セメント固化におけるペーストの流動性に影響する化学物質についての調査

Investigation of chemical substances affect the fluidity of paste on cement solidification

谷口 拓海 ; 松本 早織; 平木 義久; 佐藤 淳也 ; 藤田 英樹*; 金田 由久*; 黒木 亮一郎 ; 大杉 武史  

Taniguchi, Takumi; Matsumoto, Saori; Hiraki, Yoshihisa; Sato, Junya; Fujita, Hideki*; Kaneda, Yoshihisa*; Kuroki, Ryoichiro; Osugi, Takeshi

廃棄物のセメント固化で求められる基本的な性能である硬化前の流動性および硬化後の強度特性は、廃棄物に含まれる物質や成分などの化学的作用の影響を受けることが予想される。硬化前の流動性および硬化後の強度特性はセメントの硬化速度に大きく影響されることから、セメントの硬化速度に影響を与える化学物質を対象に着目して既往の知見を調査し、取りまとめを行った。本報告書ではセメントの流動性に影響を及ぼす化学物質を大きく分類し、無機物質として(1)陰イオン種、(2)重金属等金属元素、(3)セメント混和剤として用いられる無機物質および(4)セメント混和剤として用いられる有機物質の4つに整理した。調査の結果、化学物質によって硬化を促進する効果と遅延する効果に大きく分類されることが分かったが、一部の化学物質ではその添加量によって硬化に与える影響が逆転するものも見られたことから、実際に化学物質を添加し、凝結時間測定を実施した。その結果、硬化促進に寄与するメカニズムが複数あることが分かった。セメントの硬化反応を阻害する化学物質を調査し、セメント固化における混入禁忌成分を検討するための情報を整理することができた。

The basic performance required for solidifying waste into cement, such as fluidity before curing and strength after curing, is expected to be affected by the chemical effects of substances and components contained in the waste. The fluidity before curing and the strength properties after curing are greatly influenced by the curing speed of the cement. We investigated existing knowledge with a focus on chemical substances that affect the curing speed of cement. In this report, chemical substances that affect fluidity are broadly classified into inorganic substances such as (1) anion species, (2) metal elements such as heavy metals, (3) inorganic compounds as cement admixtures, and (4) organic compounds as cement admixtures. Based on the investigation, we actually added chemicals and measured the setting time. As a result, it was found that there are multiple mechanisms contributing to accelerated hardening. We investigated chemical substances that inhibit the curing reaction of cement, and were able to compile information to consider ingredients that are contraindicated in cement curing.