著者名：Chau-Khun Ma, Abdullah Zawawi Awang, Wahid Omar
論文タイトル：Review Structural and material performance of geopolymer concrete: A review
掲載誌名：Construction and Building Materials
出版年：2018
巻数：186
ページ範囲：90–102
研究の背景と動機
近年、オゾン層の破壊と地球温暖化の問題が深刻化するにつれて、建設業界ではより環境に優しい建設資材の使用に対する意識が高まっています。このような背景から、ジオポリマーコンクリートは、セメントを置き換える副産物廃棄物を使用し、製造過程での温室効果ガス排出量を削減できるという利点があるため、研究者や建設実務家から大きな注目を集めています。また、ジオポリマーコンクリートは、従来のコンクリートに比べて、優れた機械的特性と耐久性を有しています。
しかしながら、ジオポリマーコンクリートの実用化は、構造要素、設計、および応用に関する研究の不足により、大幅に制限されています。本論文では、ジオポリマーコンクリートの材料的および構造的性能についてレビューを行い、将来の研究開発における研究ギャップを明らかにします。
解決できたこと
レビューの結果、ジオポリマーコンクリートは、従来のコンクリートに比べて、優れた機械的特性、高い耐久性、より望ましい構造性能を示すため、従来のコンクリートを代替できることが示されました。ジオポリマーコンクリートの構造要素に関するフルスケール試験を実施し、実用化における実現可能性を確認する必要があります。
ジオポリマーコンクリートの材料的性能
ジオポリマーコンクリートの材料的性能は、アルカリ活性剤の種類、アルミノケイ酸塩資源の種類、混合比率、養生条件などの多くの要因によって影響を受けます。従来のコンクリートとの比較では、ジオポリマーコンクリートは、アルカリ活性剤の添加量を調整することで、圧縮強度、引張強度、曲げ強度などの機械的特性を向上させることが可能です。また、耐久性に関しても、ジオポリマーコンクリートは、塩化物イオンの侵入抵抗性、硫酸イオンの抵抗性、炭酸化抵抗性、凍結融解抵抗性などの優れた特性を示します。
ジオポリマーコンクリートの構造的性能
ジオポリマーコンクリートの構造的性能は、梁、柱、スラブなどの構造要素に対する実験によって評価されています。これまでの研究では、ジオポリマーコンクリートは、従来のコンクリートと比較して、同様の構造的挙動を示すことが明らかになっています。ジオポリマーコンクリート梁は、従来の鉄筋コンクリート梁と同様の曲げ性能を示し、ジオポリマーコンクリート柱は、従来のコンクリート柱と同様の圧縮性能を示します。ジオポリマーコンクリートのスラブは、鉄筋コンクリートスラブに比べて、優れた延性とエネルギー吸収能力を示します。
研究の貢献
著者らは、ジオポリマーコンクリートの構造的および材料的性能に関する包括的なレビューを実施し、この分野における研究ギャップを特定しました。本研究は、ジオポリマーコンクリートのさらなる開発と実用化のための基礎を築くものです。
実世界への応用と影響
ジオポリマーコンクリートは、従来のコンクリートの代替材料として、次のような実用的な応用が期待されています。
- 環境に優しい建設資材として、温室効果ガスの排出量を削減し、持続可能な社会の実現に貢献
- 耐久性に優れた構造物として、塩害や硫酸塩による劣化を防ぎ、長寿命化に貢献
- 強度と耐久性に優れたコンクリート構造物の実現により、より安全で信頼性の高いインフラの構築に貢献
今後の展望と未解決の課題（Unknown）
ジオポリマーコンクリートの研究は、まだ発展途上であり、多くの課題が残されています。将来の研究では、以下の課題に取り組む必要があります。
- ジオポリマーコンクリートの耐久性に関するさらなる研究
- フルスケール構造要素を用いた実験によるジオポリマーコンクリートの構造性能の検証
- アルカリ活性剤を必要としない、ジオポリマーコンクリートの開発
- ジオポリマーコンクリートの脆性挙動に関する研究
- ジオポリマーコンクリートの多軸応力状態における挙動、剛性劣化、回復に関する研究
- ジオポリマーコンクリートの実用化における経済性とコスト効率の向上に関する研究
学術的位置づけと読者へのインパクト
本研究は、ジオポリマーコンクリートの構造的および材料的性能に関する最新の知見をまとめ、今後の研究開発の方向性を示すものです。本レビューは、ジオポリマーコンクリートの研究に関わる研究者や実務者にとって、貴重な情報源となるでしょう。また、本レビューを通して、ジオポリマーコンクリートの潜在的な可能性とその課題について理解を深め、持続可能な建設技術の発展に貢献することが期待されます。
本記事は学術論文の要約であり、原著作者および出版社の権利を尊重しています。詳細な情報や正確な引用については、原論文を参照してください。