アルカリ性とその性能への影響については、鋼製強化ジオポリマー材料を用いて検討した

Alkalinity and Its Consequences for the Performance of Steel-Reinforced Geopolymer Materials.

• Andreas Koenig
• Hitham Mahmoud
• Oliver Baehre
• Frank Dehn

抄録

本論文では、高炉スラグ（AAFAS）系材料（ジオポリマー-GP）のアルカリ活性フライアッシュ（AAFA）およびアルカリ活性フライアッシュを10質量％（wt％）含有する材料（ジオポリマー-GP）に埋め込まれた炭素鋼補強材のアルカリ性の発現とその影響について検討した。溶出物のｐＨ分析は、ジオポリマー化プロセスの最初の時間におけるＡＡＦＡおよびＡＡＦＡＳのアルカリ性の顕著な減少を示している。コンクリート上のフェノールフタレイン溶液および細孔溶液試験もまた、炭酸化によるバインダー中の含有量の増加に伴うアルカリ性の急激な減少を示している。マイクロX線コンピュータトモグラフィー(μXCT)と電気化学的手法により、通常のポルトランドセメント(OPC)システムと比較して、GPシステムのpHの変化は鉄筋の腐食速度の低下を伴うことが示された。炭酸化処理後にOPCやAAFASで検出されたカルサイトやバテライトとは対照的に、AAFAでは炭酸ナトリウムナトロンのみがX線回折(XRD)により低濃度で検出された。

This paper investigates the development of the alkalinity and its impact on carbon steel reinforcement embedded in alkali-activated fly ashes (AAFA) and alkali-activated fly ashes with ten percentage mass (wt%) of blast furnace slag (AAFAS)-based materials (geopolymer-GP). The pH analysis of eluates indicates a remarkable decrease of alkalinity in AAFA and AAFAS in the first hours of the geopolymerization process. Phenolphthalein solution and pore solution tests on concretes also show a sharp decrease of alkalinity with increased content in the binder due to carbonation. Micro X-ray computer tomography (µXCT) and electrochemical techniques indicate that the changed pH in the GP systems was accompanied by a decrease in the corrosion rates of steel reinforcement when compared to ordinary Portland cement (OPC) systems. In contrast to calcite and vaterite, which were detected in OPC and AAFAS after a carbonation process, only sodium carbonate natron was determined at lower levels in AAFA by X-ray diffraction (XRD).