化学混和剤の吸着作用を考慮したセメントの水和反応機構の精緻化に関する研究

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前縁との研究成果であるケイ酸塩系表面含浸材を適用したサンプルの実験室段階での結果から、実際にケイ酸塩系表面含浸材を適用した現場の採取サンプルを用いて、観測を行った。前年度の結果、ケイ酸塩系表面含浸材のアルカリ成分(Na)が炭酸化挙動に影響を与えていることが予想されたため、EPMA装置を用いた表面からの深さごとの各物質の濃度を確認した。観測の結果、表面含浸材を塗布によって表面に近い表層部のNa濃度が高いことが予想されたが、EPMAの測定結果、Naは表面から20mmの深さで一番高い濃度を示しており、塗布後から奥に移動および拡散していることおよび外部水分(雨など)に溶解されてNaが溶出されている可能性が考えられた。そこで、まずNaが外部水分により溶出されている仮説の確認のために、Naイオンメーターを用いて炭酸化程度によるNa濃度確認実験を行った。その結果、炭酸化期間が長くなるほどNaの溶出量は減っており、C-S-Hに吸着していくことが予想される。ここで、溶出実験で使われたサンプルに溶出しないNaがどのように変更しているかに対して、2次元23Na NMRを用いて観測した。その結果、C-S-Hの炭酸化によってなくなるCaの代わりにNaが入り込んでいくことが観測された。また、炭酸化によってNaが奥の方に移動および拡散している仮定について、けい酸塩系表面含浸材を塗布したモルタルサンプルを促進炭酸化して、EPMA測定からNaの濃度を確認した。測定の結果、けい酸塩系表面含浸材を塗布したサンプルが炭酸化によってNaが奥の方にもっと拡散されていることが確認されて、上記したC-S-Hへの吸着挙動の根拠が確認された。