SAKAI LAB.

研究室のご紹介

研究室概要

坂井研究室は、太平洋セメント株式会社-デンカ株式会社-東京工業大学の共同研究講座であり、持続可能な社会の形成に寄与する次世代セメント材料の開発を行っています。セメント製造時の化学反応では多量の二酸化炭素が排出されており、セメント量を減らした新たなコンクリートが必要です。その一方で、セメントの製造では数々の廃棄物を原料として受け入れており、循環型社会を形成する上でセメント産業は重要な役割を果たしています。廃棄物処理量を維持しつつ二酸化炭素排出量の削減が可能な新しいセメント材料の開発を我々は目的としています。またその他に、内閣府の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)に関連した新しいセメント材料の探索も行っています。


更新情報・お知らせ

2017/06/30
ホームページ開設
2017/04/01
坂井研究室 新設

MEMBER

特任教授 坂井 悦郎 (Etsuo Sakai)

Etsuo Sakai

無機マテリアル学会会長, 中国建築材料科学総院客員教授

特任助教 松澤 一輝 (Kazuki Matsuzawa)

Kazuki Matsuzawa

研究員 相川 豊 (Yutaka Aikawa)

Yutaka Aikawa

植田 由紀子 実験補助員
梅津 真見子 実験補助員
中井 由美子 秘書

RESEARCH

次世代セメント材料の開発

現在、セメントに対して高炉スラグや石灰石微粉末などの少量混合成分を5%まで混合させる事が認められており、二酸化炭素排出量を削減する観点からは混合量をさらに増やす事が求められます。しかし、少量混合成分を増やしてセメント量を減らした際の強度や反応の変化は、十分に検討されていません。また、少量混合成分を増やす事でセメント産業が処理する廃棄物量が減る事も大きな問題です。坂井研究室は、廃棄物使用量を全体として保ちつつセメント使用量を削減する事を目指すために、多量の混合成分が硬化体の強度・組成などに与える影響を明らかにするとともに、廃棄物に由来する成分の割合を増やした際の影響も検討していきます。


SIP関連の研究

多重バリアを有したセメントの開発

沿岸部や融雪剤を使用する寒冷地では、鉄筋コンクリート中に塩化物イオンが浸透して鉄筋が腐食します。坂井研究室では、「セメント表面の炭酸化」と「AFm相の生成」という二つの要素を塩化物浸透に対するバリアとした新しいセメント材料を提案しています。

粘土鉱物が引き起こす流動性低下問題の解決

生コンクリートの流動性を向上させる分散剤の作用は粘土鉱物の混入によって弱まり、コンクリートの施工性が著しく低下します。粘土鉱物と分散剤分子の相互作用を詳細に解明する事で、粘土鉱物の影響を受けにくい分散剤構造の探索を目指しています。

PUBLICATION

著書・総説
1. 坂井悦郎・大門正機編;新・社会環境マテリアル、セメント新聞社, (2017)
2. 坂井悦郎;講座知っておきたいPC材料、第5回 混和材、プレストレストコンクリート、pp.76-79(2017)
3. 坂井悦郎;高性能・多機能セメントの材料設計、セラミックスデータブック2016, pp.30-34(2017)
投稿論文
1. E.Sakai, K.Nakajima, T.Kubokawa, S.Sotokawa, M.Daimon; Polymer modified cement using belite-rich cement and carbonation reaction, Construction and Building Materials, Vol.110, pp.333-336(2015)
2. J.Plank, E.Sakai, C.W.Miao, C.Yu, J.V.Hong; Chemical admixtures-Chemistry, applications and their impact on concrete microstructure and durability, Cement and Concrete Research, Vol.78, pp.81-99(2015)
3. S.Tamaki, K.Saito, K.Okada, D.Atarashi, E.Sakai; Properties of a new type of polycarboxylate admixture for concrete using high volume blast furnace slag cement, Proc. Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, pp.113-124(2015)
4. Y.Aikawa, S. Miyahara, D.Atarashi, N.Siribudhaiwan, E.Sakai; Theoretical analysis of the hydration of fly ash cement, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.123, pp.1073-1079(2015)
5. S.Miyazawa T.Yokomuro, A.Yatagai, E.Sakai; Properties of concrete using high C3S cement with ground granulated blast-furnace slag, Construction and Building Materials, Vol.61, pp.90-96(2014)
6. T.Higuchi, M.Eguchi, M.Morioka, E.Sakai; Hydration and properties of expansive additive treated high temperature carbonation, Cement and Concrete Research, Vol.64, pp.11-16(2014)
7. N.Siribudhaiwan, D.Atarashi, M.Miyauchi, E.Sakai; Hydration of blended cement with high alite content, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.122, pp.1004-1009(2014)
8. M.Hashimoto, N.Sakata, T.Yonezawa, T.Hayashi, T.Muronoi, E.Sakai; Study on concrete for civil engineering structures using high volume blast furnace slag cement, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.14, pp.163-171(2016)
9. Kazuki MATSUZAWA, Daiki ATARASHI, Masahiro MIYAUCHI, Etsuo SAKAI; Influence of Potassium Sulfate and Potassium Fluoride on the Fluidity of Cement Paste with Polycarboxylate Based Superplasticizers Having Different Molecular Structure, The 8th International Symposium on Cement & Concrete Proceeding, CD-ROM,(2013)
10. 松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎; 分子構造の異なるポリカルボン酸系分散剤を添加したセメントペーストの流動性に及ぼす硫酸イオンとフッ化物イオンの影響, セメント・コンクリート論文集, No.67, pp.59-64(2014)
11. 松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎; フッ化カリウムを添加したセメントペーストにおける分散剤の作用機構, セメント・コンクリート論文集, No.68, pp.68-74(2015)
12. Kazuki MATSUZAWA, Daiki ATARASHI, Masahiro MIYAUCHI, Etsuo SAKAI; Working Mechanism of Superplasticizer in Cement Paste with Fluoride Ion, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.13, pp.305-310(2015)
13. Kazuki MATSUZAWA, Daiki ATARASHI, Masahiro MIYAUCHI, Etsuo SAKAI; Fluidity Change of Cement Paste with Superplasticizer by K2SO4 and KF, Superplasticizer and Other Chemical Admixtures in Concrete, Proceedings Eleventh International Conference Ottawa, ON, Canada, American Concrete Institute SP-302, SP302-32, pp.425-435(2015)
14. Kazuki MATSUZAWA, Daiki ATARASHI, Masahiro MIYAUCHI, Etsuo SAKAI; Interactions between fluoride ions and cement paste containing superplasticizer, Cement and Concrete Research, Vol.91, pp.33-38(2017)
15. 松澤一輝, 宮内雅浩, 坂井悦郎; 遅延剤を添加したセメントペーストの水和反応に及ぼすフッ化物イオンの影響, セメント・コンクリート論文集, No.70, pp.9-15(2017)
16. 樋口隆行, 盛岡実, 相川豊, 坂井悦郎; コンクリート用膨張材に含まれる遊離石灰の高温炭酸化反応, セメント・コンクリート論文集, No.70, pp.40-46(2017)
17. 坂井悦郎, 相川豊, 西村幸恵, 二戸信和; 高炉スラグ高含有セメントの水和に及ぼす養生温度の影響, セメント・コンクリート論文集, Vol.70, pp.119-126(2017)
18. 新杉匡史, 新大軌, 樋口隆行, 坂井悦郎; 低熱ポルトランドセメント-CaO・Al2O3-膨張材系の水和生成物と表面炭酸化した硬化体の溶脱抵抗性と塩化物イオン浸透抵抗性, セメント・コンクリート論文集, Vol.70, pp.162-168(2017)
19. 野村博史, 野口貴文, 相川豊, 武藤貴彦; 粉体粒子の分散性および充填率が低水結合比ペーストの練混ぜ性に及ぼす影響, セメント・コンクリート論文集, Vol.70, pp.458-464(2017)
20. 佐藤弘規, 相川豊, 宮内雅浩, 坂井悦郎; 濃厚系ペーストの流動性に及ぼす粉体充てん性と初期水和の影響, セメント・コンクリート論文集, Vol.71, pp.17-23(2018)
21. 沼波勇太, 森泰一郎, 宮口克一, 坂井悦郎; 中庸熱ポルトランドセメント-膨張材-CaO・2Al2O3系の水和反応と炭酸化反応の利用, セメント・コンクリート論文集, Vol.71, pp.56-61(2018)
22. 坂井悦郎, 植田由紀子, 相川豊, 二戸信和; 亜硝酸カルシウムを添加した高炉スラグ高含有セメントの水和, セメント・コンクリート論文集, Vol.71, pp.62-67(2018)
23. 篠部寛, 二戸信和, 相川豊, 坂井悦郎; 高炉スラグ高含有セメントの水和組織, セメント・コンクリート論文集, Vol.71, pp.68-73(2018)
24. Y.Yoda, Y.Aikawa, E.Sakai; Analysis of the hydration reaction of the Portland cement composition based on the Tomozawa equation, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.125, pp.130-134(2017)
25. Y.Aikawa, K.Shinobe, Y.Ueda, N.Nito, E.Sakai; Analysis of the hydration of blast furnace slag in high volume blast furnace slag cement using an expected hydration equation, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.126, pp.109-114(2018)
26. Y.Aikawa, N.Siribudhaiwan, S.Miyahara, E.Sakai; Optimization of the composition of fly ash cement by simulation, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.126, [3], pp.190-197(2018)
27. K.Matsuzawa, M.Shinsugi, D.Atarashi, E.Sakai; Hydration reaction and hydrated products of low heat Portland cement-expansive additive-CaO・2Al2O3 system with/without CaCl2, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.126, [5], pp.389-393(2018)
28. N.Taloey, Y.Aikawa, O.Kubota, E.Sakai; Theoretical analysis of the hydration dependence of low heat Portland cements with or without silica fume on their packing fractions, Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol.126, [6], pp.706-713(2018)
29. Kazuki Matsuzawa, Masahiro Miyauchi, Etsuo Sakai; Relationship between Fluidity of Cement Paste with Fluoride Ion and Type of Superplasticizer, Journal of Advanced Concrete Technology, Vol.16, 11, pp.577-586(2018)
30. Kazuki Matsuzawa, Daiki Shimazaki, Hirokatsu Kawakami, Etsuo Sakai; Effect of non-adsorbed superplasticizer molecules on fluidity of cement paste at low water-powder ratio, Cement and Concrete Composites, Vol. 97, pp.218-225(2019)
国際会議における発表
口頭発表(英語)
1. Kazuki MATSUZAWA, ○Daiki ATARASHI, Masahiro MIYAUCHI, Etsuo SAKAI: Influence of Potassium Sulfate and Potassium Fluoride on the Fluidity of Cement Paste with Polycarboxylate Based Superplasticizers Having Different Molecular Structure, The 8th International Symposium on Cement & Concrete, NANJING, CHINA, 9月, 2013年
2. ○Kazuki MATSUZAWA, Daiki ATARASHI, Masahiro MIYAUCHI, Etsuo SAKAI: Fluidity Change of Cement Paste with Superplasticizer by K2SO4 and KF, Eleventh International Conference on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, OTTAWA, CANADA, 7月, 2015年
3. ○Etsuo SAKAI: Working mechanisms of polycarboxylate type superplasticizers having different molecular structures considering on the liquid phase condition of cement paste with fluoride ions, WUHAN, CHINA, 11月, 2017年
4. Kazuki MATSUZAWA, Masahiro MIYAUCHI, ○Etsuo SAKAI: Influence of Fluoride Ion on the Cement Paste with Methacrylate Type Superplasticizer, WUHAN, CHINA, 11月, 2017年
5. ○Mukai Toshinari, Nito Nobukazu, Hirao Hiroshi, Etsuo SAKAI: The Influence of hige C3S cement on hydration reaction of fly ash cement, WUHAN, CHINA, 11月, 2017年
ポスター発表(英語)
1. ○Kazuki MATSUZAWA, Daiki ATARASHI, Miyauchi MASAHIRO, Etsuo SAKAI: Influence of Molecular Structure and Inorganic Electrolytes on the Fluidity of Cement Paste with Polycarboxylate Based Superplasticizers, The 7th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics, 神奈川県横浜市中区, 日本, 6月, 2013年, Silver poster award受賞
国内学会・シンポジウム等における発表
口頭発表(日本語)
1. ○松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎: ポリカルボン酸系分散剤を添加したセメントペーストの流動性に対するK2SO4とKFの影響, 公益社団法人日本セラミックス協会 2013年 年会, 東京都目黒区, 日本, 3月, 2013年
2. ○松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎: フッ化物イオンを添加したセメントペーストにおけるポリカルボン酸系分散剤の作用機構, 公益社団法人日本セラミックス協会 2014年 年会, 神奈川県横浜市港北区, 日本, 3月, 2014年
3. ○松澤一輝, 宮内雅浩, 坂井悦郎: フッ化物イオンを含んだセメントペーストの水和反応に及ぼす遅延剤の影響, 公益社団法人日本セラミックス協会 第29回秋季シンポジウム, 広島県東広島市, 日本, 9月, 2016年, 特定セッション 21. 環境問題の改善・解決に向けたキーテクノロジー開発の新展開 最優秀賞受賞
4. ○松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎: 分子構造の異なるポリカルボン酸系分散剤を添加したセメントペーストの流動性に及ぼす硫酸イオンとフッ化物イオンの影響, 第67回セメント技術大会, 東京都豊島区, 日本, 5月, 2013年
5. ○松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎: フッ化カリウムを添加したセメントペーストにおけるポリカルボン酸系分散剤の作用機構, 第68回セメント技術大会, 東京都豊島区, 日本, 5月, 2014年, 優秀講演者賞受賞
6. ○松澤一輝, 新大軌, 宮内雅浩, 坂井悦郎: セメント系分散剤を添加したセメントペーストとフッ化カリウムの相互作用, 第69回セメント技術大会, 東京都豊島区, 日本, 5月, 2015年, 優秀講演者賞受賞
7. ○松澤一輝, 宮内雅浩, 坂井悦郎: フッ化物による液相組成変化がメタクリル系分散剤の吸着挙動に及ぼす影響, 第71回セメント技術大会, 東京都豊島区, 日本, 5月, 2017年, 優秀講演者賞受賞
8. ○松澤一輝, 植田由紀子, 相川豊, 坂井悦郎: 少量混合成分を増量したセメントの水和反応, 第72回セメント技術大会, 東京都豊島区, 日本, 5月, 2018年
9. ○松澤一輝, 植田由紀子, 相川豊, 坂井悦郎: 少量混合成分を増量したセメントの水和に及ぼす分散剤少量添加の影響, 第72回セメント技術大会, 東京都豊島区, 日本, 5月, 2018年

AWARD

受賞歴
1. 坂井悦郎、相川豊、西村幸恵、二戸信和;第45回セメント協会論文賞、高炉スラグ高含有セメントの水和に及ぼす養生温度の影響(2017)
2. 坂井悦郎;第15回産学官連携功労者表彰国土交通大臣賞、ECM(エネルギー・CO2ミニマム)セメント・コンクリートシステムの開発に係る産学官連携(2017)
3. 坂井悦郎;土木学会吉田賞(研究業績部門)、混和材によるコンクリートの環境負荷低減と高性能化(2018)

CONTACT

坂井研究室
ADRESS 〒152-8550 東京都目黒区大岡山2丁目12-1 H329、東京工業大学 物質理工学院 材料系 坂井研究室
Department of Materials Science and Engineering, School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, H329, 2-12-1 Ookayama, Meguro-ku, Tokyo, 152-8552, JAPAN [MAP]
EMAIL sakailab[at]eim.ceram.titech.ac.jp
TELL/FAX (+81-) 03-5734-2401