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Niu, X.*; Elakneswaran, Y.*; Li, A.*; Seralathan, S.*; 菊池 亮佑*; 平木 義久; 佐藤 淳也; 大杉 武史; Walkley, B.*
Cement and Concrete Research, 190, p.107814_1 - 107814_17, 2025/04
被引用回数：8 パーセンタイル：94.04(Construction & Building Technology)Metakaolin-based geopolymers have attracted significant interest in decontaminating radioactive debris from the Fukushima nuclear accident. This study explored the incorporation of boron (B) into geopolymers using boric acid as the source, with the goal of developing B-enriched geopolymers for enhanced radionuclide immobilisation and neutron capture potential.
Reeb, C.*; Davy, C. A.*; Pierlot, C.*; Bertin, M.*; Cantarel, V.; Lambertin, D.*
Cement and Concrete Research, 162, p.106963_1 - 106963_16, 2022/12
被引用回数：12 パーセンタイル：54.96(Construction & Building Technology)Significant amounts of low viscosity mineral oil (20 %vol) are successfully immobilized in alkali-activated materials (AAM), either based on metakaolin or blast furnace slag. Surfactants are required to stabilize of the oil emulsion. Visual observation, torque measurement and rheology evidence two distinct groups of surfactants. One group contributes to structuring the oil/AAM fresh mix, with greater torque and viscosity than without surfactant; the other includes non-structuring surfactants, without change in torque or viscosity. Each group depends on the AAM considered. Whatever the AAM and the surfactant, the interfacial tension between oil/activating solution and the oil droplet size decrease significantly. Therefore, although contributing to stabilize the emulsion, interfacial tension alone does not explain the two distinct behaviors. Characterization of diluted ternary suspensions (solid particles-oil-AS) relates the structuring effect to interactions between oil and solid particles, through the surfactant polar head groups and non-polar hydrocarbon tails. An original mechanism explaining structuration is discussed.
Kim, G.*; Im, S.*; Jee, H.*; Suh, H.*; Cho, S.*; 兼松 学*; 諸岡 聡; 小山 拓*; 西尾 悠平*; 町田 晃彦*; et al.
Cement and Concrete Research, 159, p.106869_1 - 106869_17, 2022/09
被引用回数：40 パーセンタイル：88.84(Construction & Building Technology)This study explored the effect of M-S-H formation on the local atomic arrangements and mechanical properties of C-S-H. The elastic moduli of the samples were calculated using shifted atomic distances (r) and d-spacings (d) acquired by applying an external load on the pastes during X-ray scattering experiments. The experimental results indicated that the crystal structure of C-S-H remained intact with MgCl
addition. At the highest Mg/Si ratio (Ca/Si = 0.6, Mg/Si = 0.2), change in the dominant phase occurred from C-S-H to M-S-H because the low pH environment hindered the formation of C-S-H and facilitated the formation of M-S-H. The elastic modulus decreased with increasing Mg/Si ratio up to 0.1 owing to both C-S-H destabilization and low M-S-H content in the samples. Conversely, the elastic modulus increased in the paste synthesized with the highest Mg/Si ratio because considerable M-S-H had formed, which exhibited a higher elastic modulus than C-S-H.
入澤 啓太; 並木 仁宏*; 谷口 拓海; Garcia-Lodeiro, I.*; 木下 肇*
Cement and Concrete Research, 156, p.106758_1 - 106758_8, 2022/06
被引用回数：14 パーセンタイル：54.96(Construction & Building Technology)多くの
Srで汚染された放射性廃棄物のセメント化は挑戦的であり、ポリリン酸ナトリウムで修飾されたカルシウムアルミネートセメント(CAP)の活用が期待できる。本研究は、20
Cの閉鎖系と90Cの開放系で作製したカルシウムアルミネートセメント(CAC)とCAP中のSr
とCl
の固化と安定化に関して調査した。浸漬試験の結果、SrイオンはCACよりもCAPで非常に効果的に安定化できることを示した。一方、Clイオンの安定化は、20Cの閉鎖系のCACが最も効果的であった。CAC中に形成されるフリーデル氏塩がClイオンの固定に寄与していることが考えられる。CAPによるClイオンの安定化はCACよりも効果的ではなかったが、熱処理によって改善する傾向がみられた。これはCAP中のClイオンは結晶性の低いアパタイト構造中に組み込まれていることを示唆している可能性がある。
Planel, B.*; Davy, C. A.*; Adler, P. M.*; Hauss, G.*; Bertin, M.*; Cantarel, V.; Lambertin, D.*
Cement and Concrete Research, 135, p.106108_1 - 106108_14, 2020/09
被引用回数：17 パーセンタイル：49.19(Construction & Building Technology)Recently, geopolymer (GP) cements have proven adequate to immobilize oil emulsions as GEOIL composites. When used for radioactive waste storage, the vicinity of GEOIL with Portland Cement (PC) concretes may induce leaching by the PC pore water. This research identifies the preferential water flow pathways, and quantifies the water permeability of hardened GEOIL mortars using a typical PC pore water. Two alkali-activated GP cements are used, either made of 100% metakaolin (MK) or of 80%MK-20% slag, for oil proportions of 0, 20, 40 or 60%vol. For the identification of the preferential water flow pathways, two water flow scenarii are investigated numerically. Either water flows through the oil emulsion (Scenario 1) or water flows through the GP cement mortar pores (Scenario 2). The 3D structure of the oil emulsion is quantified by X Ray micro-computed tomography (X Ray micro CT), and the pore structure of GP cement mortars is identified by image analysis. Fluid pathways are predicted for both scenarii by 3D numerical simulations. Secondly, water permeability experiments are conducted on GEOIL mortars. Water permeability K
of highly alkaline PC water is deduced over several weeks. The results validate Scenario 2; for 20 or 40%vol oil, water flows preferentially through the GP cement mortar pores (at a permeability below 10
m
), instead of through the percolating oil emulsion.
入澤 啓太; Garcia-Lodeiro, I.*; 木下 肇*
Cement and Concrete Research, 128, p.105951_1 - 105951_7, 2020/02
被引用回数：12 パーセンタイル：36.37(Construction & Building Technology)本研究では、ポリリン酸ナトリウムを含む混練溶液の量と濃度を変化させてリン酸添加カルシウムアルミネートセメント(CAP)の特性を調査した。ポリリン酸ナトリウムの量を一定にして、混練溶液の量を増大させたとき、カルシウムアルミネートセメント(CAC)中に存在するゲーレナイトと比較して、モノカルシウムアルミネートが減少していった。また、非晶質ゲル相中に存在する水の減少とCAP中の水和物として、ギブサイト(Al(OH)
)の量が増大した。ポリリン酸ナトリウムの濃度を一定にして、混練溶液の量を増大させたとき、モノカルシウムアルミネートの減少が確認されなかった。このシリーズにおいては、ギブサイトや他の結晶性水和物も同定されなかった。加えて、未反応なポリリン酸ナトリウムがCAP中に残存した。非晶質ゲル相中の水の減少とCAP中の水和物が微細構造の緻密性を向上させていると考えられる。
Garcia-Lodeiro, I.*; 入澤 啓太; Jin, F.*; 目黒 義弘; 木下 肇*
Cement and Concrete Research, 109, p.243 - 253, 2018/07
被引用回数：39 パーセンタイル：71.69(Construction & Building Technology)Cementation of the secondary aqueous wastes from TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant is challenging due to the significant strontium content and radioactivity, leading to a potential risk of hydrogen gas generation via radiolysis of water content. The present study investigates the reduction of water content in calcium aluminate cement (CAC) with/out phosphate modification by a heat-treatment during the solidification. The reduction of water in the CAC was found restricted by the rapid formation of crystalline hydration phases, whereas the phosphate-modified system allowed the gradual reduction of water, achieving the reduction of 60% water content at 95C. Curing at 60-95C also eliminated the significant cracks found at 35C in the phosphate system. The possible difference in the amorphous products, NaCaPO
.nHO type at 35C and Ca(HPO).xHO type at 60-95C, may have contributed to the improvement in the microstructure together with the change in the pore size distribution.
C based on two binary non-ideal solid solutionsWalker, C.; 須藤 俊吉; 小田 治恵; 三原 守弘; 本田 明
Cement and Concrete Research, 79, p.1 - 30, 2016/01
被引用回数：95 パーセンタイル：90.97(Construction & Building Technology)セメント系材料の変質挙動を定量的に予測するためには、カルシウムシリケート水和物ゲル(C-S-H)の溶解挙動をモデル化することが重要である。本研究では、C-S-Hゲルの溶解データの実験値について、既往の文献値とCa/Si比0.2
0.83における新規データとを収集・抽出した。これらのデータを用いて、水溶液中における二組の二元系非理想固溶体(SSAS)とみなし、離散的なCa/Si比を有する固相(DSP)として設定したC-S-Hゲルの溶解モデルを構築した。本研究で構築したDSP型のC-S-Hゲルの溶解モデルの特長は、Ca/Si比2.7
0でのC-S-Hゲルの溶解データ(pH値、Ca濃度及びSi濃度)の再現性が良好であること、Ca/Si比1.65以上ではポルトランダイトを含むこと、Ca/Si比0.85での調和溶解を再現すること、Ca/Si比0.55以下でアモルファスシリカを含むことである。Ca/Si比0.55以下でアモルファスシリカを含むことは、本研究におけるIR分析によって確認された。
山口 徹治; 根岸 久美*; 星野 清一; 田中 忠夫
Cement and Concrete Research, 39(12), p.1149 - 1155, 2009/12
被引用回数：30 パーセンタイル：62.91(Construction & Building Technology)放射性廃棄物処分の長期安全評価においてセメント系材料からのアルカリ成分の溶出を評価するため、セメント系材料中の微小間隙を介する物質拡散現象をモデル化した。まず、間隙構造に関する既往の知見に基づき、物質移動に有効な間隙の量を評価する物質移動間隙モデルを開発した。セメントペースト硬化体の間隙構造を観察し、画像解析することにより、このモデルの妥当性を提示した。さらに、セメントペースト硬化体中におけるトリチウム水の有効拡散係数を実験的に取得し、物質移動間隙率に比例することを示した。セメント系材料中の拡散係数を、細孔拡散モデルに調和的に評価するモデルを完成した。
