footprints. In addition, several scenarios are proposed for ranking the alternative materials on the basis of the technical and environmental requirements for a paving project; these scenarios can be useful for the preliminary selection of alternative materials. Finally, some gaps are highlighted for future research. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Effects of calcium leaching on diffusion properties of hardened and altered cement pastes

  Kiyofumi Kurumisawa, Kazuko Haga, Daisuke Hayashi, Hitoshi Owada

  PHYSICS AND CHEMISTRY OF THE EARTH 99 175 - 183 2017年06月 [査読有り][通常論文]
   

  It is very important to predict alterations in the concrete used for fabricating disposal containers for radioactive waste. Therefore, it is necessary to understand the alteration of cementitious materials caused by calcium leaching when they are in contact with ground water in the long term. To evaluate the long-term transport characteristics of cementitious materials, the microstructural behavior of these materials should be considered. However, many predictive models of transport characteristics focus on the pore structure, while only few such models consider both, the spatial distribution of calcium silicate hydrate (C-S-H), portlandite, and the pore spaces. This study focused on the spatial distribution of these cement phases. The auto-correlation function of each phase of cementitious materials was calculated from two-dimensional backscattered electron imaging, and the three-dimensional spatial image of the cementitious material was produced using these auto-correlation functions. An attempt was made to estimate the diffusion coefficient of chloride from the three-dimensional spatial image. The estimated diffusion coefficient of the altered sample from the three-dimensional spatial image was found to be comparable to the measured value. This demonstrated that it is possible to predict the diffusion coefficient of the altered cement paste by using the proposed model. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Characterization of effects of thermal property of aggregate on the carbon footprint of asphalt industries in China

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Jize Mao, Ben Li

  JOURNAL OF TRAFFIC AND TRANSPORTATION ENGINEERING-ENGLISH EDITION 4 2 118 - 130 2017年04月 [査読有り][通常論文]
   

  In this study, the effects of the thermal properties of asphalt binders and aggregate materials were characterized in terms of the specific heat capacity (C) for energy consumption and environmental footprints of hot mix asphalt (HMA) and warm mix asphalt (WMA). Asphalt mixes produced using low-C aggregate are found to be more energy-efficient and environmental friendly, irrespective of the binder type and construction technology. Therefore, different fractions of aggregate blends were replaced with the aggregate provided from a low-C source or sustainable source. Analysis of energy consumption clearly indicated that the specific energy and environmental footprints decrease linearly as the low-C aggregate content increases. The amount of energy saving realized in the asphalt industries by the use of low-C aggregate is significant on a national scale in China. In this regard, China was chosen as a case study. Analysis of fuel requirement clearly indicated that the production of WMA using high thermal sensitivity aggregate can yield significant energy saving sufficient to fuel 44,007 to 664,880 Chinese households per year. Therefore, use of low C aggregate in asphalt mix production can be adopted as a strategy to produce WMA and HMA. (C) 2017 Periodical Offices of Chang'an University. Publishing services by Elsevier B.V.
• The Impact of Tortuosity on Chloride Ion Diffusion in Slag-Blended Cementitious Materials

  Hatanaka Akira, Elakneswaran Yogarajah, Kurumisawa Kiyofumi, Nawa Toyoharu

  Journal of Advanced Concrete Technology 15 8 426 - 439 公益社団法人 日本コンクリート工学会 2017年 [査読有り][通常論文]
   

  The purpose of this study is to determine the tortuosity of cementitious materials containing blast furnace slag (BFS). Furthermore, the influence of tortuosity on multi-species transport into these materials is studied. The porosity and diffusivity of calcium silicate hydrate (C-S-H) were predicted using a three-dimensional spatial distribution model, which were then fitted to Archie's law to determine tortuosity. The tortuosity increased with the slag replacement ratio, suggesting that the diffusion path for ions becomes complicated and lengthy due to slag addition. Thermoporometry was used to determine the pore size distribution of hydrated slag-blended cement. A partial replacement of ordinary Portland cement (OPC) with BFS modified the mineralogy (especially in the types of C-S-H), resulting in changes to the pore structure. The determined tortuosity and porosity were used in a reactive transport model to predict multi-species transport. Experimentally measured and simulated chloride profiles were in good agreement for hydrated OPC and slag-blended cements exposed to sodium chloride solutions. The causes for the low penetration rate of chloride in slag-blended cementitious materials are discussed considering their pore structure and surface electrical properties. The role of tortuosity on Cl^-/OH^- for the evaluation of chloride induced corrosion was also discussed.

• サーモポロメトリー法を用いた空隙構造測定に基づくフライアッシュセメント硬化体の物性評価

  杉山 卓也, 宮本 正紀, 胡桃澤 清文, 畑中 晶

  セメント・コンクリート論文集 71 1 177 - 184 一般社団法人 セメント協会 2017年 [査読有り][通常論文]
   

  既存コンクリート建造物の劣化状況を把握するために、空隙構造を正確に測定することが求められているが、その測定手法としてサーモポロメトリー法が提案されている。そこで、本研究ではフライアッシュセメント硬化体にサーモポロメトリー法を適用し、圧縮強度などの物性を予測できるかを検討した。その結果、圧縮強度と超音波速度はサーモポロメトリー法を用いて算出した総空隙量から推定できるが、電気伝導率と塩化物イオンの拡散については凍結過程において検出される－15℃付近の空隙量によって推定できることを明らかにした。'

• Performance of pavements incorporating waste glass: The current state of the art

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Toshifumi Igarashi

  RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS 64 211 - 236 2016年10月 [査読有り][通常論文]
   

  This paper discusses the engineering properties of waste glass (WG), including its structural and environmental performance, as an alternative material for the construction of various types of paving systems, including asphalt, concrete, and block pavements. As a first step, an overview of the asphalt, cement, and glass manufacturing industries is provided. Then, a large volume of data is analyzed from various sources in the literature. Particular emphasis is given to laboratory studies of the structural performance and durability of WG. Additionally, the effect of WG on the field performance of the pavements is discussed. The sustainability of the pavements is also evaluated in terms of energy consumption, greenhouse gas emissions, safety, and the heat island phenomenon. In conclusion, the use of WG can improve various phases of pavement life and structure by enhancing the structural performance, durability, environmental friendliness, and aesthetic features of pavements. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Evaluation of sustainable technologies that upgrade the binder performance grade in asphalt pavement construction

  Ali Jamshidi, Meor Othman Hamzah, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Bijan Samali

  MATERIALS & DESIGN 95 9 - 20 2016年04月 [査読有り][通常論文]
   

  There are many technologies to produce sustainable asphalt pavements that may affect various phases of pavement life. Therefore, it is difficult to choose the most appropriate technology that addresses all the engineering requirements, especially in the technologies produce the identical outputs. In this study, a PG64 asphalt binder (base binder) was upgraded to PG70 (target binder) through incorporation of two different sustainable approaches: (1) synthetic wax and (2) recovered binder from reclaimed asphalt pavement (RAP). The effects of the different modification methods were evaluated in terms of the engineering properties of materials and the sustainability features of mix production. The results indicated the modified binder (as outputs) have the same performance grade as the target binder, but the incorporation of RAP reduces the environmental pollutants at the stage of raw material processing, while the use of the wax decreases the pollutants during asphalt mix production. Consequently, the selection of the type of sustainable technology for production of cleaner asphalt pavement depends significantly on the stage desired to be modified in the pavement construction. A few scenarios and a new method are also proposed as a guide to selection of the appropriate sustainable approaches based on the binder and engineering properties. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Influence of surface electrical properties of C–S–H on chloride binding in slag–blended cementitious materials

  Elakeswaran Yogarajah, Toyoharu Nawa, Kiyofumi Kurumisawa

  Sustainable Construction Materials and Technologies 2016- 2016年 

  Knowledge on interface characteristics of C–S–H is important to understand the adsorption and transport behavior of ionic species into cementitious materials. In this study, the surface electrical properties of C–S–H and their influence on ionic adsorption have been investigated to be able to predict chloride binding on slag containing materials. The experimental data showed that the surface charge or electrokinetic potential of slag cement paste (SCP) are intermediate between Portland cement paste and C–S–H with Ca/Si of 1.0. The surface site density of the C–S–H and the associated equilibrium constant value for dissociation are derived from potentiometric titration experiment and a surface complexation model. Further, the surface complexation modelling parameter for chloride adsorption on C–S–H with Ca/Si of 1.0 were estimated by fitting the experimental data to simulation results. The estimated parameters for C–S–H together with surface complexation modelling parameters for Portland cement, which was derived and verified in a previous study, were used to predict the chloride binding on SCP. A batch experiment was performed to determine the total binding of chloride on SCP. It is considered that total binding of chloride is the amount of adsorbed chloride on the C–S–H surface as well as the chemical binding of chloride as Friedel’s salt. The simulation results on chloride binding show good agreement with experimental data, follows a Freundlich isotherm. When Portland cement is partially replaced by slag, it modifies the surface electrical properties of C–S–H in addition to mineralogy and pore structure and leads to change in the chloride binding behavior.
• フライアッシュセメント硬化体の塩化物イオン吸着性能に及ぼすカルシウム溶脱の影響

  宮本 正紀, 杉山 卓也, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 70 1 134 - 140 一般社団法人 セメント協会 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  放射性廃棄物処理の充填材としてセメント硬化体の利用が検討されているが、地下環境においてはセメント硬化体のカルシウムが溶脱しその吸着性能の低下に伴い拡散性が変化することが想定される。フライアッシュを用いた混合セメントの利用が考えられるが、溶脱後の吸着量に関しての検討が少ない。本研究では硝酸アンモニウム水溶液を用いた浸漬法によってカルシウム溶脱を促進させたフライアッシュセメント硬化体に対して、塩化物イオン吸着量の定量と既往の吸着量予測式を基に吸着量予測式の構築を試み、Ca/Si比の減少およびAl/Si比の増加に応じた吸着量低下を表現することができた。

• セメント硬化体の電気伝導性に及ぼすフライアッシュの影響

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 70 1 230 - 235 一般社団法人 セメント協会 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  コンクリートの耐久性は、その物質透過性能に大きく依存しているため物質透過性能を適切に評価することが必要である。物質透過性を評価する手法として透水試験や透気試験、電気泳動試験などがあげられるが簡便に測定できる手法として交流インピーダンス法による電気伝導率測定があげられる。そこで本研究では、本手法がフライアッシュを混和したセメントペーストにも適用可能かを検討した。その結果、拡散性に及ぼす空隙率の影響はフライアッシュ混和量によって異なる関係を示したが、電気伝導性と塩化物イオンの拡散性には非常によい相関が見られた。したがって電気伝導性を測定することによってフライアッシュを混和したセメント硬化体の物質透過性能を評価することが可能であることを示した。

• Electrical Conductivity and Chloride Ingress in Hardened Cement Paste

  Kurumisawa Kiyofumi, Nawa Toyoharu

  Journal of Advanced Concrete Technology 14 3 87 - 94 公益社団法人 日本コンクリート工学会 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  The transport properties of hardened cement paste (HCP) have been investigated in many studies; the AC impedance method (ACI) is a non-destructive technique employed for this purpose and has been used in investigations of the elec-trical characteristic and mass transport properties of HCP. However, there are relatively fewer studies investigating chloride ingress in HCP and using the ACI. In this study, the relationship between the electrical conductivity measured by the ACI and chloride ingress was investigated. Backscattered electron image analysis and mercury intrusion porosimetry and water porosity were used to measure the pore structure of HCP, and the chloride ingress depth was measured by an electron probe microanalyzer. There was a high correlation between the porosity and conductivity and between the conductivity and diffusion coefficient of the chloride ions in HCP. This implies that the diffusion coefficient of chloride ions could be estimated by the conductivity measurements.
• Public Infrastructure Asset Management

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa

  INFRASTRUCTURE ASSET MANAGEMENT 2 4 186 - 186 2015年12月 [査読有り][通常論文]
  
• Application of thermoporometry for evaluation of properties of hardened cement paste

  Kiyofumi Kurumisawa

  CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 101 P1 926 - 931 2015年12月 [査読有り][通常論文]
   

  Mercury intrusion porosimetry (MIP) has been widely used for the evaluation of the pore structure of hardened cement paste. However, treatment with mercury is dangerous and causes environmental damage. Therefore, we investigated the pore structure of hardened cement paste by thermoporometry (TPM) using low-temperature differential scanning calorimetry (LT-DSC) measurements as an alternative to MIP in this study. The compressive strength, ultrasonic pulse velocity, and electrical conductivity Were measured as the properties of hardened cement paste. Good correlation was demonstrated between the pore volume measured by TPM and these properties. It was shown that it is possible to evaluate the properties of hardened cement paste by TPM using LT-DSC. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Analysis of structural performance and sustainability of airport concrete pavements incorporating blast furnace slag

  Ali Jamshidi, Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Meor Othman Hamzah

  JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 90 195 - 210 2015年03月 [査読有り][通常論文]
   

  In this study, the effects of various blast furnace slag (BFS) contents on the performance of cement pastes and pavement were investigated at two levels, the micro and the macro. At the micro level, the strength and chemical properties of cement pastes containing various percentages of BFS and subjected to different water curing periods were evaluated. At the macro level, the structural and sustainability performance of airport concrete pavements were studied. In this regard, several structural design charts were developed to determine the thickness of the concrete slab required to withstand traffic loadings for various versions of aircraft design and subgrade strengths. The sustainability of the concrete pavements was assessed in terms of fuel requirements and greenhouse gas (GHG) emissions. In addition, a simple graphical method was proposed for comparing structural and environmental performance of concrete pavements with respect to BFS content, subgrade strength, different versions of the aircraft design, fuel requirements and GHG emissions for pavement construction. Based on the results obtained using the proposed method and the structural and sustainability analyses, scenarios are suggested for choosing preliminary BFS content. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• 無機電解質溶液がセメント硬化体の電気伝導性に及ぼす影響

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 69 1 207 - 213 一般社団法人 セメント協会 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  コンクリート中の物質移動特性の非破壊検査手法として比抵抗測定法があげられる。しかし、細孔内溶液組成が比抵抗測定結果に及ぼす影響は明らかではない。そこで本研究では各種電解質溶液を練混ぜ水として作製した硬化セメントペーストを用いて検討を行った結果、水銀圧入法によって得られた総空隙量と塩化物イオンのみかけの拡散係数の相関は低かった。一方、ACインピーダンス法によって得られた硬化セメントペーストの電気伝導率と塩化物イオンのみかけの拡散係数は線形関係にあることが示された。このことから細孔構造及び細孔内溶液組成が異なる場合においても、電気伝導率測定によって塩化物イオンの拡散係数の推定を行うことが可能であることが示された。
• サーモポロメトリーを用いた空隙構造測定に基づくセメント硬化体の物性評価

  宮本 正紀, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 69 1 183 - 190 一般社団法人 セメント協会 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  セメント系材料の物性を空隙構造から予測することが求められているが、現在広く用いられている水銀圧入法は、前処理における乾燥や高圧力による内部構造の変化が指摘されている。そこで水銀圧入法の問題点を改善しているとされるサーモポロメトリーに基づく低温DSC測定から空隙構造を取得し、物性評価に用いることが可能かを検証した。低温DSC測定と水銀圧入法の結果を比較することにより水銀圧入法の乾燥と圧力による内部構造の変化の可能性を示し、低温DSC測定から取得できる総空隙量が水銀圧入法と同様の精度で物性を評価できることが明らかになった。また、取得した細孔径分布から塩化物イオン拡散に及ぼす影響が大きいしきい径が7nm以上であることを示した。
• The Influence of Leaching on the Ion Adsorption Ability of Hardened Cement Paste

  Kiyofumi Kurumisawa, Haruka Abe, Toyoharu Nawa

  CONCREEP 10: MECHANICS AND PHYSICS OF CREEP, SHRINKAGE, AND DURABILITY OF CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES 1046 - 1052 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  The durability of the concrete structure is determined by transport properties of concrete. The transport of chloride ions greatly changes by the amount of adsorption by hydrates. However, there are few studies on change of the amount of adsorption with the calcium leaching. In this study, the purpose is to investigate a change of the amount of adsorption of the chloride ion with the calcium leaching of hardened cement pastes. The amount of chloride ion adsorption increased with the increase of the replacement ratio of the blast furnace slag. We established an equation to predict the amount of chloride ion adsorption on C-S-H and Afm. It was clarified that the amount of chloride ion adsorption on C-S-H of leached hardened cement paste depends on Ca/Si and Al/Si.
• モルタルの電気伝導性に及ぼす水セメント比と骨材量の影響

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 68 1 171 - 177 一般社団法人 セメント協会 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  既存コンクリート構造物の耐久性評価には非破壊検査が有用な手段であり、比抵抗測定（電気伝導）はそれを測定する上で有用な測定法の1つであることが報告されている。そこで本研究ではコンクリートを構成するモルタルの電気伝導性に及ぼす各種要因の影響を検討した。その結果、モルタルの電気伝導性は骨材量と水セメント比によって決定されることを明らかにした。また、セメントペースト部の電気伝導性が既知であれば、モルタルの電気伝導性を精度よく推定することが可能であることを示した。さらにNISTにおいて開発されたモデルを用いて電気伝導度を計算した結果、本研究で行った範囲のモルタルにおいては遷移帯が電気伝導性に及ぼす影響はほとんどないことが示された。
• 高炉スラグセメント硬化体の塩化物イオン吸着能に及ぼすCa溶脱の影響

  阿部 悠, 石垣 邦彦, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 68 1 226 - 232 一般社団法人 セメント協会 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  放射性廃棄物処分施設にコンクリートを使用することが検討されており長期にわたる核種の外部環境への漏洩抑制が期待されている。その際に長期間地下水に曝露することによりセメント硬化体内部からカルシウムが溶脱し吸着量が減少すると考えられる。本研究ではCa溶脱程度に応じた高炉スラグセメント硬化体の塩化物イオン吸着量を実験的に検討し、予測式を構築することで吸着量を定量的に明らかにした。その結果、溶脱によりCa/Si比が低下し高炉スラグセメントにおいてはAl/Si比が増加することにより吸着量に影響を及ぼすことを明らかにした。
• Mechanical properties of deteriorated hardened cement paste

  K. Kurumisawa, H. Owada, M. Shibata

  Mechanics and Physics of Creep, Shrinkage, and Durability of Conrete: A Tribute to Zdenek P. Bazant - Proceedings of the 9th Int. Conf. on Creep, Shrinkage, and Durability Mechanics, CONCREEP 2013 285 - 292 2013年11月15日 [査読無し][通常論文]
   

  The porosity of hardened cement paste changes when it is exposed to the actual environments, and it may be expected that the chemical structure of the C-S-H undergoes changes. The C-S-H is the main component, comprising 60% or more by volume of hardened cement paste, and this study focuses on changes in the chemical structure of C-S-H. Deterioration induced by ammonium nitrate solution was accompanied by changes in the pore structure as well as structural changes in the C-S-H in the hardened cement paste. It was ascertained that when evaluating the decreases in the elastic modulus of the hardened cement paste, both the pore structure and the structure of the C-S-H must be considered. © 2013 American Society of Civil Engineers.
• Deteriorated hardened cement paste structure analyzed by XPS and Si-29 NMR techniques

  Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Hitoshi Owada, Masahito Shibata

  CEMENT AND CONCRETE RESEARCH 52 190 - 195 2013年10月 [査読有り][通常論文]
   

  In this report, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Si-29-MAS-NMR was used for the evaluation of deteriorated hardened cement pastes. The deterioration by ammonium nitrate solution was accompanied by changes in the pore structure as well as by structural changes in the C-S-H in the hardened cement paste. The CaO/SiO2 ratio of the C-S-H decreased with the progress of deterioration, there was also polymerization of the silicate in the C-S-H. It was confirmed that the degree of polymerization of silicate of the C-S-H in hardened cement paste can be determined by XPS. It was also shown that the polymerization depends on the structure of the C-S-H. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Effect of microstructure and moisture content on the electric conductivity of hardened cement paste

  Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa

  Sustainable Construction Materials and Technologies 2013- 2013年 

  Investigations have been carried out to establish the electric characteristic and mass transport properties of hardened cement paste (HCP) by the AC impedance method. However, there are few studies considering the microstructure in HCP and the AC impedance method. In this study, the relationship between the electric conductivity measured by the AC impedance and microstructure in HCP was investigated, together with the effects of the moisture content in HCP on electric conductivity. Backscattered electron image analysis, the mercury intrusion method, and a water adsorption method were used to measure pore structure of the HCP. There was a strong correlation between relative humidity and the electric conductivity. It was shown that the electric conductivity is greatly influenced by the moisture content in HCP, at low relative humidities the conductivity is dependent on the surface area, and at high relative humidities the conductivity is dependent on the pore volume of the HCP.
• セメント硬化体の塩化物イオン吸着に及ぼすカルシウム溶脱の影響

  胡桃澤 清文, 村上 祐翔, 石垣 邦彦, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 67 1 137 - 143 一般社団法人 セメント協会 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  硬化セメントペーストからのカルシウム溶脱に伴うC-S-Hの劣化を考慮した物質移動特性変化について基礎的な知見を得ることを目的とし、促進溶脱試料を用いセメントペーストのカルシウム溶脱に伴うC-S-HのCaO/SiO₂の変化、Si鎖の化学状態及びC-S-Hの塩化物イオン吸着能力の変化について検討を行った。この結果、溶脱に伴うC-S-HのCaO/SiO₂の低下と吸着能力には相関関係があることが確認できた。また、この相関関係を用い、異なるCaO/SiO₂のC-S-Hの塩化物イオン吸着量を推定できる式を提案した。
• いくつかの手法による硬化セメントペーストの空隙構造の検討

  胡桃澤清文, 名和豊春

  コンクリート工学年次論文集(CD−ROM) 34 ROMBUNNO.1081  2012年06月 [査読有り][通常論文]
  
• Prediction of the diffusivity of cement-based materials using a three-dimensional spatial distribution model

  Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa, Hitoshi Owada

  Cement and Concrete Composites 34 3 408 - 418 Elsevier 2012年03月 [査読有り][通常論文]
   

  A three-dimensional image of hardened cement paste was reconstructed using a backscattered electron image (BEI) and used to predict the diffusion properties of hardened cement paste. After the BEI observations, an autocorrelation function (ACF) was calculated for each phase of the hardened cement paste, including the unhydrated cement, portlandite, and large pores. A three-dimensional image was reconstructed on the basis of the ACF based on random distributions. The dynamic elastic modulus and diffusion coefficient were calculated using a finite-element or finite difference method with the reconstructed three-dimensional images. The elastic modulus of the C-S-H phase was determined by micro-indentation, and the diffusivity of C-S-H was calculated using this elastic modulus based on previous reports. The resulting predicted dynamic elastic moduli and diffusion coefficients were in good agreement with the experimental results. Although, it was observed that the predicted values of the diffusivity of the blended cement pastes is different from the measured values, a new relationship between diffusivity and porosity of C-S-H in blended cement pastes was developed in this study.
• 乾湿繰り返しによるセメント硬化体の収縮・膨張挙動

  名和 豊春, 胡桃澤 清文, 福島 浩樹, 石森 正俊

  セメントコンクリート 779 38 - 43 セメント協会 2012年01月10日 [査読有り][通常論文]
  
• ブリーディングがセメントペースト硬化体の微細構造に及ぼす影響評価

  石垣 邦彦, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 66 1 111 - 118 一般社団法人 セメント協会 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  コンクリートの材料分離現象であるブリーディングは、硬化後のコンクリートの物性に影響を与えるが、その微細構造に関して定量的な解明は進んでいない。本研究ではブリーディングが発生した硬化セメントペースト（HCP）の空隙構造について、電子顕微鏡と低温DSCを用いて定量的に評価し、空隙構造の特性を電気伝導度から検討した。その結果、ブリーディングによって打設方向上部にかけて増加する空隙は毛細管空隙であり、それ以下の径の空隙形成にはほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。また、HCP中の空隙量と電気伝導性にはブリーディングや水セメント比及び材齢に依らず相関が見られ、空隙の連続性は空隙量のみに依存することが示された。
• カルシウム溶脱を考慮したセメント硬化体の物質移動予測モデルの構築

  青山 琢人, 胡桃澤 清文, 名和 豊春, 村上 祐翔

  セメント・コンクリート論文集 66 1 311 - 318 一般社団法人 セメント協会 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  Ca溶脱に伴うセメント硬化体の変質を考慮したセメント硬化体中のイオン移動予測モデルを構築した。予測モデルではNernst-Plank式、電気的中性条件、Debye-Huckel式に基づくイオン移動式を用いた。これより、セメント硬化体中の複数イオンの移動を経時的に追跡でき、複数イオンの濃度分布を予測することが可能である。また、セメント硬化体のCa溶脱機構はBuilの固液平衡モデルに従うとし、Ca溶脱に伴う拡散性能の変化は、セメント硬化体の3次元空間配置イメージによる拡散係数予測モデルを用い形状係数を定義することにより考慮した。構築を行ったイオン移動予測モデルの妥当性を検証するため、Ca溶脱率、また塩化物イオンの浸透量の予測値と実測値の比較を行った。
• 高炉スラグペーストの電気伝導性による塩分浸透性と微細構造評価

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 66 1 127 - 134 一般社団法人 セメント協会 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  セメント硬化体の空隙構造を正確に測定することは物質移動特性を把握する上で非常に重要である。物質移動特性を把握するためにACインピーダンス法が簡便な手法として提案されており、普通ポルトランドセメントを用いた場合にはその有用性が報告されている。しかし、非常に高い塩分浸透抵抗性を有す高炉スラグを混和したセメント硬化体にもその手法が適用可能かどうかは明らかにされていない。そこで本研究では高炉スラグセメントペーストの電気伝導率により塩分浸透性と微細構造について検討を行った。電気伝導率を測定するためにACインピーダンス法を用い、空隙構造を測定するために反射電子像及び水銀圧入法を用いた。高炉スラグ混和率にかかわらず塩分浸透深さと電気伝導率には非常に高い相関がみられ、空隙量と電気伝導率の間にはArchieの法則によって表されるべき乗の関係がみられた。
• セメント硬化体のCa^2＋溶脱に伴う拡散変化

  青山 琢人, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 65 1 161 - 167 一般社団法人 セメント協会 2011年 [査読有り][通常論文]
   

  硬化セメントペーストからのCa^2＋の溶脱に伴うC-S-Hの劣化を考慮した物質移動特性変化について基礎的な知見を得ることを目的とし、促進溶解試料を用いセメントペーストのCa^2＋溶脱に伴うC-S-HのCa/Siの変化、マイクロ弾性係数の変化より、C-S-Hの物質移動特性の変化について検討を行った。この結果、溶脱に伴うC-S-HのCa/Siの低下とマイクロ弾性係数の低下には相関関係があり、これより、C-S-HのCa^2＋溶脱に伴うCa/Siと拡散係数の変化の関係を構築した。またこの関係を用い、健全な試料から、Ca^2＋の溶脱を考慮した促進溶解試料の拡散係数の推定を行った結果、実測値に対し精度よく推定を行うことができた。
• RECONSTRUCTION OF THREE-DIMENSIONAL SPATIAL IMAGE OF HARDENED CEMENT PASTE

  Proceeding of the 13th ICCC Congress CDROM  2011年 [査読有り][通常論文]
  
• Interfacial Chemistry of C-S-H on Waste Ion Immobilization

  Proceeding of the 13th ICCC Congress CD-ROM  2011年 [査読無し][通常論文]
  
• 超高強度コンクリートの力学的性状に及ぼす粗骨材の影響

  井出 貴之, 青山 琢人, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 65 1 464 - 469 一般社団法人 セメント協会 2011年 [査読有り][通常論文]
   

  本研究では、粗骨材ヤング率及び粗骨材圧縮強度が超高強度コンクリートの力学的性質に与える影響について定量的な評価を行うと同時に、超高強度コンクリートの力学的性状推定手法の構築を目的として研究を行った。結果として、一軸圧縮強度結果を回帰分析することにより粗骨材ヤング率及び粗骨材圧縮強度が超高強度コンクリートの圧縮強度発現に及ぼす影響を定量的に評価した。また、3次元イメージモデルを用いた非線形ボクセル有限要素法による解析手法を用いることで、超高強度コンクリートの圧縮強度を予測する手法を提案した。
• Ion-cement hydrate interactions govern multi-ionic transport model for cementitious materials

  Y. Elakneswaran, A. Iwasa, T. Nawa, T. Sato, K. Kurumisawa

  CEMENT AND CONCRETE RESEARCH 40 12 1756 - 1765 2010年12月 [査読有り][通常論文]
   

  The main objective of this investigation is to describe the interaction between cement hydrates and electrolyte solution to understand multi-ionic transport in cementitious materials. A surface complexation model in PHREEQC including an electrostatic term is used to simulate the ionic adsorption on the calcium silicate hydrate (C-S-H) surface. The equilibrium constants for the adsorption of ions on C-S-H surfaces are obtained by fitting experimental data to the model. The adsorption of both divalent and mono-valent cations, and also anions significantly changes the surface charges of hydrated paste. Chloride is being held in a chemical binding as Friedel's salt and bound mainly by the adsorptive action of C-S-H. An integrated modelling approach employing a phase-equilibrium model, a surface complexation model, and a multicomponent diffusion model has been developed in PHREEQC to simulate the multi-ionic transport through hydrated cement paste. It was found that the physical adsorption of ions on C-S-H, the size of pores, and the surface site density of C-S-H govern the rate of penetration of ionic species. Finally, the proposed model has been validated against chloride profiles measured in this study as well as with data available in the literature for hydrated cement paste. Crown Copyright (C) 2010 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
• 硬化セメントペーストの圧縮強度評価に対する非線形ボクセル有限要素解法とその適用可能性

  永井 学志, 池田 翔太, 胡桃澤 清文

  1 - 11 2010年08月09日 [査読無し][通常論文]
  
• セメントペーストの圧縮強度予測に対する非局所化損傷進展解析

  永井 学志, 池田 翔太, 胡桃澤 清文

  計算工学講演会論文集 = Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science 15 2 861 - 864 日本計算工学会 2010年05月 [査読有り][通常論文]
  
• 硬化セメントペーストの圧縮強度評価に対する非線形ボクセル有限要素解法とその適用可能性

  永井学志, 池田翔太, 胡桃澤清文

  日本計算工学会論文集(Web) 2010 2010 20100012 - 20100012 日本計算工学会 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  To predict the macroscopic compressive strengths of hardened cement paste, a digital-image-based finite element procedure for damage evolution due to local tension is developed and its applicability from practical viewpoint is studied through numerical experiments. In the procedure, microscopic three-dimensional geometries of hardened cement paste are assumed to be periodic and each phase is randomly generated by using auto-correlation function evaluated from a two-dimensional SEM image of specimen. Nonlocal isotropic damage model is employed to represented crack evolutions in the geometries. Predicted macroscopic uni-axial compressive strengths are qualitatively consistent with experimental results in terms of water-cement ratio and material age.
• SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN CONSTRUCTION

  Toyoharu Nawa, Kiyofumi Kurumisawa

  ADVANCES IN CONCRETE STRUCTURAL DURABILITY: PROCEEDINGS OF THE 2ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON DURABILITY OF CONCRETE STRUCTURES ICDCS2010 211 - 217 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  Sustainable development is a major driver for future innovations and prospects for development of new construction materials with lower environmental impact. The use of industrial by-products in construction is very favourable to the sustainable development of our modem society. This article presents the situation of the sustainable recycling system of construction in Japan; In 2007 Japanese cement industry produced about 50 million tons of cement, and also used about 27 million tons of waste and by-products as alternative raw materials and fuel. Thus at present the construction industry can become the core of artificial ecosystem. Further eco-cement, which is made from municipal waste incineration ash and sewage sludge have been developed in Japan.
• セメント硬化体の3次元イメージモデルによる塩化物イオンの拡散予測

  青山 琢人, 胡桃澤 清文, 名和 豊春, 大和田 仁

  セメント・コンクリート論文集 64 1 66 - 73 一般社団法人 セメント協会 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  セメントペーストの反射電子像の画像解析から未水和セメント、水酸化カルシウム、粗大空隙の各相の自己相関関数を求め、セメントペーストの3次元イメージモデルの構築を行い、その3次元イメージモデルから塩化物イオンの拡散係数の推定を試みた。その結果、混和材を混入していないセメントペーストでは実測値に対し2分の1程度での推定を行うことができた。また、健全な試料の3次元イメージモデルからCa^2＋の溶脱を考慮し人工劣化試料の塩化物イオンの拡散係数の推定を行った結果、人工劣化試料の実測値に対し同一オーダーでの推定を行うことができた。
• 乾湿繰り返しによるセメント硬化体の収縮・膨張挙動

  福島 浩樹, 石森 正俊, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメント・コンクリート論文集 64 1 74 - 81 一般社団法人 セメント協会 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  セメント硬化体の乾湿繰り返し時の収縮・膨張要因を明らかにし、その要因に基づいた収縮低減剤の収縮低減効果を解明するため、乾湿繰り返し試験を行った。乾湿繰り返し前後の細孔径分布から、SRA無添加供試体は20℃RH40％ではC-S-H一次粒子の凝集・分散が乾湿繰り返し時の収縮・膨張の要因であり、40℃RH40％では半径6.0nm以下のC-S-Hゲル空隙が重合により収縮後非回復になることで顕著に構造が粗大化し、新たな粗大空隙を形成するC-S-H粒子群の凝集・分散が収縮・膨張要因であることが示唆された。一方、収縮低減剤を添加することで、C-S-Hゲル空隙が保持され収縮を低減していることが確認された。
• セメント硬化体の３次元イメージモデル構築と動弾性係数

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  日本建築学会構造系論文集 74 642 1405 - 1405 日本建築学会 2009年08月 [査読有り][通常論文]
   

  For achievement of long-term durability of concrete structures, it is important to get knowledge about properties of concrete. Nowadays, properties of concrete are determined by experimental or predicting from empirical equation. However, it is difficult to predict concrete properties at long-term, because it is impossible to do experiment. Therefore, it is necessary to make a model by considering its microstructure. Microstructure is a key for predicting the properties of concrete. Some properties are determined by microstructure such as C-S-H, calcium hydroxide, pores, unhydrated cement particles, interfacial transition zone and these interactions. In this study, we investigated dynamic elastic modulus of hardened cement pastes in view point from microstructure. Backscattered electron image was used for acquiring the microstructure image and autocorrelation function (ACF) of each phase was calculated by these images. The ACF was applied for reconstructing three dimensional structures from two dimensional images. Finally, three dimensional structures were used for calculating dynamic elastic modulus of specimen. It was cleared that the prediction result of dynamic elastic modulus used micro indentation result was good agreement with experimental result in high W/C.
• Electrokinetic potential of hydrated cement in relation to adsorption of chlorides

  Y. Elakneswaran, T. Nawa, K. Kurumisawa

  CEMENT AND CONCRETE RESEARCH 39 4 340 - 344 2009年04月 [査読有り][通常論文]
   

  in this study, surface charge mechanism of cement hydrates and its relations to adsorption of chloride ions are investigated. Hydrated cement paste (HCP) shows net positive surface charge by dissociation and adsorption. In HCP, chlorides bind as Friedel's salt (chemical binding) as well as adsorb on the surface of hydrates (physical binding). A surface complexation model is used to predict the adsorption of chlorides on calcium silicate hydrates (C-S-H). A good agreement between experimental and predicted chloride adsorption isotherm clearly demonstrate that the chlorides adsorb on the surface of C-S-H and bringing additional negative surface charge (SiOHCl(-)). However, chloride ions neutralize the positively charged surfaces of portlandite and Friedel's salt by physical adsorption. From the results, it can be concluded that C-S-H is the dominant phase in terms of chloride adsorption in HCP. Crown Copyright (C) 2009 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Influence of surface charge on ingress of chloride ion in hardened pastes

  Y. Elakneswaran, T. Nawa, K. Kurumisawa

  MATERIALS AND STRUCTURES 42 1 83 - 93 2009年01月 [査読有り][通常論文]
   

  The amount of free chloride content in concrete is one of major factors in initiating the corrosion process. The material and environmental factors play a key role in diffusing the chloride ion through the cover concrete to reinforcement. Thus, the electrochemical study is indispensable to understand the mechanism of chloride ingress into concrete. Determination of surface charge and its influence on diffusion of chloride ion into cement matrix of concrete are researched for Ordinary Portland Cement (OPC) paste and cement paste containing Ground Granulated Blastfurnace Slag (GGBS). Different kinds of experiments such as measurement of membrane potential, determination of porosity and pore size distribution, determination of pore solution concentration, and steady state diffusion coefficient of chloride and sodium ions are employed to understand the mechanism of chloride ingress. The obtained results show that the positive surface charge on the pore walls of hardened paste regardless of GGBS's presents. The surface charge of hardened paste mainly depends on pore solution concentration and cement composition. The physiochemical characteristics of the pores are affecting on transporting ions through it. Hardened paste has greater resistance to diffusing sodium ions than chloride ions. Moreover, there is a strong interaction between transport of chloride ion and surface charge in matured hardened paste.
• Zeta potential study of paste blends with slag

  Y. Elakneswaran, T. Nawa, K. Kurumisawa

  CEMENT & CONCRETE COMPOSITES 31 1 72 - 76 2009年01月 [査読有り][通常論文]
   

  Electrokinetic studies of interfaces between solid phase and aqueous solution have most often been undertaken to elucidate the mechanism of adsorption and transport of different species into cementitious materials. The zeta potential is used to understand the electrokinetic properties of interfaces. In the present paper, zeta potential studies of cements and paste, with and without addition of slag, in different electrolyte solutions are carried out to understand the effect of the adsorption of charged species. The amounts of adsorbed ions are also measured to verify the results obtained by zeta potential measurement. This study shows that the cements and paste particles are negatively charged in water, sodium chloride solution, and at low concentration of calcium. At high concentration of calcium a charge inversion is observed. Thus, both calcium and chloride are potential determining ions, whereas sodium behaves as an indifferent ion. Moreover, slag particles strongly influence the surface chemistry not just of the slag but of the whole paste. Crown Copyright (c) 2008 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
• イメージベースモデリングによるセメントペーストの弾性係数推定に関する基礎的検討

  胡桃沢 清文

  日本コンクリート工学年次論文集 31 1 499 - 504 2009年 [査読有り][通常論文]
  
• 石灰石砕砂を用いたモルタルの強度発現と乾燥収縮に関する研究

  胡桃沢 清文

  日本コンクリート工学年次論文集 31 1 109 - 114 2009年 [査読有り][通常論文]
  
• 乾燥収縮低減剤を用いたモルタルの強度低下メカニズムの一考察

  胡桃沢 清文

  日本コンクリート工学年次論文集 31 1 589 - 594 2009年 [査読有り][通常論文]
  
• XRDリートベルト法を適用したビーライトの水和反応解析

  川上 博行, 名和 豊春, 胡桃澤 清文, 湊 大輔

  セメント・コンクリート論文集 63 1 35 - 42 一般社団法人 セメント協会 2009年 [査読有り][通常論文]
   

  ビーライトの水和反応に影響を及ぼす要因を明らかにするために、XRDリートベルト法を用いてセメントの水和率を定量した。まずエーライト量の異なるセメントのビーライト水和反応を定量した結果、ビーライトの水和反応はエーライト量が多いほど長期で抑制されることが確認できた。続いて養生温度を変えてα-C₂S、β-C₂Sの水和率を定量した結果、α-C₂Sの水和反応からは明確な温度依存性が確認できず、β-C₂Sの水和反応は温度依存性が高いことが確認できた。また高水比セメントスラリー中のシリケート相の水和率を定量した結果、エーライトの水和反応は誘導期が消滅し水和率が80％程度で頭打ちになったが、β-C₂Sの水和反応には大きな変化が見られなかった。
• リートベルト法によるセメント硬化体の構成化合物測定と強度に与える影響

  胡桃澤 清文

  セメントコンクリート 741 56 - 59 セメント協会 2008年11月10日 [査読無し][通常論文]
  
• INFLUENCE OF ELECTROLYTES ON SURFACE CHARGE DENSITY OF PASTES

  ELAKNESWARAN Yogarajah, NAWA Toyoharu, KURUMISAWA Kiyofumi, HAYASHI Ami

  セメント・コンクリート論文集 61 108 - 114 2008年02月20日 [査読有り][通常論文]
  
• Micro elastic modulus of blended cement pastes

  Proceedings of the 8th international conference on creep, shrinkage and durability mechanics of concrete structures 103 - 108 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• XRDリートベルト法によるカルシウムシリケート相の水和解析

  セメント・コンクリート論文集 62 39 - 46 2008年 [査読有り][通常論文]
  
• エコセメント硬化体の強度発現に関する一考察

  セメント・コンクリート論文集 62 47 - 53 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• セメント硬化体の微細構造と弾性挙動

  日本コンクリート工学年次論文集 30 1 591 - 596 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• 空隙構造の異なるセメント硬化体の微細構造と動弾性係数

  セメント・コンクリート論文集 62 122 - 127 2008年 [査読無し][通常論文]
  
• セメント硬化体の微細構造と弾性挙動

  胡桃澤 清文, 名和 豊春, 奈良 禎太

  コンクリート工学年次論文集 30 1 591 - 596 日本コンクリート工学協会 2008年 [査読無し][通常論文]
   

  セメント硬化体の弾性挙動を予測することは超長期のコンクリート構造物の劣化予測を行う上で非常に重要である。しかしながら,その挙動の解析は現在までメゾからマクロの範囲において精力的に行われてきたため,ミクロで生じる物性の変化に対応するものではなかった。そこで本研究では弾性挙動の解析をミクロレベルから行うことを目的とした。そのための手法として反射電子像による硬化体中の各相の同定,インデンテーション法による各相の弾性係数の測定を行い,その結果をマクロな物性であるセメント硬化体の弾性係数と関連付けた。その結果,弾性係数は水和生成物量に大きく依存していることを明らかにした。
• 1003 エコセメントペーストの微細構造形成に及ぼす各種混和材料の影響(セメント)

  胡桃澤 清文, 蛭川 泰卓, 名和 豊春

  コンクリート工学年次論文集 29 1 63 - 68 公益社団法人日本コンクリート工学会 2007年07月30日 [査読有り][通常論文]
   

  エコセメント(EC)に混和材(フライアッシュFA,高炉スラグ微粉末BFS)を混和した際の長期強度発現性に及ぼす微細構造の影響を明らかにするために,圧縮強度と微細構造を測定する方法として水銀圧入法,反射電子像による画像解析の適用を行った。その結果,FAとBFSを混和した試験体は長期材齢においても強度発現が見られ,材齢1年においてはECの強度よりも高い結果が得られた。また,水銀圧入の結果からも混和材を入れた試験体において総細孔量が減少し,緻密な微細構造が形成されECとは異なる構造形成がなされ,FA及びBFSの混和によりECの長期強度発現の伸びは改善されることが示された。
• SURFACE CHARGE OF HARDENED CEMENT PASTE DETERMINED BY MEMBRANE POTENTIAL

  ELAKNESWARAN Yogarajah, NAWA Toyoharu, KURUMISAWA Kiyofumi, FUSHIMI Koji

  セメント・コンクリート論文集 60 111 - 117 2007年02月20日 [査読有り][通常論文]
  
• Influence of membrane potential on the diffusion of chloride ion in the paste

  12th international congress on the chemistry of cement CDROM  2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Effects of surface improvement agent composed of Lithium silicate on permeability and durability of hardened concrete

  12th international congress on the chemistry of cement CDROM  2007年 [査読無し][通常論文]
  
• エコセメントペーストの微細構造形成に及ぼす各種混和材料の影響

  コンクリート工学年次論文報告集 CDROM  2007年 [査読無し][通常論文]
  
• Strength development and its microstructure of ECO-cement paste

  12th internatinal congress on the chemistry of cement CDROM  2007年 [査読無し][通常論文]
  
• エコセメントペーストの微細構造と長期強度発現

  胡桃澤清文

  セメント・コンクリート論文集 61 印刷中 - 107 2007年 [査読無し][通常論文]
  
• XRD‐リートベルト法によるエコセメントペーストの水和性状解析

  セメント・コンクリート論文集 印刷中  2007年 [査読無し][通常論文]
  
• 1129 寒冷環境下に暴露したコンクリート内部の温湿度変化と等価積算温度(耐久性一般)

  濱 幸雄, 胡桃澤 清文, 谷口 円, 桂 修

  コンクリート工学年次論文集 29 1 819 - 824 日本コンクリート工学会 2007年 [査読無し][通常論文]
   

  本研究では,高分子温湿度センサーを埋め込んだコンクリートを札幌,旭川,室蘭の3都市に2年間暴露してコンクリート内部の温湿度の経時変化を測定した。その結果から,コンクリート温度推定式の提案とその検証を行うとともに,冬期間の凍結融解作用時のコンクリート内部の相対湿度と凍結最低温度の関係,コンクリート温度と相対湿度を考慮した暴露地および部材による等価積算温度の違いについて検討した。
• Effect of water curing conditions on the hydration degree and compressive strengths of fly ash-cement paste

  Pipat Termkhajornkit, Toyoharu Nawa, Kiyofumi Kurumisawa

  CEMENT & CONCRETE COMPOSITES 28 9 781 - 789 2006年10月 [査読有り][通常論文]
   

  This paper explains the effect of water curing condition on compressive strengths of fly ash-cement paste by quantitative data of hydration degree. Hydration of fly ash-cement paste was estimated by Rietveld analysis and selective dissolution. The result shows that the hydration degree of belite is affected by water curing conditions, more so than that of fly ash and alite. Fly ash still continues to hydrate even without an extra, external supply of water. The strong dependence of fly ash-cement concrete on curing conditions does not come from the hydration degree of fly ash, but rather comes from the hydration degree of cement, especially belite. When the water to binder ratio is low enough, the hydration of cement plus small hydration of fly ash are considered to be enough for adequate compressive strength at the beginning. Then, compressive strength of fly ash-cement paste becomes less sensitive to the water curing period. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• 1126 フライアッシュセメントの水和反応が微細構造および強度発現に及ぼす影響(その他セメント, 材料施工)

  山城 洋一, 齋藤 敏樹, 名和 豊春, 胡桃沢 清文

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2006 2006 271 - 272 日本建築学会 2006年07月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 1309 電磁波レーダによるコンクリート中の塩分量推定の検討(非破壊検査・診断)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  コンクリート工学年次論文集 28 1 1871 - 1876 公益社団法人日本コンクリート工学会 2006年07月30日 [査読無し][通常論文]
   

  電磁波レーダは,その特性からコンクリート中に含まれる塩化ナトリウム量の測定にも利用可能であることが報告されている。筆者らは,既報において電磁波レーダにより硬化セメントペースト及びモルタルでその検討を行ったが,本報ではコンクリートにその手法を適用した。その結果,既報と同様に電磁波レーダによって得られた波形を周波数解析することによりコンクリート中の塩化ナトリウム量の違いを明らかにすることができた。また,1%の塩化ナトリウムが表層部の1cmの厚さに含まれている場合においても周波数解析を受信波形に行うことによってその違いを明らかにすることができた。
• 電磁波レーダー法によるコンクリート構造物の非破壊塩分量測定

  名和 豊春, 胡桃沢 清文

  コンクリート工学 = Concrete journal 44 5 31 - 34 日本コンクリート工学協会 2006年05月01日 [査読無し][通常論文]
  
• Three-dimensional visualization of pore structure in hardened cement paste by the gallium intrusion technique

  KURUMISAWA Kiyofumi, TANAKA Kyoji

  Cem Concr Res 36 2 330 - 336 2006年02月 [査読有り][通常論文]
   

  It is widely known that the pore structure of concrete strongly influences its physical properties. Therefore, we developed a technique for the visualization of the pore structure because of clearing it correctly. However, this visualization is limited to two-dimensional imaging for sections of the specimen. As a result, in this study, we developed a technique for reconstructing the acquired 2D images of the pore structure into 3D form by stacking them. By using this image, the relationship between water permeability and pore connectivity was clarified, and it was shown clearly that the pore connectivity strongly affects the water permeability. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• 電磁波レーダによるコンクリート中の塩分量推定の検討

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  コンクリート工学年次論文集 28 1 1871 - 1876 日本コンクリート工学協会 2006年 [査読無し][通常論文]
   

  電磁波レーダは,その特性からコンクリート中に含まれる塩化ナトリウム量の測定にも利用可能であることが報告されている。筆者らは,既報において電磁波レーダにより硬化セメントペースト及びモルタルでその検討を行ったが,本報ではコンクリートにその手法を適用した。その結果,既報と同様に電磁波レーダによって得られた波形を周波数解析することによりコンクリート中の塩化ナトリウム量の違いを明らかにすることができた。また,1%の塩化ナトリウムが表層部の1cmの厚さに含まれている場合においても周波数解析を受信波形に行うことによってその違いを明らかにすることができた。
• エコセメントを使用したセメントペーストの微細構造と強度発現

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 60 60 142 - 148 2006年 [査読無し][通常論文]
  
• XRDリートベルト法によるエコセメントの水和解析

  セメント・コンクリート論文集 60 134 - 141 2006年 [査読無し][通常論文]
  
• 反射電子像及びエネルギー分散型X線分析により測定した元素分布像によるフライアッシュ混入セメントペーストの観察例

  胡桃澤 清文, トウーンカチョーンキット ピパット, 名和 豊春

  日本建築学会構造系論文集 71 603 1 - 7 日本建築学会 2006年 [査読無し][通常論文]
   

  Recently, the amount of the exhaust of fly ash increases by increasing thermal power plant. Using it as a concrete mixture material is an effective method for decreasing waste. However, the influence on the hydration of the cement and reaction rate of fly ash is not examined in detail. Then, the cement paste that mixed fly ash examined it by Backscattered Electron image and element image measured by Energy Dispersive X-ray analysis in this research. As a result, reaction rate of fly ash and distribution of fly ash and cement in the fly ash-cement pastes were clarified. And the amount of composition in fly ash cement paste was cleared.
• 反射電子像及び元素分布像を用いた硬化セメントペーストの力学的性質の推定

  胡桃澤 清文, トウーンカチョーンキット ピパット, 名和 豊春

  日本建築学会構造系論文集 71 603 9 - 15 日本建築学会 2006年 [査読無し][通常論文]
   

  The elastic properties of concrete depend on the characteristic of cement matrix and coarse aggregates. The elastic characteristic of cement matrix depends on the cement paste when the properties of the fine aggregate are constant. That is, clarifying the characteristic of the cement matrix clarifies the elastic properties of concrete. Therefore, the technique for predicting the elastic modulus of the cement paste from the viewpoint of microstructure was examined in this research. It classified into four phases (pore, C-S-H, calcium hydroxide, and unhydrated cement) in the backscattered electron image, and examined it by the finite element method in two dimension. The result indicates the elastic modulus of hardened cement paste strongly depends on the porosity of large pores. Moreover, it is cleared that the elastic modulus hardly changes by differences of the number of pixels and the magnification of images in this study.
• 電磁波レーダーによるコンクリート中の塩分量推定の検討

  コンクリート工学年次論文集 28 1 1871 - 1876 2006年 [査読無し][通常論文]
  
• Effect of GGBS on Membrane Potential of Pastes

  Y. Elakneswaran, T. Nawa, K. Kurumisawa, K. Fushimi

  RILEM Proceedings PRO 46, Concrete Durability and Service Life Planning (ConcreateLife’06) 405 - 414 2006年 [査読有り][通常論文]
  
• A STUDY OF FLY ASH-CEMENT HYDRATION BY RIETVELD ANALYSIS AND SELECTIVE DISSOLUTION

  TERMKHAJORNKIT Pipat, NAWA Toyoharu, KURUMISAWA Kiyofumi

  コンクリート工学年次論文集 27 1 169 - 174 2005年06月25日 [査読有り][通常論文]
  
• 反射電子像及びエネルギー分散型X線分析により測定した元素分布像による硬化セメントペーストの観察

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  日本建築学会構造系論文集 70 595 9 - 15 日本建築学会 2005年 [査読無し][通常論文]
   

  The durability of concrete is greatly influenced by the physical properties of the hardened cement paste. The physical properties of hardened cement paste are dependent on the degree of hydration and porosity of hardened cement paste. Therefore, it is important to measure the degree of hydration and porosity of hardened cement paste correctly. Measuring them, some methods are proposed, XRD, point counting or TG/DTA as example. Then, in this research, with Backscatter electron image (BEI) and Energy dispersive X-ray analysis (EDX), the degree of hydration and porosity of hardened cement paste are measured, and clarifying the distribution of the composition. By using BEI and EDX together, as a result of applying the method, the degree of hydration and porosity of hardened cement paste were clarified and the distribution of a compound was clarified further.
• 電磁波レーダーを利用したセメント硬化体中の塩分量推定の検討

  コンクリート工学年次論文集 27 1 1771 - 1776 2005年 [査読有り][通常論文]
  
• 反射電子像とエネルギー分散型X線分析により測定された元素分布像による各種セメントの構成化合物量の測定

  胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 59 38 - 44 2005年 [査読有り][通常論文]
  
• 電磁波レーダーを利用したセメント硬化体中の塩分量推定の検討

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  コンクリート工学年次論文集 27 1 1771 - 1776 日本コンクリート工学協会 2005年 [査読無し][通常論文]
   

  コンクリート構造物の耐久性を評価する上で,コンクリートの劣化の程度を測定することは重要である。特に鉄筋の腐食を考慮したとき,その劣化を促進する塩化ナトリウム含有量を正確に測定することが求められる。そこで本研究では,塩化ナトリウム含有量を非破壊で測定することができる方法の1つとして電磁波レーダーに着目して検討を行った。その結果,電磁波レーダーの受信波形を周波数解析することにより塩化ナトリウム含有量の推定は可能であることを示した。また,FDTD法(Finite-difference time-domain)を用いて,いくつかの条件下での電磁波の伝播特性について検討を行い,その特性を明らかにした。
• A Study of Fly Ash-Cement Hydration by Rietveld Analysis and Selective Dissolution

  Termkhajornkit Pipat, 名和 豊春, 胡桃澤 清文

  コンクリート工学年次論文集 27 1 169 - 174 日本コンクリート工学協会 2005年 [査読無し][通常論文]
   

  コレクション : 国立国会図書館デジタルコレクション > 電子書籍・電子雑誌 > 学術機関 > 学協会
• ガリウム圧入により得られた空隙画像情報を基にした硬化セメントペーストの塩化物イオン浸透性の考察

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  日本建築学会構造系論文集 69 584 23 - 28 日本建築学会 2004年 [査読無し][通常論文]
   

  It is well known that most of property of concrete is influenced by its pore structure. ln particularly permeability of concrete is dependent on its pore structure. Therefore, it is beneficial to know durability of concrete that pore structure is measured exactly. We already developed the technique to make clear the pore structure in hardened cement paste by gallium intrusion and the following EPMA observation. In this research, using a image acauired by EPMA estimates diffusion coefficient with random walk which is many particles are walking in pore structure with random. The permeability of NaCl solution is measured by method of diffusion cell. Relationship between permeability of NaCI solution and pore structure by measuring gallium intruded method is discussed. As a result, pore connectivity and permeability is closely relationship.
• セメントペーストの空隙構造の3次元測定法の開発

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  日本建築学会構造系論文集 67 556 9 - 14 日本建築学会 2002年 [査読無し][通常論文]
   

  It is widely known that the property of concrete is influenced by its pore structure, particularly permeability of concrete is directly dependent on it. We have already developed the technique to make clear the pore structure in hardened cement paste by applying gallium intrusion technique and the following EPMA observation. However, this method has only limited to 2 dimensional analysis. We improve the technique to 3 dimensional analysis of pores by stacking up 75 sheets of 2-D pore image pictures. In this paper, 3-D pore image is made up and pore distribution, shape and continuity of various hardened cement paste were discussed.
• Development of technique for observing pores in hardened cement paste

  Tanaka, K., Kurumisawa, K.

  Cement and Concrete Research 32 9 1435 - 1441 2002年 [査読有り][通常論文]
  
• 2131 セメントペーストの打ち込み高さごとの空隙構造の違い(物性一般)

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  コンクリート工学年次論文集 23 2 781 - 786 公益社団法人日本コンクリート工学会 2001年06月08日 [査読無し][通常論文]
   

  セメントペーストの空隙構造は打ち込み方向から表層部、中層部、下層部によって大きく違うことが予想される。一般的に表層部の構造は粗いといわれているがどのような構造の差であるかをガリウム圧入法で測定、EPMA測定により画像化しさらに定量的評価を行った。その結果、表層部では大きくその構造は他の部位とは異なり粗い構造であることが明らかになった。またその表層部の構造を材齢7日と28日を比較したとき、材齢28日経過した後でもそれほど改善されないことが画像から明らかとなった。
• セメントペーストの打ち込み高さごとの空隙構造の違い

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  コンクリート工学年次論文報告集 23 2 781 - 786 2001年06月08日 [査読無し][通常論文]
  
• セメントペーストの打ち込み高さごとの空隙構造の違い

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  コンクリート工学年次論文報告集 23 2 781 - 786 日本コンクリート工学協会 2001年06月08日 [査読無し][通常論文]
   

  セメントペーストの空隙構造は打ち込み方向から表層部、中層部、下層部によって大きく違うことが予想される。一般的に表層部の構造は粗いといわれているがどのような構造の差であるかをガリウム圧入法で測定、EPMA測定により画像化しさらに定量的評価を行った。その結果、表層部では大きくその構造は他の部位とは異なり粗い構造であることが明らかになった。またその表層部の構造を材齢7日と28日を比較したとき、材齢28日経過した後でもそれほど改善されないことが画像から明らかとなった。
• ガリウムを用いた細孔観察手法の開発と他方法との比較

  胡挑澤 清文, 田中 亨二

  セメント・コンクリート論文集 54 654 - 659 2001年02月10日 [査読無し][通常論文]
  
• 硬化途中におけるセメントペーストの細孔構造の変化

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  日本建築学会構造系論文集 66 544 1 - 6 日本建築学会 2001年 [査読無し][通常論文]
   

  To understand the property of concrete, the knowledge about pore structure of hardened cement is important, particularly in early age of a few weeks, because the pore structure change by active hydration. In the paper, the change of pore structure in early age was investigated by observation of pores through gallium intrusion method developed by the authors and EPMA analysis. As the technique is limited to 2-dimensional analysis, the simulation of hydration developed by Bentz was furthermore carried outto obtain 3-dimensional information about pore structure. It was quantitatively made clear that the value of pore and the number of continuous pores rapidly decreased in early age.
• 硬化途中におけるセメントペーストの空隙構造の変化

  日本建築学会構造系論文集 1 - 6 2001年 [査読無し][通常論文]
  
• 2116 セメント硬化体の細孔構造の画像化(物性)

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  コンクリート工学年次論文集 22 2 691 - 696 公益社団法人日本コンクリート工学会 2000年06月01日 [査読無し][通常論文]
   

  コンクリートの物性を理解する上で,現在はセメント硬化体の細孔構造を測定する方法として水銀圧入法が広く利用されている。しかしこの測定法は細孔量および細孔径ごとの分布を測定することが出来るが,細孔の形態及びその位置を得ることができない。本研究では水銀圧入法では得ることが出来ないこれらの情報を知る測定法を開発し,セメント硬化体の細孔構造を可視化することを試みた。さらにその測定法を用いて各種条件下におけるセメント硬化体の細孔構造の変化を画像として明らかにすることを行った。
• セメント硬化体の細孔構造の画像化

  胡桃澤 清文, 田中 亨二

  コンクリート工学年次論文報告集 22 2 691 - 696 日本コンクリート工学協会 2000年06月01日 [査読無し][通常論文]
   

  コンクリートの物性を理解する上で,現在はセメント硬化体の細孔構造を測定する方法として水銀圧入法が広く利用されている。しかしこの測定法は細孔量および細孔径ごとの分布を測定することが出来るが,細孔の形態及びその位置を得ることができない。本研究では水銀圧入法では得ることが出来ないこれらの情報を知る測定法を開発し,セメント硬化体の細孔構造を可視化することを試みた。さらにその測定法を用いて各種条件下におけるセメント硬化体の細孔構造の変化を画像として明らかにすることを行った。
• セメント硬化体の細孔観察手法の開発

  田中 享二, 胡桃澤 清文

  日本建築学会構造系論文集 65 532 21 - 26 日本建築学会 2000年 [査読無し][通常論文]
   

  A mercury intrusion technique has been widely used to measure micro pores in porous materials. However, the information of shapes and locations of pores are not able to get through the measurement. A new technique for directly observing pores, in which gallium of liquid state is pressed into pores at higher temperature of its transformation temperature of 29.8℃ and then solidified by cooling down, was developed to measure them. The technique was applied to cement paste. The picture image of distribution of solidified gallium was observed through an electron probe micro analyzer (EPMA), and the shapes and locations of pores in cement paste were discussed.
• ガリウムを用いた空隙観察手法の開発と他方法との比較

  セメント・コンクリート論文集 54 654 - 659 2000年 [査読無し][通常論文]
  
• セメント硬化体の空隙構造の画像化

  コンクリート工学年次論文集 22 2 691 - 696 2000年 [査読無し][通常論文]
  
• セメント硬化体の空隙観察手法の開発

  日本建築学会構造系論文集 21 - 26 2000年 [査読無し][通常論文]
  
• セメント硬化体のイオン選択透過性

  阿部 晋也, 田中 享二, 胡桃澤 清文

  セメント・コンクリート論文集 53 0 928 - 933 1999年12月25日 [査読無し][通常論文]
  

MISC

• 複数のセメント種を用いたセメント硬化体に及ぼす凍結融解作用の実験的検討

  花岡温広, 胡桃澤清文 セメント・コンクリート論文集(Web) 77 (1) 2024年
• 亜硝酸カルシウムを添加した高炉スラグセメントの反応に及ぼす養生温度の影響

  胡桃澤清文 セメント・コンクリート論文集(Web) 77 (1) 2024年
• 亜硝酸カルシウムを用いた高炉セメント硬化体の塩分吸着及び拡散性能

  近藤勇樹, 胡桃澤清文 セメント・コンクリート論文集(Web) 76 (1) 2023年
• Ca(OH)₂活性化GGBSFの水和に及ぼす養生温度と添加活性化剤の影響

  ZHAI Qi, 胡桃澤清文 セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 76th 2022年
• 高炉スラグ固化体の物性におよぼす無機塩の影響

  胡桃澤清文 セメント・コンクリート論文集(Web) 75 (1) 2022年
• 1011 メタカオリンジオポリマーの吸着・拡散性能に関する基礎的検討

  胡桃澤 清文 材料施工 2021 (2020) 21 -22 2020年09月
• エマルジョンとナノ粒子による高炉スラグ硬化体の初期強度・耐凍害性の改善

  名和豊春, 胡桃澤清文, ELAKNESWARAN Y., 佐川孝広, 西祐宜 環境助成研究成果 概要集 第38回・2017年度分:11件 第39回・2018年度分:23件 令和2年度 2020年
• 1430 プロトンNMRによる高炉スラグセメント硬化体の空隙構造評価

  胡桃澤 清文 材料施工 (2018) 859 -860 2018年07月20日
• 1003 プロトンNMRによるセメント硬化体の空隙構造評価

  胡桃澤 清文 材料施工 (2017) 5 -6 2017年07月20日
• 収縮低減剤の使用によるセメントペーストの水和反応に及ぼす影響

  鳴海 玲子, 松沢 友弘, 西 祐宜, 胡桃澤 清文 材料施工 (2016) 19 -20 2016年08月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 収縮低減剤の使用がセメントペーストの水和反応性に及ぼす影響

  松沢友弘, 西祐宜, 安田玲子, 胡桃澤清文 土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 71st 2016年
• 1162 硬化セメントペーストの比抵抗測定手法に関する検討(型わく工事・試験・検査方法(1),材料施工,学術講演会・建築デザイン発表会)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春 材料施工 (2015) 323 -324 2015年09月04日 [査読無し][通常論文]
  
• 物理化学的解釈に基づく電気化学的計測手法の体系化に関する研究委員会報告書

  小林浩之, 山本悟, 金田尚志, 細川佳史, 高谷哲, 兼松学, 宮里心一, 胡桃澤清文, 皆川浩, 中村英佑, 福山智子, 伊代田岳史, 岡崎慎一郎, 染谷望, 東洋輔, 花岡大伸, 親本俊憲, 山本誠 日本コンクリート工学会委員会報告書・論文集 JCI-C88 (CD-ROM) 2015年
• Evaluation of a proposal to design of an integrated system for analysis of structural performance and environmental impact assessments

  胡桃沢 清文 Civil Engineering and Architecture 3 73 -78 2015年 [査読有り]
  
• 1182 モルタルの電気伝導性に及ぼす水セメント比及び骨材の影響(セメント硬化体の組織構造,材料施工,2014年度日本建築学会大会(近畿)学術講演会・建築デザイン発表会)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春 材料施工 (2014) 363 -364 2014年09月12日 [査読無し][通常論文]
  
• 1378 乾燥を受けた硬化セメントペーストの電気伝導性の変化(硬化体・力学,材料施工,2012年度大会(東海)学術講演会・建築デザイン発表会)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春 材料施工 (2012) 755 -756 2012年09月12日 [査読無し][通常論文]
  
• 論文賞を受賞して

  福島 浩樹, 石森 正俊, 胡桃澤 清文, 名和 豊春 セメントコンクリート (775) 47 -48 2011年09月10日 [査読無し][通常論文]
  
• 1637 反射電子像と水銀圧入法によるセメント硬化体の空隙構造測定(組織構造,材料施工)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (2010) 1273 -1274 2010年07月20日 [査読無し][通常論文]
  
• Prediction of ionic adsorption and multi–ionic transport in cementitious materials

  エラクネスワラン ヨガラジャ, 名和 豊春, 佐藤 努, 胡桃澤 清文, Iwasa Akihito 日本原子力学会 年会・大会予稿集 2010 (0) 836 -836 2010年 [査読無し][通常論文]
   

  Cementitious materials are being used for encapsulation, back filling, and grouting purposes in deep geological repositories of long – lived radioactive waste. The long – term performance of cementitious materials has been investigating for safety disposal of radioactive waste. The durability performance of cementitious materials is mainly determined by resistance to transport of aggressive substances, however remain poorly understood. In this study, a thermodynamic integrated model has been developed to simulate multi-ionic transport in cementitious materials with considering ionic adsorption. The model has been validated against measured experimental data.
• 1392 低水結合材比セメントペーストの微視的な力学特性(組織構造,材料施工)

  全 振煥, 百瀬 晴基, 閑田 徹志, 胡桃澤 清文, 名和 豊春 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (2009) 783 -784 2009年07月20日 [査読無し][通常論文]
  
• An integrated model to predict the relations between electrical double layer properties and chloride ingress in cement - Based materials

  Y. Elakneswaran, T. Nawa, K. Kurumisawa RILEM Workshop on Long-Term Performance of Cementitious Barriers and Reinforced Concrete in Nuclear Power Plants, NUCPERF 2009 135 -142 2009年01月01日 [査読無し][通常論文]
   

  The mechanisms of the transport of species into the cementitious material have lately received a great deal of attention in durability problems. Hydrated cement acquires an electrical charge when it contacts with polar medium and leads to formation of Electric Double Layer (EDL). In this study, the significant influence of EDL properties on ionic transport through cement - based materials was investigated. Hardened cement paste shows net positive surface charge due to ionization of surface sites and adsorption ions from pore solution. EDL properties such as surface charge significantly influence not just on ionic adsorption but also on ionic diffusion. An integrated modelling approach employing phase - equilibrium model, surface complexation model, and multicomponent diffusion model was developed using PHREEQC to simulate the ionic ingress through cement - based materials. A comparison of predicted and experimental chloride profile is presented for hydrated cement paste. The surface charge influence is much higher on ionic transport in gel pore as compared in other pores. Chloride is being held in chemical combination as Friedel's salt and also bound mainly by adsorptive action of cement hydrates. Finally, an influence of pozzolanic materials on chloride binding (chemical as well as physical) and diffusion is discussed.
• B19 粘土とセメントの相互作用に関するXAFSを用いた研究(口頭発表,一般講演)

  沼子 千弥, 坂本 浩幸, 芳賀 和子, 柴田 真仁, 大和田 仁, 黒澤 進, 山田 憲和, 中澤 俊之, 佐藤 努, 胡桃澤 清文, 安楽 総大郎 粘土科学討論会講演要旨集 (52) 122 -123 2008年09月03日 [査読無し][通常論文]
  
• 粘土とセメントの相互作用に関するXAFSを用いた研究

  沼子 千弥, 胡桃澤 清文, 安楽 総太郎, 坂本 浩幸, 芳賀 和子, 柴田 真仁, 大和田 仁, 黒澤 進, 山田 憲和, 中澤 俊之, 佐藤 努 粘土科学討論会講演要旨集 52 (0) 45 -45 2008年 [査読無し][通常論文]
   

  放射性廃棄物の地層処理に関して人工バリアとして設計されているベントナイトとセメントの相互作用を評価するために、放射光を用いたXAFS分析を適用した。XAFS測定は高エネルギー物理学研究機構物質構造科学研究所放射光実験施設Photon FactoryのBL9Aにおいて行った。試料としては合成CSHと種々の粘土鉱物、また人工バリア模擬体を３年程度浸水実験した試験片に対して行った。その結果、XAFS法が試料中のCaの化学形の決定及びベントナイトーセメント相互作用の評価に有用であることが解った。
• 高炉スラグ微粉末混入ペーストの塩分浸透性と微細構造

  胡桃澤清文 土木学会, 混和材料を使用したコンクリートの物性変化と性能評価研究小委員会, シンポジウム講演概要集, 2007 (74) 2007年
• 1193 硬化セメントペースト中の微小弾性係数の測定(強度・力学的性質 (2), 材料施工)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (2006) 405 -406 2006年07月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 1213 養生温度を変化させたフライアッシュ混和ペーストの微細構造(混和材料(1),材料施工)

  胡桃澤 清文, 名和 豊春 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (2005) 425 -426 2005年07月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 反射電子像およびエネルギー分散型X線分析によるセメントの構成化合物の測定

  胡桃澤 清文 第59回セメント技術大会講演要旨 4 -5 2005年
• 1005 硬化セメントペーストの空隙構造から見た塩化物イオン移動(材料・施工)

  胡桃澤 清文, 田中 享二 研究報告集 I, 材料・施工・構造・防火・環境工学 (73) 17 -20 2003年02月 [査読無し][通常論文]
  
• 428 コンクリート部材の位置の影響(コンクリート物性・施工)(一般セッション)

  胡桃澤 清文, 田中 享二, 麻原 秀一, 塚越 弘幸 学術講演会講演論文集 52 361 -362 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 1110 ポリマーセメント系塗膜防水材の硬化過程と構造

  松原 知子, 田中 享二, 胡桃澤 清文 学術講演梗概集. 構造系 (1) 253 -254 2002年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 1364 硬化セメントペーストの空隙構造のモデル化

  胡桃澤 清文, 田中 享二 学術講演梗概集. 構造系 (1) 761 -762 2002年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 1009 硬化セメントペーストの空隙構造の画像化

  胡桃澤 清文, 田中 享二 研究報告集 I, 材料・施工・構造・防火・環境工学 (72) 33 -36 2002年02月 [査読無し][通常論文]
  
• 1249 空隙構造の3次元画像測定法の開発(評価方法・その他,材料施工)

  胡桃澤 清文, 田中 享二 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (2001) 497 -498 2001年07月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 1395 空隙構造の3次元画像化への展開

  胡桃沢 清文, 田中 享二 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (2000) 789 -790 2000年07月31日 [査読無し][通常論文]
  
• 2 セメント硬化体の細孔形態に水セメント比および材齢が与える影響(材料・施工,構造系)

  胡桃澤 清文, 田中 享二 研究報告集 (70) 129 -132 2000年02月 [査読無し][通常論文]
  
• 1352 セメント硬化体中の細孔形態測定法の開発と測定例

  胡桃澤 清文, 田中 享二 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (1999) 703 -704 1999年07月30日 [査読無し][通常論文]
  
• コンクリートの凍害に関する研究 : その5 コンクリート中に存在する凍結水の融解に関する実験的研究(構造・材料系)

  松村 光太郎, 胡桃澤 清文, 川瀬 清孝 日本建築学会北陸支部研究報告集 (41) 27 -30 1998年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 1195 コンクリート中に存在する凍結水の融解に関する実験的研究

  村松 光太郎, 胡桃澤 清文, 川瀬 清孝 学術講演梗概集. A-1, 材料施工 (1998) 389 -390 1998年07月30日 [査読無し][通常論文]
  

講演・口頭発表等

• ケイ酸カルシウム水和物の解析的手法による機械的物性の推定

  村上創一朗, 胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2023年
• 亜硝酸カルシウムを使用した高炉セメント硬化体の温度依存性

  胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2023年
• 軟X線領域におけるXAFS測定によるジオポリマーの化学状態分析

  胡桃澤清文

  KEK Progress Report (Web) 2023年
• NMR,XAFS,TEMおよびプロトンNMRによるメタカオリンジオポリマーの微細構造分析

  胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2023年
• Ca(OH)₂活性化GGBSFの水和に及ぼす養生温度と添加活性化剤の影響

  ZHAI Qi, 胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2022年
• 亜硝酸カルシウムを添加したコンクリートの物性

  胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2022年
• フライアッシュのASR抑制効果におけるC-S-HのCa/Si比の検討

  齋藤敏樹, 山城洋一, 坂本久宣, 八幡正弘, 杉山隆文, 胡桃澤清文

  土木学会全国大会年次学術講演会(Web) 2022年
• コンクリート工学におけるシミュレーションの検証と妥当性確認および不確かさ評価に関するシンポジウム 委員会報告書

  上田尚史, 上田尚史, 岡崎慎一郎, 車谷麻緒, 山本佳士, 川口和広, 上田尚史, 山本佳士, 坂敏秀, 山下拓三, 車谷麻緒, 藤本篤, 車谷麻緒, 車谷麻緒, 上田尚史, 車谷麻緒, 坂敏秀, 上田尚史, 山本佳士, 上田尚史, 車谷麻緒, 山本佳士, 淵澤健一, 川口和広, 山下拓三, 坂敏秀, 上田尚史, 小倉大季, 坂敏秀, 上田尚史, 車谷麻緒, 山本佳士, 淵澤健一, 川口和広, 坂敏秀, 上田尚史, 小倉大季, 上田尚史, 小倉大季, 上田尚史, 小倉大季, 岡崎慎一郎, 上田尚史, 岡崎慎一郎, 塚越雅幸, 五十嵐豪, 胡桃澤清文

  日本コンクリート工学会委員会報告書・論文集(CD-ROM) 2022年
• いくつかの無機塩が高炉スラグ固化体の乾燥収縮に与える影響

  胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2021年
• 繊維入り高強度高緻密コンクリートの透水性評価

  酒本琴音, 加藤昌治, 石井祐輔, 胡桃澤清文

  資源・素材学会北海道支部春季講演会講演要旨集(CD-ROM) 2021年
• 1011 メタカオリンジオポリマーの吸着・拡散性能に関する基礎的検討

  胡桃澤 清文

  材料施工 2020年09月 日本建築学会
  
• エマルジョンとナノ粒子による高炉スラグ硬化体の初期強度・耐凍害性の改善

  名和豊春, 胡桃澤清文, ELAKNESWARAN Y., 佐川孝広, 西祐宜

  環境助成研究成果 概要集 第38回・2017年度分:11件 第39回・2018年度分:23件 令和2年度 2020年
• 高炉スラグ微粉末の反応に及ぼす無機塩の影響

  胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2020年
• 無機塩類が高炉スラグ硬化体の強度発現に及ぼす影響

  大松宏彰, 山田優也, 胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2020年
• 1012 硬化促進剤および凍害劣化抑制剤が高炉セメントコンクリートの耐凍害性に及ぼす影響

  小沢 優也, 胡桃澤 清文, 佐川 孝広, 谷口 円, 安田 玲子, 西 祐宜, 猪瀬 亮

  材料施工 2019年07月 日本建築学会
  
• 1164 高炉スラグ硬化体の強度発現に及ぼす水和促進剤の影響

  胡桃澤 清文

  材料施工 2019年07月 日本建築学会
  
• 高炉スラグ硬化体の強度発現に及ぼす水和促進剤の影響  [通常講演]

  胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2019年07月
• 硬化促進剤および凍害劣化抑制剤が高炉セメントコンクリートの耐凍害性に及ぼす影響  [通常講演]

  小沢優也, 猪瀬亮, 安田玲子, 西祐宜, 谷口円, 佐川孝広, 胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2019年07月
• 凍害抑制剤を用いた高炉セメント硬化体の初期強度改善  [通常講演]

  山田優也, 胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2019年04月
• 高炉スラグ微粉末の反応に及ぼす硬化促進剤の影響  [通常講演]

  胡桃澤清文

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2019年04月
• メタカオリンを原料としたジオポリマーの創製

  胡桃澤清文, 小島真実

  資源・素材(Web) 2019年
• 汚染水処理から発生する使用済み合成ゼオライト及びチタン酸塩の長期保管における固化マトリックスとしてのジオポリマーの適用性  [通常講演]

  戸田賀奈子, SOONTHRONWIPHAT Natatsawas, TWO Hnin Wint Wint, 小林佑太朗, 黒田知眞, 森永祐加, 胡桃澤清文, YOGARAJAH Elakneswaran, 杉山隆文, KE Xinyuan, PROVIS John, 佐藤努

  日本原子力研究開発機構JAEA-Review(Web) 2018年12月
• プロトンNMRによるセメント硬化体の空隙構造測定  [通常講演]

  胡桃澤清文

  Abstracts. Annual Meeting of the NMR Society of Japan 2018年09月
• モルタルの溶脱に伴う拡散係数変化に関する検討(1)溶脱試料の物性評価  [通常講演]

  柴田真仁, 芳賀和子, 胡桃澤清文, 林大介, 井田雅也

  日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM) 2018年08月
• セシウム吸着ゼオライトの固化のためのジオポリマー硬化体の基礎的検討  [通常講演]

  胡桃澤清文, 佐々木健太

  日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM) 2018年08月
• モルタルの溶脱に伴う拡散係数変化に関する検討(2)Ca溶脱後のモルタルの拡散係数予測モデル  [通常講演]

  胡桃澤清文, 井田雅也, 林大介, 柴田真仁, 芳賀和子

  日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM) 2018年08月
• プロトンNMRによる高炉スラグセメント硬化体の空隙構造評価  [通常講演]

  胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2018年07月
• 1430 プロトンNMRによる高炉スラグセメント硬化体の空隙構造評価  [通常講演]

  胡桃澤 清文

  材料施工 2018年07月
• 凝結遅延剤がフライアッシュ・高炉スラグ微粉末を用いた硬化体の流動性および圧縮強度に及ぼす影響  [通常講演]

  伊林航平, 胡桃澤清文, 佐々木健太

  資源・素材(Web) 2018年
• 低温DSC及びプロトンNMRによる高炉スラグセメント硬化体の空隙構造分析  [通常講演]

  胡桃澤清文, JENSEN Ole Mejlhede

  資源・素材(Web) 2018年
• 溶脱したモルタルの物質移動特性に与える遷移帯の影響  [通常講演]

  斎木武蔵, 胡桃澤清文

  資源・素材(Web) 2018年
• 硬化促進剤が高炉セメント硬化体の初期強度発現に及ぼす効果  [通常講演]

  小島真実, 佐々木健太, 胡桃澤清文

  資源・素材(Web) 2018年
• プロトンNMRによるセメント硬化体の空隙構造評価  [通常講演]

  胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2017年07月
• 1003 プロトンNMRによるセメント硬化体の空隙構造評価  [通常講演]

  胡桃澤 清文

  材料施工 2017年07月
• Ca溶脱に伴う吸着性能変化を考慮した混合セメント硬化体の物質移動予測モデルの構築  [通常講演]

  宮本正紀, 杉山卓也, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2017年04月
• 高炉スラグ微粉末・フライアッシュを混合した硬化体の物性に及ぼす微細構造の影響  [通常講演]

  佐々木健太, 胡桃澤清文

  資源・素材学会春季大会(Web) 2017年
• モルタルの溶脱に伴う物性変化に関する評価  [通常講演]

  柴田真仁, 芳賀和子, 胡桃澤清文, 林大介, 大和田仁

  日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM) 2016年08月
• 収縮低減剤の使用によるセメントペーストの水和反応に及ぼす影響  [通常講演]

  鳴海 玲子, 松沢 友弘, 西 祐宜, 胡桃澤 清文

  材料施工 2016年08月
• 収縮低減剤の使用がセメントペーストの水和反応性に及ぼす影響  [通常講演]

  松沢友弘, 西祐宜, 安田玲子, 胡桃澤清文

  土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM) 2016年08月
• 収縮低減剤の使用によるセメントペーストの水和反応に及ぼす影響  [通常講演]

  鳴海玲子, 松沢友弘, 西祐宜, 胡桃澤清文

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2016年07月
• カルシウム溶脱がフライアッシュセメント硬化体の塩化物イオン吸着性能に及ぼす影響  [通常講演]

  宮本正紀, 杉山卓也, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2016年04月
• フライアッシュセメント硬化体の塩化物イオンの拡散係数予測  [通常講演]

  鈴木麟太郎, 宮本正紀, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2016年04月
• サーモポロメトリー法を用いた空隙構造測定に基づくフライアッシュセメント硬化体の物性評価  [通常講演]

  杉山卓也, 宮本正紀, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2016年04月
• セメント硬化体の電気伝導性に及ぼすフライアッシュの影響  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2016年04月
• Influence of surface electrical properties of C–S–H on chloride binding in slag–blended cementitious materials  [通常講演]

  Elakeswaran Yogarajah, Toyoharu Nawa, Kiyofumi Kurumisawa

  Sustainable Construction Materials and Technologies 2016年01月 

  © 2016 International Committee of the SCMT conferences. All rights reserved. Knowledge on interface characteristics of C–S–H is important to understand the adsorption and transport behavior of ionic species into cementitious materials. In this study, the surface electrical properties of C–S–H and their influence on ionic adsorption have been investigated to be able to predict chloride binding on slag containing materials. The experimental data showed that the surface charge or electrokinetic potential of slag cement paste (SCP) are intermediate between Portland cement paste and C–S–H with Ca/Si of 1.0. The surface site density of the C–S–H and the associated equilibrium constant value for dissociation are derived from potentiometric titration experiment and a surface complexation model. Further, the surface complexation modelling parameter for chloride adsorption on C–S–H with Ca/Si of 1.0 were estimated by fitting the experimental data to simulation results. The estimated parameters for C–S–H together with surface complexation modelling parameters for Portland cement, which was derived and verified in a previous study, were used to predict the chloride binding on SCP. A batch experiment was performed to determine the total binding of chloride on SCP. It is considered that total binding of chloride is the amount of adsorbed chloride on the C–S–H surface as well as the chemical binding of chloride as Friedel’s salt. The simulation results on chloride binding show good agreement with experimental data, follows a Freundlich isotherm. When Portland cement is partially replaced by slag, it modifies the surface electrical properties of C–S–H in addition to mineralogy and pore structure and leads to change in the chloride binding behavior.
• Effect of supplemental cementitious materials on electric conductivity and chloride ingress of hardened cement paste  [通常講演]

  Kiyfomi Kurumisawa, Toyoharu Nawa

  Sustainable Construction Materials and Technologies 2016年01月 

  © 2016 International Committee of the SCMT conferences. All rights reserved. It is necessary to improve transport properties of concrete for lengthening the durability of concrete, therefore it is very important to measure the pore structure of hardened cement paste precisely in understanding mass transport properties. Measurement in electric conductivity by the AC impedance method is suggested as simple and easy technique to understand it, and the usefulness is reported in the case of hardened cement paste used with ordinary Portland cement. However, this technique has not been applied for hardened cement paste mixed with fly ash and blast furnace slag that has very high resistance to chloride ingress. In this study, chloride ingress and microstructure of the fly ash cement paste (FAC) and blast furnace slag cement paste (BFSC) was investigated by the electric conductivity measurement. For measuring the electric conductivity the AC impedance method was applied, and backscattered electron image analysis and mercury intrusion method was used for measuring pore structure in FAC and BFSC. The relationship between porosity and the electric conductivity was expressed by the Archie’s law that is expressed with exponential function, and very high correlation was shown in chloride diffusion coefficient and electric conductivity regardless of fly ash and blast furnace slag replacement ratio.
• 1162 硬化セメントペーストの比抵抗測定手法に関する検討(型わく工事・試験・検査方法(1),材料施工,学術講演会・建築デザイン発表会)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集 2015年09月
• 1182 モルタルの電気伝導性に及ぼす水セメント比及び骨材の影響(セメント硬化体の組織構造,材料施工,2014年度日本建築学会大会(近畿)学術講演会・建築デザイン発表会)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集 2014年09月
• モルタルの電気伝導性に及ぼす水セメント比及び骨材の影響  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2014年07月
• モルタルの電気伝導性に及ぼす各種要因の影響  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2014年04月
• サーモポロメトリーによるセメント硬化体の物質拡散性予測  [通常講演]

  石垣邦彦, 阿部悠, 胡桃澤清文, 宮本正紀

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2014年04月
• 高炉スラグセメント硬化体の塩化物イオン吸着能に及ぼすCa溶脱の影響  [通常講演]

  阿部悠, 石垣邦彦, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2014年04月
• X線光電子分光法によるセメント硬化体の分析  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2013年04月
• セメント硬化体の塩化物イオン吸着能に及ぼすCa溶脱の影響  [通常講演]

  村上祐翔, 石垣邦彦, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2013年04月
• 交流インピーダンス法を用いた凍結融解下におけるセメントペースト硬化体の空隙構造の解析  [通常講演]

  石垣邦彦, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2013年04月
• 高炉スラグセメント硬化体の塩化物イオン吸着能に及ぼすCa溶脱の影響  [通常講演]

  阿部悠, 石垣邦彦, 胡桃澤清文, 名和豊春

  資源・素材 2013年
• Effect of microstructure and moisture content on the electric conductivity of hardened cement paste  [通常講演]

  Kiyofumi Kurumisawa, Toyoharu Nawa

  Sustainable Construction Materials and Technologies 2013年01月 

  © 2013 Sustainable Construction Materials and Technologies. All rights reserved. Investigations have been carried out to establish the electric characteristic and mass transport properties of hardened cement paste (HCP) by the AC impedance method. However, there are few studies considering the microstructure in HCP and the AC impedance method. In this study, the relationship between the electric conductivity measured by the AC impedance and microstructure in HCP was investigated, together with the effects of the moisture content in HCP on electric conductivity. Backscattered electron image analysis, the mercury intrusion method, and a water adsorption method were used to measure pore structure of the HCP. There was a strong correlation between relative humidity and the electric conductivity. It was shown that the electric conductivity is greatly influenced by the moisture content in HCP, at low relative humidities the conductivity is dependent on the surface area, and at high relative humidities the conductivity is dependent on the pore volume of the HCP.
• 1378 乾燥を受けた硬化セメントペーストの電気伝導性の変化(硬化体・力学,材料施工,2012年度大会(東海)学術講演会・建築デザイン発表会)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集 2012年09月
• 乾燥を受けた硬化セメントペーストの電気伝導性の変化  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD-ROM) 2012年07月
• 乾燥を受けた硬化セメントペーストの電気伝導性の変化  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  日本建築学会大会学術講演梗概集・建築デザイン発表梗概集(CD−ROM) 2012年07月
• カルシウム溶脱を考慮したセメント硬化体の物質移動予測モデルの構築  [通常講演]

  村上祐翔, 青山琢人, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD-ROM) 2012年04月
• ブリーディングがセメントペースト硬化体の微細構造に及ぼす影響評価  [通常講演]

  石垣邦彦, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD−ROM) 2012年04月
• カルシウム溶脱を考慮したセメント硬化体の物質移動予測モデルの構築  [通常講演]

  村上祐翔, 青山琢人, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD−ROM) 2012年04月
• 高炉スラグセメントペーストの電気伝導性と微細構造  [通常講演]

  胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD−ROM) 2012年04月
• 乾湿繰り返しによるセメント硬化体の収縮・膨張挙動  [通常講演]

  名和 豊春, 胡桃澤 清文, 福島 浩樹, 石森 正俊

  セメントコンクリート 2012年01月
• 乾湿繰り返しによるセメント硬化体の収縮・膨張挙動  [通常講演]

  名和豊春, 胡桃澤清文, 福島浩樹, 石森正俊

  セメント・コンクリート 2012年01月
• PREDICTION OF DIFFUSION COEFFICIENT IN LEACHED HARDENED CEMENT PASTE  [通常講演]

  2012年
• EFFECT OF COARSE AGGREGATE ON MECHANICAL PROPERTIES OF ULTRA HIGH-STRENGTH CONCRTE  [通常講演]

  2012年
• 論文賞を受賞して  [通常講演]

  福島 浩樹, 石森 正俊, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  セメントコンクリート 2011年09月
• 非線形ボクセル有限要素解法による超高強度コンクリートの圧縮強度推定  [通常講演]

  胡桃澤清文, 井出貴之, 永井学志

  計算工学講演会論文集(CD−ROM) 2011年05月
• 3Dイメージング手法を用いたセメント硬化体の超長期強度予測モデル  [通常講演]

  石垣邦彦, 近藤伸哉, 胡桃澤清文, 名和豊春

  セメント技術大会講演要旨(CD−ROM) 2011年04月
• T0101-4-6 セメントペースト硬化体のイメージベース圧縮強度解析([T0101-4]マイクロ・ナノ材料システムの力学と強度・機能評価(4):先端複合材料の強度・機能評価)  [通常講演]

  永井 学志, 胡桃澤 清文

  年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2010年09月 

  To predict the macroscopic compressive strengths of hardened cement paste, a digital-image-based finite element procedure for damage evolution due to local tension is developed and its applicability from practical viewpoint is studied through numerical experiments. In the procedure, microscopic three-dimensional geometries of hardened cement paste are assumed to be periodic and each phase is randomly generated by using auto-correlation function evaluated from a two-dimensional SEM image of specimen. Nonlocal isotropic damage model is employed to represented crack evolutions in the geometries. Predicted macroscopic uni-axial compressive strengths are qualitatively consistent with experimental results in terms of water-cement ratio and material age.
• T0101-4-6 セメントペースト硬化体のイメージベース圧縮強度解析([T0101-4]マイクロ・ナノ材料システムの力学と強度・機能評価(4):先端複合材料の強度・機能評価)  [通常講演]

  永井 学志, 胡桃澤 清文, NAGAI Gakuji, KURUMISAWA Kiyofumi

  年次大会講演論文集 : JSME annual meeting 2010年09月
• 1637 反射電子像と水銀圧入法によるセメント硬化体の空隙構造測定(組織構造,材料施工)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2010年07月
• セメントペーストの圧縮強度予測に対する非局所化損傷進展解析  [通常講演]

  永井 学志, 池田 翔太, 胡桃澤 清文

  計算工学講演会論文集 = Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science 2010年05月
• Prediction of ionic adsorption and multi–ionic transport in cementitious materials  [通常講演]

  エラクネスワラン ヨガラジャ, 名和 豊春, 佐藤 努, 胡桃澤 清文, Iwasa Akihito

  原子力学会予稿集 2010年 

  Cementitious materials are being used for encapsulation, back filling, and grouting purposes in deep geological repositories of long – lived radioactive waste. The long – term performance of cementitious materials has been investigating for safety disposal of radioactive waste. The durability performance of cementitious materials is mainly determined by resistance to transport of aggressive substances, however remain poorly understood. In this study, a thermodynamic integrated model has been developed to simulate multi-ionic transport in cementitious materials with considering ionic adsorption. The model has been validated against measured experimental data.
• Sustainable development in construction toyoharu nawa  [通常講演]

  Toyoharu Nawa, Kiyofumi Kurumisawa

  Advances in Concrete Structural Durability - Proceedings of the 2nd International Conference on Durability of Concrete Structures, ICDCS 2010 2010年01月 

  Sustainable development is a major driver for future innovations and prospects for development of new construction materials with lower environmental impact. The use of industrial by-products in construction is very favourable to the sustainable development of our modern society. This article presents the situation of the sustainable recycling system of construction in Japan; In 2007 Japanese cement industry produced about 50 million tons of cement, and also used about 27 million tons of waste and by-products as alternative raw materials and fuel. Thus at present the construction industry can becomc the core of artificial ecosystem. Further eco-cement, which is made from municipal waste incineration ash and sewage sludge have been developed in Japan. ©2010 by Hokkaido University Press All rights reserved.
• Micro elastic modulus of blended cement pastes  [通常講演]

  K. Kurumisawa, T. Nawa, Y. Hirukawa

  Creep, Shrinkage and Durability Mechanics of Concrete and Concrete Structures - Proceedings of the 8th Int. Conference on Creep, Shrinkage and Durability Mechanics of Concrete and Concrete Structures 2009年12月 

  For improving the properties of concrete, fly ash and Blast furnace slag (BFS) is mixed with ordinary Portland cement (OPC). These blended concrete has a high resistance to chloride ingress by reducing large pores at later age. This is because fly ash and BFS is reacted with calcium hydroxide and then produce calcium silicate hydrate (C-S-H) gel which expand in cement matrix. It was well known that blended concrete has advantages such as low porosity and low calcium hydroxide content. However, the properties of C-S-H in blended concrete are not cleared well because its structure is changed with mineral admixtures. To understand the structure of C-S-H is important for predicting the properties of concrete. Recently, to determine the mechanical property of C-S-H, nano-indentation method is applied for hardened cement paste by Ulm et al. In their study, this method is only applied for OPC only or degraded OPC until now. Therefore, we applied this method for measuring the elastic modulus of blended hardened cement paste and also measured compositions of blended cement paste by backscattered electron image. As a result, the elastic modulus of HCP mixed with fly ash is lower than that of HCP only. It is indicated that the elastic behavior of C-S-H in blended cement is different from that in OC. © 2009 Taylor & Francis Group.
• 1392 低水結合材比セメントペーストの微視的な力学特性(組織構造,材料施工)  [通常講演]

  全 振煥, 百瀬 晴基, 閑田 徹志, 胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2009年07月
• Sustainable Development in Construction-Eco-cement and Recycled Aggregate  [通常講演]

  NAWA Toyoharu, KURUMISAWA Kiyofumi

  Eco Des 2009年
• An integrated model to predict the relations between electrical double layer properties and chloride ingress in cement - Based materials  [通常講演]

  Y. Elakneswaran, T. Nawa, K. Kurumisawa

  RILEM Workshop on Long-Term Performance of Cementitious Barriers and Reinforced Concrete in Nuclear Power Plants, NUCPERF 2009 2009年01月 

  The mechanisms of the transport of species into the cementitious material have lately received a great deal of attention in durability problems. Hydrated cement acquires an electrical charge when it contacts with polar medium and leads to formation of Electric Double Layer (EDL). In this study, the significant influence of EDL properties on ionic transport through cement - based materials was investigated. Hardened cement paste shows net positive surface charge due to ionization of surface sites and adsorption ions from pore solution. EDL properties such as surface charge significantly influence not just on ionic adsorption but also on ionic diffusion. An integrated modelling approach employing phase - equilibrium model, surface complexation model, and multicomponent diffusion model was developed using PHREEQC to simulate the ionic ingress through cement - based materials. A comparison of predicted and experimental chloride profile is presented for hydrated cement paste. The surface charge influence is much higher on ionic transport in gel pore as compared in other pores. Chloride is being held in chemical combination as Friedel's salt and also bound mainly by adsorptive action of cement hydrates. Finally, an influence of pozzolanic materials on chloride binding (chemical as well as physical) and diffusion is discussed.
• リートベルト法によるセメント硬化体の構成化合物測定と強度に与える影響  [通常講演]

  胡桃澤 清文

  セメントコンクリート 2008年11月
• B19 粘土とセメントの相互作用に関するXAFSを用いた研究(口頭発表,一般講演)  [通常講演]

  沼子 千弥, 坂本 浩幸, 芳賀 和子, 柴田 真仁, 大和田 仁, 黒澤 進, 山田 憲和, 中澤 俊之, 佐藤 努, 胡桃澤 清文, 安楽 総大郎

  粘土科学討論会講演要旨集 2008年09月
• THE RELATIONS BETWEEN ELECTROCHEMICAL PROPERTIES AND CHLORIDE DIFFUSION IN CEMENT-BASED MATERIALS  [通常講演]

  ELAKNESWARAN Yogarajah, NAWA Toyoharu, KURUMISAWA Kiyofumi

  セメント技術大会講演要旨 2008年05月
• 粘土とセメントの相互作用に関するXAFSを用いた研究  [通常講演]

  沼子 千弥, 胡桃澤 清文, 安楽 総太郎, 坂本 浩幸, 芳賀 和子, 柴田 真仁, 大和田 仁, 黒澤 進, 山田 憲和, 中澤 俊之, 佐藤 努

  討論会発表抄録 2008年 

  放射性廃棄物の地層処理に関して人工バリアとして設計されているベントナイトとセメントの相互作用を評価するために、放射光を用いたXAFS分析を適用した。XAFS測定は高エネルギー物理学研究機構物質構造科学研究所放射光実験施設Photon FactoryのBL9Aにおいて行った。試料としては合成CSHと種々の粘土鉱物、また人工バリア模擬体を３年程度浸水実験した試験片に対して行った。その結果、XAFS法が試料中のCaの化学形の決定及びベントナイトーセメント相互作用の評価に有用であることが解った。
• EFFECT OF MICROSTRUCTURE ON DYNAMIC ELASTIC MODULUS OF HARDENED CEMENT PASTE  [通常講演]

  2008年
• INFLUENCE OF ELECTROLYTES ON ZETA POTENTIAL OF PASTES  [通常講演]

  ELAKNESWARAN Yogarajah, NAWA Toyoharu, KURUMISAWA Kiyofumi, HAYASHI Ami

  セメント技術大会講演要旨 2007年05月
• Strength development and its microstructure of ECO-cement paste  [通常講演]

  2007年
• 1193 硬化セメントペースト中の微小弾性係数の測定(強度・力学的性質 (2), 材料施工)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2006年07月
• 電磁波レーダー法によるコンクリート構造物の非破壊塩分量測定  [通常講演]

  名和 豊春, 胡桃沢 清文

  コンクリート工学 = Concrete journal 2006年05月
• 1213 養生温度を変化させたフライアッシュ混和ペーストの微細構造(混和材料(1),材料施工)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 名和 豊春

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2005年07月
• 428 コンクリート部材の位置の影響(コンクリート物性・施工)(一般セッション)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二, 麻原 秀一, 塚越 弘幸

  学術講演会講演論文集 2003年05月
• 1005 硬化セメントペーストの空隙構造から見た塩化物イオン移動(材料・施工)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  日本建築学会関東支部研究報告集 I 2003年02月
• 1364 硬化セメントペーストの空隙構造のモデル化  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2002年08月
• 1110 ポリマーセメント系塗膜防水材の硬化過程と構造  [通常講演]

  松原 知子, 田中 享二, 胡桃澤 清文

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2002年08月
• 1009 硬化セメントペーストの空隙構造の画像化  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  日本建築学会関東支部研究報告集 I 2002年02月
• 1249 空隙構造の3次元画像測定法の開発(評価方法・その他,材料施工)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2001年07月
• 1395 空隙構造の3次元画像化への展開  [通常講演]

  胡桃沢 清文, 田中 享二

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 2000年07月
• 2 セメント硬化体の細孔形態に水セメント比および材齢が与える影響(材料・施工,構造系)  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  日本建築学会関東支部研究報告集 2000年02月
• 1352 セメント硬化体中の細孔形態測定法の開発と測定例  [通常講演]

  胡桃澤 清文, 田中 享二

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 1999年07月
• コンクリートの凍害に関する研究 : その5 コンクリート中に存在する凍結水の融解に関する実験的研究(構造・材料系)  [通常講演]

  松村 光太郎, 胡桃澤 清文, 川瀬 清孝

  日本建築学会北陸支部研究報告集 1998年08月
• 1195 コンクリート中に存在する凍結水の融解に関する実験的研究  [通常講演]

  村松 光太郎, 胡桃澤 清文, 川瀬 清孝

  学術講演梗概集. A-1, 材料施工 1998年07月

担当経験のある科目（授業）

情報学Ⅰ北海道大学
資源情報処理特論北海道大学
資源循環システム実験Ⅰ北海道大学
計測工学実験北海道大学
応用数学Ⅰ北海道大学
数値計算法北海道大学
Sustainble engineering materialsHOKKAIDO UNIVERSITY
熱力学北海道大学

所属学協会

• 日本コンクリート工学会   日本建築学会   資源・素材学会   

共同研究・競争的資金等の研究課題

• ナノ構造と細孔内水分状態を考慮した混合セメントコンクリートの凍害劣化機構の解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2024年04月 -2027年03月 

  代表者 : 胡桃沢 清文
• 高炉スラグ微粉末及びフライアッシュセメントコンクリートの反応促進技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 

  代表者 : 胡桃沢 清文

   

  コンクリート製造時には多くのセメントを使用することからセメント製造時のCO2排出は避けらることができない。そこでセメントの一部を高炉スラグ微粉末やフライアッシュに置換した混合セメントコンクリートのさらなる利用が求められている。混合セメントコンクリートは長期的には普通コンクリートと同等の性能を示すが、初期強度発現がセメントのみと比べると低く、施工期間が長期化するためさらなる利用が制限されている。そのため混合セメントコンクリートの初期反応を活性化させ強度発現を促す混和剤の開発が求められている。そこで本研究では混合セメント中の高炉スラグ微粉末やフライアッシュの初期反応を活性化させる硬化促進剤の開発を行った。特に本年度においては無機塩が高炉スラグやフライアッシュの反応に及ぼす影響に関して開発を行った。高炉スラグとフライアッシュの反応性を明らかにするために水酸化カルシウムを刺激剤とする硬化体の作製を行った。さらに硬化促進剤の混和材への作用メカニズムを選択溶解法や固体NMRを用いて微視的視点から明らかにした。また、強度発現、拡散性能、収縮特性に関して硬化促進剤を加えた試験体に関して検討をおこなった。その結果、無機塩を加えた試料では強度発現が促進された。高炉スラグやフライアッシュの反応は、イオンの移動速度が反応促進に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。また、高炉スラグやフライアッシュの溶解に伴いアルミネート系の水和物が初期の強度発現に影響を及ぼすことを明らかにした。
• 水分状態に基づく混合セメントコンクリートの凍害劣化予測モデルの構築

  鹿島学術振興財団研究助成

  研究期間 : 2022年 -2023年
• 流動性と収縮特性を改善したメタカオリンジオポリマーの開発

  前田記念工学振興財団研究助成

  研究期間 : 2022年
• ジオポリマーコンクリートのナノ構造解析手法の開発

  大成学術財団 2022年度研究助成

  研究期間 : 2022年
• 細孔内水分状態に基づく高耐久性メタカオリンジオポリマーの開発

  (公財)大林財団 2022年度研究助成

  研究期間 : 2022年
• 高炉スラグ固化体作製のための高炉スラグの反応促進技術の開発

  鉄鋼環境基金環境助成研究

  研究期間 : 2019年 -2021年
• ジオポリマー技術による人工バリア構築のための基礎的検討

  放射性廃棄物に係る重要な基礎的技術に関する研究調査の支援等に関する業務

  研究期間 : 2018年 -2020年
• 無機・有機混和剤による高炉スラグ微粉末の反応促進

  前田記念工学振興財団研究助成

  研究期間 : 2020年
• 極寒冷地における混合セメントコンクリートの性能改善方法の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 

  代表者 : 名和 豊春, 吉田 行, 谷口 円, 胡桃沢 清文, 遠藤 裕丈, 佐川 孝広, 西 祐宜

   

  本研究では，硬化促進剤と疎水性の凍害抑制剤を用いた高炉セメントコンクリートの初期強度発現とスケーリング抵抗性について評価を行うことを目的とした．その結果、適切な空気量と凍害抑制剤を加えた高炉セメントコンクリートにおいてスケーリング抵抗性が向上することを明らかにした。また、凍害抑制剤と亜硝酸系の硬化促進剤を併用した高炉セメントコンクリートの初期強度発現が向上することを確認した。このことから硬化促進剤と凍害抑制剤の併用により，高炉セメントコンクリートの初期強度発現とスケーリング抵抗性を改善可能なことを本研究より明らかにすることができた。
• セメント系材料の統合的空隙構造分析手法の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 

  代表者 : 胡桃沢 清文, 吉水 広明

   

  コンクリートの空隙構造を測定するための手法の開発を行った。コンクリートには多くの空隙が存在しその分布によって圧縮強度や物質透過性能が異なる。したがってコンクリート中の空隙の分布を明らかにすることが非常に重要である。その手法として空隙内部に存在する水の凍結融解時に発生する熱量からその量を測定するサーモポロメトリー法と水素の運動性に着目したプロトンNMR測定によってそれらを明らかにした。本手法によって混合セメントと普通セメントでは空隙内に存在する水分の分布が大きく異なることが明らかとなった。
• 初期反応性を高めた高炉スラグ固化体の創製

  (公財)大林財団 2019年度研究助成

  研究期間 : 2019年
• 寒冷地におけるジオポリマー硬化体の製造技術の開発

  北海道ガス大学研究支援制度

  研究期間 : 2019年
• 空隙水の存在状態に基づく混合セメント硬化体の空隙構造の解明と拡散性能評価

  日本コンクリート工学会研究助成

  研究期間 : 2018年
• プロトンNMRによる混合セメントコンクリートの凍害発生メカニズムの解明

  公益財団法人 LIXIL住生活財団調査研究助成

  研究期間 : 2017年
• 産業副産物を用いたコンクリート舗装の物性と環境影響評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

  研究期間 : 2014年04月 -2016年03月 

  代表者 : 胡桃沢 清文, JAMSHIDI ALI, JAMSHIDI Ali

   

  昨年度行ったモルタルの圧縮強度と弾性係数の実験結果に基づき異なる2種類のコンクリート舗装についての設計を行い、同時に養生温度の影響についても検討を行った。使用した産業副産物の種類、混和量、養生条件について燃料消費と温暖化ガスの排出の観点から分析を行った。原材料の製造過程、練り混ぜ、打ち込みのすべてに関して高速道路と滑走路のコンクリート舗装に関して検討を行った。特に原材料製造過程においては、セメント、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、水、鉄筋のすべてについて考慮した。コンクリート舗装の構造性能の設計に関しては、アメリカの基準であるAASHTOの設計手法に従って行った。また、滑走路の舗装に関しては、ボーイング787を想定した設計を行った。その結果、養生温度の上昇はほとんどの場合、舗装スラブの厚さを低減することが可能であることを明らかにした。そしてフライアッシュや高炉スラグ微粉末などの産業副産物を使用した舗装は構造性能の観点から混和していない舗装と比較して同程度もしくはそれ以上の性能を示すことを明らかにした。また、高温養生においては製造時にエネルギーを多く消費するが、舗装の供用期間を考慮すると総エネルギーは減少することを示した。 さらに建設時の遅延の影響について検討を行った。これは養生温度を上昇させる際の環境負荷を検討したものであり、この結果、高速道路と滑走路の舗装建設が遅延した場合には多くのエネルギー消費が増加することを定量的に示した。以上より産業副産物の利用や、養生温度の違いなどを環境負荷の観点と構造性能を合わせて定量的に評価するモデルを構築することができた。
• 界面化学性状に基づくセメント硬化体の物質移動メカニズムの解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 胡桃沢 清文

   

  硬化セメントペーストの物質移動特性に及ぼす微細構造の影響を検討した結果、以下の結論が得られた。無機電解質、高炉スラグ微粉末、フライアッシュを加えセメント硬化体内部の微細構造や溶液組成を変化させた結果、空隙構造だけでなく水和生成物であるカルシウムシリケート水和物（C-S-H）と細孔内溶液組成が物質移動特性に影響を及ぼすことを明らかにした。カルシウムを促進的に溶脱させた硬化セメントペーストの塩化物吸着能は溶脱前と比較すると著しく低下することを明らかにし、吸着量は高炉スラグやフライアッシュなどの混合セメントにおいてもC-S-HのCa/Si比に依存することを明らかにした。
• 画像解析によるジオポリマーの反応速度測定と混和剤の開発

  科学技術振興機構：産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 マッチングプランナープログラム

  研究期間 : 2016年 -2016年 

  代表者 : 胡桃沢 清文
• 熱力学相平衡を考慮した混合セメント硬化体の物質移動モデルの構築

  鹿島学術振興財団研究者交流援助助成

  研究期間 : 2016年
• ジオポリマー技術によるコンクリートのCO2排出低減化

  大林財団研究助成

  研究期間 : 2016年
• 高速・超高感度ＸＲＤとＳｉ－ＮＭＲによるセメントのごく初期水和解析の高度化

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究

  研究期間 : 2012年04月 -2014年03月 

  代表者 : 名和 豊春, 胡桃澤 清文

   

  産業廃棄物はAl含有量が多く，セメント原料として利用した場合セメントの主要構成鉱物のうちC3Aが増加する。本研究では，高速・超高感度XRD検出器および27Al MAS NMRを用いて，反応が非常に早いC3Aの水和反応を非晶質も含めて精緻に解析するとともに，C3Aの反応機構も相平衡および表面錯体モデルにより詳細に検討した。また，セメント中のAl量の増加によるセメント中のC3Sの水和反応で生成するC-S-H構造変化についても，29Si MAS NMRによって解析を行った。さらに廃棄物の使用可能な限界を予測するために、セメント中のC3Aの増加がセメントペーストの流動性へ及ぼす影響を明らかにした。
• 比抵抗測定によるかぶりコンクリートの物質移動特性評価

  戸田育英財団研究助成金

  研究期間 : 2014年
• 熱力学相平衡を考慮したセメント硬化体の3次元空間物質移動予則の構築

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2011年 -2012年 

  代表者 : 胡桃澤 清文

   

  変質するセメント硬化体の経時変化を固相、液相の相平衡計算によりシミュレートし、それに3次元空間モデルを取り入れることにより硬化体の変質過程を組み入れた物質移動予測を行うことを目的とした。促進劣化させた試料の評価を行い、モデルの妥当性を確認した。さらに簡便に物質移動特性を測定できる方法を検討した結果、ACインピーダンス法によって測定された電気伝導率は塩分浸透性と高い相関が得られその有効性を確認した。
• 寒冷地における収縮ひび割れ抑制技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  研究期間 : 2010年 -2012年 

  代表者 : 名和 豊春, 胡桃澤 清文, 浅本 晋吾

   

  寒冷地での収縮ひび割れ抑制技術の開発のために,収縮低減剤の乾燥収縮低減および凍害劣化メカニズムを解明し,凍結融解抵抗性を改善した新規収縮低減剤を開発した。また,乾燥収縮と凍結融解作用劣化に対する統合モデルを構築し,構築したモデルに従って収縮低減剤の分子構造の最適化を図り,試作した新規収縮低減剤がコンクリートの流動性,凝結,力学的特性,乾燥収縮抵抗性,中性化抵抗性,鉄筋腐食抵抗性および凍結融解抵抗性に及ぼす影響を確認し,無混和のコンクリートと同等であることを室内実験で確認した。さらに,レディーミクストコンクリート工場の実機ミキサによる製造試験および実構造物への適用も実施し,新規収縮低減剤の性能について検証を行った。
• 混和材を用いたセメント硬化体のイメージベースモデリング

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2009年 -2010年 

  代表者 : 胡桃沢 清文

   

  混和材を含むセメント硬化体物性を予測するために、その断面を反射電子像により観察し、微細構造を各相の量とともに自己相関関数により定量化し、それを基に3次元イメージモデルを構築した。この3次元イメージモデルを用いて硬化セメントペーストの拡散性能と力学的特性についてモデル化を行った結果、拡散性能は、C-S-Hの拡散係数をインデンテーション法によって測定した値から既往の研究に基づき推定した値を用いることにより精度よく予測できた。また、C-S-Hの弾性係数を硬化セメントペーストの応力ひずみ曲線から逆解析することにより、空隙率の関数として表すことが可能であることを示し、C-S-Hの破壊規準を明らかにした。
• 多孔体のキャラクタリゼーション

  研究期間 : 2008年
• 多孔体の3次元モデリング

  研究期間 : 2008年
• Modelling of porous media

  研究期間 : 2008年
• コンクリート構造物の耐久性

  研究期間 : 2007年
• セメント硬化体の精密微細モデル構築とひび割れ中の物質透過性の推定

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 若手研究(B)

  研究期間 : 2005年 -2006年 

  代表者 : 胡桃澤 清文

   

  本研究では、セメントの硬化過程における構造、構成化合物の組成がどのようなものであるかを視覚的に明らかにし、それぞれの組成が物性にどのような影響を与えるかについて検討を行った。 (1)普通、低熱、早強ポルトランドセメントの粉体から、それに含まれている構成化合物量の測定を行う手法を開発した。その手法は、反射電子像とエネルギー分散型X線分析により得られた元素分布像を組み合わせて解析することにより、エーライト、ビーライト、アルミネート及びフェライト相の分布及びそれらの量を明らかにするものである。その手法を用いた結果、以前から指摘されているようにボーグ式と異なる傾向を示し、本手法により直接的にセメントの構成化合物量の測定が可能であることが示された。 (2)(1)で提案した手法を用いて硬化セメントペーストを測定及び解析をした結果、強度発現には画像解析で測定可能な粗大な空隙が大きく影響を及ぼしていることを明らかにした。さらに未水和セメント粒子から水和反応率を測定することを可能とし、硬化セメントペースト中の水酸化カルシウム量、CSH量、空隙量、未水和セメント量を定量的に表すことを可能とした。 (3)また、画像解析から得られた水和セメントペースト中の相組成とXRDリートベルト法により測定した相組成では未反応セメント量はほぼ同じ値であり、セメント水和率に関してもほぼ同じ値であった。この傾向はエコセメントを用いた場合においても同様であることを確認した。 (3)定量的に明らかにしたそれぞれの組成からセメント硬化体中の塩分浸透性について検討した結果、同じ空隙率であればCSHゲルを含む水和生成物量が多いほど塩分浸透性は低下することを明らかにした。
• リートベルト法によるセメント硬化体の構成化合物測定とコンクリート強度に与える影響

  セメント協会研究助成

  研究期間 : 2005年
• 各種微粉末混和材の成分がセメント硬化体の微細構造及び水和率に与える影響と強度発現及び物質透過性との関係

  前田記念工学振興財団研究助成

  研究期間 : 2005年
• セメント硬化体の微細構造とその物性

  研究期間 : 1998年