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アルミノケイ酸塩材料ベースのカプセルを用いたセメントフリー複合材料の力学特性、自己修復特性、および塩化物イオン浸透抵抗性

Mechanical Properties, Self-Healing Characteristics, and Chloride-Ion Penetration Resistance of Cement-Free Composites Incorporating Aluminosilicate Material-Based Capsules (原題)

Se-Jin Choi, Jeong-Yeon Park, Chun‐Wei Chang, Jae-In Lee

Sustainability📚 査読済 / ジャーナル2026-03-02#その他対象セクター: construction
DOI: 10.3390/su18052425
原典: https://doi.org/10.3390/su18052425

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、産業副産物（フライアッシュと高炉スラグ）を活用したセメントフリーのアルカリ活性化複合材料を開発。アルミノケイ酸塩材料ベースのカプセル（AMC）を10%添加することで、圧縮強度の回復率が112–118%に向上し、塩化物イオン浸透抵抗性が79.4%改善され、ASTM C 1202の「非常に低い」透水性基準を達成した。この成果は、建設業界のCO2排出削減と産業副産物のリサイクルに貢献する。

English

This study developed cement-free alkali-activated composites using industrial byproducts (fly ash and blast furnace slag). Adding 10% aluminosilicate material-based capsules (AMCs) improved compressive strength recovery to 112–118% and enhanced chloride-ion penetration resistance by 79.4%, meeting ASTM C 1202's 'very low' permeability criteria. These findings support CO2 emission reduction and industrial byproduct recycling in construction.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本の建設業界はセメント由来のCO2排出削減が急務であり、本研究成果は低炭素コンクリートの実用化に資する。特に、産業副産物の有効活用は日本国内の資源循環にも貢献する。

In the global GX context

Globally, cement production accounts for ~8% of CO2 emissions. This paper demonstrates a viable path to reduce that footprint using industrial waste materials, offering a scalable solution for sustainable construction worldwide.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides experimental data on self-healing and durability of cement-free composites, useful for materials science and sustainable construction research.

🏢実務担当者:Construction firms can consider AMC-enhanced composites as a low-carbon alternative for reducing environmental impact in building projects.

🏛政策担当者:Supports development of building codes and incentives for low-carbon construction materials.

📄 抄録（日本語訳）

建設業界は現在、セメント製造に伴うCO2排出量を最小限に抑えるという重大な課題に直面している。持続可能な建築環境を支援するため、本研究では、産業副産物、具体的にはフライアッシュと高炉スラグを活用したセメントフリーのアルカリ活性複合材料を開発した。本研究では、フライアッシュ、高炉スラグ、フェロニッケルスラグ粉末の混合物からなるアルミノケイ酸塩材料ベースのカプセル（AMC）が、複合材料の耐久性、力学特性、自己治癒能力に及ぼす影響を、微細構造調査とともに実験的に評価した。結果は、10%のAMCを組み込んだ供試体が112～118%の圧縮強度回復範囲に達し、これは対照試料と比較して約10%の改善を表すことを示した。さらに、28日間の塩化物イオン浸透抵抗性は79.4%向上し、ASTM C 1202で定義される「非常に低い」透水性基準を満たすことに成功した。これらの結果は、AMCを組み込んだセメントフリーの自己治癒複合材料が、建設業界における炭素排出削減と環境影響の最小化のための実行可能な代替手段であることを示唆している。さらに、本稿で実証された産業副産物のリサイクルは、気候変動への対応における持続可能な発展に貢献する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

The construction sector is currently tasked with the critical challenge of minimizing CO2 emissions associated with cement manufacturing. To support a sustainable building environment, this research developed cement-free alkali-activated composites by leveraging industrial by-products, specifically fly ash and blast furnace slag. The study experimentally evaluated how aluminosilicate material-based capsules (AMCs) composed of a mixture of fly ash, blast furnace slag, and ferronickel slag powder affect the composites’ durability, mechanical properties, and self-healing capabilities, alongside microstructural investigations. Results indicated that specimens incorporating 10% AMC reached a compressive-strength recovery range of 112–118%, which represents an improvement of approximately 10% compared to the control sample. Furthermore, the 28-day resistance to chloride ion penetration was enhanced by 79.4%, successfully meeting the ‘very low’ permeability criteria defined by ASTM C 1202. These results suggest that cement-free self-healing composites incorporating AMCs are a viable alternative for reducing carbon emissions and minimizing environmental impact in the construction industry. Furthermore, the recycling of industrial byproducts, as demonstrated herein, contributes to sustainable development in response to climate change.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。