亜硝酸リチウムにより耐寒性を付与した高機能グラウトの開発

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本年度は、亜硝酸塩を添加したセメントペーストの氷点下における物理化学的性質を明らかにするため、水セメント比と亜硝酸塩の添加量をパラメータとしたセメント系材料のフレッシュ性状とその経時変化を確認するとともに、型枠への打込み直後から前養生せずに氷点下において養生した場合の温度履歴、強度発現性、微細空隙構造などの物理的検討を行った。亜硝酸塩には、亜硝酸リチウム(LN)と亜硝酸カルシウム(CN)を選定し、比較検討した。養生温度条件は、低温において恒温養生(-5℃、-10℃、-15℃一定)するケースに加えて、冬期の温度変化を想定して0℃から-20℃の範囲で温度サイクル(数パターン設定)を与え所定試験材齢まで養生した。一方、化学的側面からはLNが低温環境下での強度発現に寄与する水和反応機構を明らかにするため、LNに含有する硬化促進成分である亜硝酸イオンとセメント中のアルミネート相(C3A)やエーライト(C3S)との反応物質の同定および生成量評価を行い、強度発現との相関について検討した。その結果、CNに対してLNは添加量の増加に伴うフロー値の変化は比較的小さく、同じ亜硝酸塩でもCNよりLNを添加した場合の方がセメントとの水和反応速度が遅いものと考えられる。また、練混ぜ直後から-10℃の氷点下において養生した場合，NO2－量が同じでもCNよりLNの方がペーストの凍結温度が低くなった。さらに、-10℃の氷点下においては、亜硝酸リチウムを6～9%添加したセメントペーストは凍結せず水和反応が進行し、亜硝酸系水和物を生成して緻密な硬化体組織を形成することで良好な強度発現性が得られたものと考えられる。