低アルカリ性セメント(HFSC)硬化体浸出液のpH低下挙動に関する研究-HFSCのポゾラン反応を考慮したモデル化-

The Study on the pH Behavior of the HFSC Leached Solution -The Development of Model Considering the Pzzolanic Reaction-

吉田 泰*; 三原 守弘  

Yoshida, Yasushi*; Mihara, Morihiro

セメントやコンクリートとの反応溶液の高アルカリ化を抑制するために、普通ポルトランドセメントにポゾラン材料を添加した低アルカリ性セメントの開発が行われている。低アルカリ性セメントは、ポゾラン材料より溶出するSiにより、高アルカリ性を示す普通ポルトランドセメントからのCaイオンをCSHゲルの生成反応により消費し、反応溶液の低アルカリ化を達成するものである。本研究では、低アルカリ性セメントと水との反応により得られる溶液組成を予測するための、解析モデルの作成を行った。解析モデルでは、セメント水和反応生成物の平衡反応と、ポゾラン材料であるシリカフュームの溶解速度式を考慮している。シリカフュームの溶解速度式は、浸漬試験結果をもとに導出した。低アルカリ性セメントを水に浸漬させた試験結果と、本解析モデルとの比較の結果、pHが12.5から11.5までの領域においては、計算値は測定値を再現できることがわかった。一方、pH が11.5を下回る領域においては、測定値のpHはなだらかに減少するのに対し、計算値のpHが急激に低下した。これは、C/S比が1.0以下のCSHゲルの反応に対するモデル化に問題があるためと考えられ、今後、CSHゲル固溶体の中間 / 端成分の検討や、CSHゲルの溶解 / 沈殿に関する反応速度について検討が必要であると考えられる。

The development of low alkalinity cement (high fly-ash contained silica-fume cement, HFSC) has been carried out in JNC. Low alkalinity for this cement is acheved by adding pozzolan materials to ordinary portland cement and Ca ion attributed to high alkalinity is consumed by forming CSH gel. This report shows the calculation model to predict the composition for HFSC reacted solution which considers cement mineral dissolution / precipitation as equilibrium reactions and dissolution for pozzolan material as a kinetic reaction. The dissolution kinetic equation for pozzolan material is also derived from leaching experiment. This calculation model is applied to the leaching experiment where powderd HFSC was reacted with distilled water. As a result of comparison between calculation and experimental measurement at the early stage for leaching the tendency for pH, pH decrease from 12.5 to 11.5 drastically, could be interpreted by this calculation model, however, after this drastic pH decreasing pH predicted by calculation model also shows drastic decrease whereas pH for experiment decreased mildly around pH 11.5. It could be thought that this difference between experiment and calculation is caused by inappropriate modelling for CSH gel dissolution / precipitation of C/S value lower than 1.0. For this C/S range thermodynamic data for intermidiate and end member for solid solution for CSH gel and in addition the reaction kinetic for CSH gel should be examined in detail.