塩化物イオンの固定化・吸着性能に関する検証

（1）生成水和物

各配合における塩化物イオンの固定化性能を把握するため、XRD および熱分析による水 和生成物の検証を行った。XRDの測定結果を図4－3に、熱分析の測定結果を図4－4に示 す。また、熱分析の結果に基づき、400～500℃付近の質量減少割合から定量したCH量をま とめて図4－5に示す。

図4－3より、普通セメントにCA2単独およびCA2と膨張材を併用して混和した場合にお いて、セメント水和物の水酸化カルシウム（CH）のピーク強度が無混和の場合と比較して 減少し、一方で 10°～11.5°付近にピークが発現していることが確認された。また、図 4－4 および図4－5から、膨張材有無に関わらず、CA2を混和した配合のCH量が2～3％減少し ていることが分かる。これは、CA2の水和反応によってCHが消費され、ハイドロカルマイ ト（HC）およびモノカーボネート・ヘミカーボネートの AFｍ(C)が生成したことを意味す る。CA2の反応由来でHCとAFｍ(C)が混在している原因は、セメントの少量混合成分に由 来するものと考えられる。また、膨張材と併用した場合においても、CA2単独混和の場合と 同様にハイドロカルマイト（HC）およびモノカーボネート・ヘミカーボネートの AFm(C) の生成が確認されている。一方で、膨張材の水和生成物であるエトリンガイトについては、

そのピークが確認されない。これは、CA2と併用することで硬化体中のAl2O3モル比が高く なったことにより、SO3／Al2O3モル比が小さくなり、エトリンガイトの生成条件に満たず、

安定なAFｍ層の生成が優先的に進んだためと推察される。

N+CA2 配合と N+CA2＋Ex配合とを比較した場合、いずれにおいても生成される水和物

が同じで、そのXRDピーク強度が概ね同等であり、且つCHの減少率も同程度であること から、固定化に寄与するHCおよびAFｍ量に差異はないものと推察される。

図 4－3 ペースト試験による生成水和物（XRD）

62 図 4－4 熱分析（TG-DTA）

図 4－5 CH 量

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（2）塩水浸せきに伴う水和物の変化

図4－3に示した各配合のペースト試験体を10％のNaCl水溶液に2ヶ月間浸せきし、塩 水浸せきに伴う水和物の変化を確認した。図4－6に、塩水浸せき後のXRD 測定結果を示 す。

図 4－6 より、配合種類によらず、塩水浸せき前に 10°～11.5°付近で確認されていた HC

やAFｍ等のピークは、塩水浸せき後に全て消失し、フリーデル氏塩に変化していることが

分かる。従って、HC や AFｍは、塩化物イオンが作用した際にフリーデル氏塩として固定 化する機能を有していることが明らかとなり、AFｍもモノカーボネートやヘミカーボネー

トなどのAFｍ(C)だった場合においても、同様に固定化能力を有しているものと考えられる。

また、塩水浸せき後のフリーデル氏塩量を定量するため、同一配合のペースト試験体を 用いて熱分析を実施した。フリーデル氏塩の定量方法は、純合成したフリーデル氏塩を用 いた熱分析結果から得られた 247℃～387℃の質量減少を 100％とし、各配合のペーストに おける同一温度領域での質量減少の割合との対比により求めた。なお、フリーデル氏塩の 純合成品は、試薬の炭酸カルシウムと酸化アルミニウムから合成した3CaO・Al2O3とCaCl2

をモル比で1：1となるように混合し、水粉体比が 1：2となるように練混ぜを行い7日間 水和させることで作製し、XRDおよびSEMによりフリーデル氏塩であることを確認した。

熱分析の結果を図4－7に、配合別のフリーデル氏塩生成量を図4－8に示す。

結果より、N 配合を基準とした場合、N+CA2配合で1.5倍、N+CA2+Ex配合で1.45倍、

BB配合で 1.2倍のフリーデル氏塩量が確認され、CA2を配合した系では著しく高い塩化物 イオンの固定化能力を示した。また、膨張材有無による塩化物イオンの固定化能力への影 響はないことが確認された。

図 4－6 塩水浸せき後の水和物（XRD）

64 図 4－8 フリーデル氏塩量

図 4－7 塩水浸せき後の熱分析（TG-DTA）

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