普通ポルトランドセメント水和物と海水系地下水との反応によるpH上昇現象の評価手法

Evaluation method of pH elevation due to reaction between hydrates of ordinary Portland cement and saline groundwater

増田 賢太; 小田 治恵  ; 中西 博*; 佐々木 良一*; 高瀬 敏郎*; 赤木 洋介*; 藤田 英樹*; 根岸 久美*; 本田 明

Masuda, Kenta; Oda, Chie; Nakanishi, Hiroshi*; Sasaki, Ryoichi*; Takase, Toshio*; Akagi, Yosuke*; Fujita, Hideki*; Negishi, Kumi*; Honda, Akira

海水系地下水に含まれる高濃度の塩化物イオンは、セメント水和物のハイドロガーネットと反応してフリーデル氏塩を生成し、間隙水のpHを上昇させる可能性がある。本研究では、普通ポルトランドセメントペースト(OPCペースト)に含まれるアルミネート系水和物及びポルトランダイトを使って海水レベルの濃度の塩化ナトリウム水溶液(塩水)による浸漬実験を行い、その反応によるpH上昇を確認した。またOPCペーストの塩水への浸漬を行い、pH上昇が実際に起こるのかを確認し、その評価方法について検討した。その結果、ハイドロガーネットとポルトランダイトが塩水と反応すると、フリーデル氏塩を生成し、間隙水のpHが上昇することを実験的に確認し、化学平衡計算により再現できることを示した。また塩水によるOPCペーストの浸漬実験では、既往の熱力学的モデルによる計算結果ほどpHが上昇しないことを確認した。そこで、初期セメント水和物中のアルミニウムの分配を実験的に測定し、セメント初期水和物モデルを考案することにより、OPCペーストと塩水との反応におけるpH上昇を再現することができた。この初期水和物モデルはOPCペーストと人工海水との反応にも適用できることを確認した。

Saline groundwater contains high concentrations of chloride ions, which possibly elevate the pH of cement pore water by reacting with hydrogarnet and producing Friedel's salt. Calcium aluminate hydrates and portlandite, which can be found in hydrated ordinary Portland cement (OPC), were immersed in a sodium chloride solution, which had concentrations similar to those found in seawater.