コンクリートの材料①セメントと水

この記事ではコンクリート標準示方書に書かれている内容を中心にコンクリートの材料であるセメントと水について解説します。

ここでは、コンクリートの材料のセメントと水について解説します。

セメント

JISに品質が規定されたセメントは、ポルトランドセメント(JIS R 5210)、混合セメントである高炉セメント(JIS R 5211)、シリカセメント(JIS R 5212)およひフライアッシュセメント(JIS R 5213)、ならびにエコセメント(JIS R 5214)がある。

コンクリート標準示方書［施工編:施工標準］

日本で使用されるセメントは、普通ポルトランドセメントと高炉セメントB種がほとんどを占めていて、セメント全体の使用量の90%以上となります。

ポルトランドセメント

クリンカーにせっこうを3〜4%程度加えて粉砕したものがポルトランドセメントです。

酸化カルシウム（CaO)、二酸化ケイ素（SiO2）、酸化アルミニウム（Al2O３）、酸化第二鉄（Fe2O3）が主要化学成分です。

それぞれが互いに結合し、クリンカーの組成化合物を生成しています。

セメントクリンカの組成化合物

セメントクリンカの特性は以下のとおりです。

混合セメント

高炉セメント

A種(5を超え30%以下)・B種(30を超え60%以下)・C種(60%を超え70%以下)

シリカセメント

A種(5を超え10%以下)・B種(10を超え20%以下)・C種(20%を超え30%以下)

フライアッシュセメント

A種(5を超え10%以下)・B種(10を超え20%以下)・C種(20%を超え30%以下)

エコセメント

都市ごみの焼却灰等の廃棄物を主原料とした資源リサイクル型のセメント。

製品1tにつき廃棄物を乾燥ベースで500kg以上使用するセメントです。

セメントの貯蔵

セメントは一般に7袋以下の積上げての貯蔵が可能です。

また、床面、壁のどちらからも30cm以上あけて、通風を避けて防湿も必要となります。

セメントの物理的性質

粉末度:比表面積が大きいほど細かい

一般的には、比表面積が大きいほど強度の発現は早く、水和熱は高く乾燥収縮は大きいです。

凝結:セメントに水を加えて練り混ぜてから、ある時間を経た後、水和反応によって流動性を失い、次第に硬くなる現象。

完全水和に必要な水量はセメント量の約40%です。

40%の内訳として、25%程度がセメントと化学的に結合し、15%程度がゲル水として吸着されます。

セメントの化学的性質

水和熱

セメントの水和反応は発熱反応で、この発熱を水和熱と呼びます。

マスコンクリートは水和熱が小さいことが要求されます。

せっこうの作用:せっこうを添加するとC3Aの水和反応が抑制され、セメントの急結を防止することができます。

練混ぜ水

ぜねた

上水道水は特に試験を行わなくても使用することができます。

上水道水以外と回収水

上下水道と回収水については、品質基準が定められています。

ぜねた

2種類以上の水を混合して用いる場合は、それぞれの品質基準に適合していることが必要です。

回収水

回収水は、セメントから析出する水酸化カルシウム等を含むアルカリ性の高い上澄水と、スラッジ固形分を含むスラッジ水に分けられます。

スラッジ水においてはスラッジ固形分率は3%(単位セメント量に対するスラッジ固形分の質量)を超えてはいけません。

スラッジ水を使用すると、コンクリートの粘性が増加したり、AE剤が使用量が増加する傾向にあります。

海水

海水を使用すると、

以上を確認した上で用いる必要があります。

ぜねた

用心鉄筋やセパレーターを配置していない無筋コンクリートの場合には、海水を用いることでコンクリートの品質に悪影響がないことを確認した上では、練混ぜ水として使用しても良いこととなっています。

コンクリートの材料①セメントと水　まとめ

以上、コンクリートの材料であるセメントと水についてコンクリート標準示方書に書かれている内容を中心に解説しました。

参考文献

『コンクリート標準示方書［施工編:施工標準］』

『ネビルのコンクリートバイブル』