デザイン工学研究科Graduate School of Engineering and Design
CST500N3(土木工学 / Civil engineering 500)材料科学概論(2020年度休講)Introduction to Material Science
羽原 俊祐Shunsuke HANEHARA
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | デザイン工学研究科Graduate School of Engineering and Design |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2021 |
授業コードClass code | U2004 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 春学期後半/Spring(2nd half) |
曜日・時限Day/Period | 金3/Fri.3,金4/Fri.4 |
科目種別Class Type | |
キャンパスCampus | 市ヶ谷 |
教室名称Classroom name | |
配当年次Grade | |
単位数Credit(s) | 2 |
備考(履修条件等)Notes | 都市院:建築士 |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | ○ |
選択・必修Optional/Compulsory | 選択 |
入学年度Admission year | |
カテゴリーCategory |
修士課程 都市環境デザイン工学専攻 基盤科目 |
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Outline (in English)
In this course students will be expected to fully understand how to use physical and chemical properties of main materials for construction use.
In addition, they will be able to learn the basic concept of material design for such construction materials, including types of volume change for concrete and methods of control.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的(何を学ぶか)Outline and objectives
建設に使用される主要材料の物理的・化学的特性について、使用上熟知しておくべき基礎的事項を身につける。さらに、これらの諸材料の材料設計に関する基本的な考え方、ならびにコンクリートの体積変化の種類と制御技術を修得する。
到達目標Goal
材料の化学的側面を理解し、材料の諸特性を定量的に評価する技術とコンクリートの体積変化制御技術を身につけることを本授業の到達目標とする。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか(該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連)Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
デザイン工学部都市環境デザイン工学科ディプロマポリシーのうち、「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)(学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. )
今年は休講します。
社会環境材料としてのセメント系材料の現状や技術的課題、さらに新材料・技術について概説する。具体的な講義内容としては、社会環境材料としてのセメント系材料の物理的・化学的特性、セメント系材料の水和物とその利用、社会環境材料と資源循環、セメント・コンクリートの高性能化・多機能化、コンクリートの空隙と体積変化のメカニズムの概説を行う。
アクティブラーニング(グループディスカッション、ディベート等)の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク(学外での実習等)の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1:ガイダンス
建設材料について
2:セメント産業における資源循環
日本における資源循環とセメント産業、セメント製造工程における廃棄物の処理・利用
3:セメントクリンカ原料としての廃棄物利用
廃棄物利用と環境負荷の低減、廃棄物・副産物利用による環境影響評価、廃棄物の利用拡大に向けて
4:(1)廃棄物利用増大を目的としたセメントの特性
(2)エコセメント
(1)廃棄物・副産物の原料利用状況と利用量増大に向けた考え方、間隙相を増したセメントの特性、CO2排出量低減と資源リサイクルの両立に向けて
(2)エコセメント開発の経緯、製造および品質、水和および硬化組織、混和材の利用、エコセメント事業の可能性
5:CO2削減と混合セメント
セメント産業のCO2排出、混合セメントの特徴と材料設計
6:セメント系材料の水和と組織形成
水和反応と組織形成の研究の意義、ポルトランドセメントの水和、ポルトランドセメントの水和による硬化体組織の形成
7:セメント系水和物
(1)モノサルフェート系水和物(AFm相)の生成反応
(2)エトリンガイト系水和物(AFt相)の生成反応
(3)カルシウムシリケート系水和物(C-S-H)の生成反応
(4)セメント系水和物の生成量
8:混和材料
(1)高炉スラグの発生と性質、高炉スラグの新たな活用の可能性
(2)フライアッシュの発生と特性、フライアッシュの改質技術
(3)貴重な資源としてのシリカフューム
(4)石灰石微粉末
9:膨張材とエトリンガイト
(1)膨張材とコンクリートの耐久性、膨張材の水和反応と膨張機構
(2)エトリンガイトによる微細構造の制御とコンクリートの多機能化、セメント・コンクリートの高強度化・超早強化
10:セメント系材料のまとめ
セメントの製造、セメントの種類と性質、セメント系水和物、混和材料の種類と性質についての基礎の総括
11:(1)コンクリート廃材と建設廃材の資源循環
(2)セメント中の微量成分
(3)セメント系材料によるCO2の固定化
(1)再生骨材の資源循環技術、廃棄物となった建材の資源化
(2)微量成分の基準値、セメントから溶出しやすい微量成分、セメント硬化体からの微量成分の溶出
(3)古代セメントを知る。炭酸化活用技術、セメントのライフサイクルCO2吸収量算定プロトコル
12:(1)骨材
(2)くらしと石灰石
(1)岩石の誕生と多様性、規格
(2)産業生態系のキー素材、環境負荷低減素材
13:(1)化学混和剤
(2)硬化コンクリートの性質
(1)化学混和剤の種類、減水剤・高性能減水剤、収縮低減剤
(2)空隙と水、温度ひび割れ・乾燥収縮・自己収縮のメカニズム
14:(1)特殊コンクリート
(2)コンクリートのひび割れ制御
(1)暑中、寒中、水中、吹付、マスコンクリート
(2)コンクリートの体積変化制御の物理と化学、温度ひび割れ、乾燥収縮、自己収縮
授業時間外の学習(準備学習・復習・宿題等)Work to be done outside of class (preparation, etc.)
事前配布資料による準備学習・講義した内容の復習
本授業の準備学習・復習時間は、各2時間を標準とします。
テキスト(教科書)Textbooks
教科書なし。パワーポイントおよび印刷物による授業
参考書References
川村満紀/S.チャタジー:コンクリートの材料科学(森北出版株式会社)
大門正機・坂井悦郎:新・社会環境マテリアル(株式会社セメント新聞社)
成績評価の方法と基準Grading criteria
レポートによる評価
成績評価は100点満点として、セメント系材料の熟知度およびセメント関連英文パワーポイントの和訳にて評価し、60点以上が合格となる。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
なし
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
なし
その他の重要事項Others
セメント業界での研究開発と製造実績の経験を活かし、材料の物理的・化学的特性、コンクリートのひび割れ制御技術ならびに環境に及ぼす影響について解説する。