エトリンガイト生成の制御と高機能セメントの開発に関する基礎的研究

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近年補修工事やトンネルなどの急速施工を目的とした新工法の開発を中心に超速硬セメントが大量に利用されつつある。これに関連して超速硬セメントの凝結性状や強度発現性状に対する要求は多様化している。これら広範な要求性能に対応するための材料設計支援システムの一環として、超速硬セメントの強度発現性状を硬化体の相組成から推定する手法を提案した。加えて新たな急硬性成分としてのリチウムを含有するガラスについての水和活性について検討した。市販されているC_<12>A_7ガラス系、C_<11>A_7・CaF_2系およびアウイン系超速硬セメントの初期におけるエトリンガイト生成量の定量や反応率の定量から水和時間に伴う相組成を決定した。いずれも初期の生成物はエトリンガイトが主体であり、強度発現はこれに関連するが、C_<11>A_7・CaF_2系では、他のものに比べてゲル状水和物が多量に生成していた。求めた相組成を基に硬化体の空隙率を求め、さらにその空隙率よりゲル-空隙比説により強度を推定した。C^<12>A_7ガラス系及びアウイン系超速硬セメントでは、推定した速度と実測値では良い一致が見られたが、C_<11>A_7・CaF_2系では推定値が大きな値を示した。これはエトリンガイト以外にゲル状水和物が生成しているためであり、今後さらに検討が必要である。これらは材料設計を計算機により行う材料設計支援システムへ展開することが可能と思われる。一方、リチウムを添加して作成したC^<12>A_7ガラスは、無添加のものに比べて非常に水和活性の高いことも見いだした。添加量が0.5〜1.0%で量も水和活性は高く、新たな超速硬セメントの急硬成分として期待される。