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2.3 実験結果および考察
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図2-12 シリカ質材料混合セメントの養生条件と圧縮強度2-1)
温度(℃)－圧力(MPa)
100-0.15 150-0.48 200-1.59 250-4.06 100
90 80 70 60 50 40
30 20
圧縮強度(N/mm2 )
従 来 の オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 温 度 の180C以 下 と な る 養 生 温 度150C の 場 合 や65Cの 常 圧 蒸 気 養 生 で は ， 圧 縮 強 度 が セ メ ン ト 水 比 の 増 加 に よ っ て 直 線 的 に 増 加 し ， セ メ ン ト 水 比4.0で そ れ ぞ れ 最 大 圧 縮 強 度 を 示 し た ．こ れ に 対 し ，従 来 の 養 生 温 度180Cの 場 合 は セ メ ン ト 水 比 3.0で 最 大 圧 縮 強 度 を 示 し た こ と か ら ， ケ イ 酸 源 と し て 比 表 面 積 3780cm2/gの け い 石 微 粉 末 を 用 い た 場 合 は ， 従 来 の180Cの オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 で は 反 応 す る こ と を 明 ら か に し た ．
し か し ， 図2-12に 示 すC.A.Menzel2 - 1 )が 行 っ た 普 通 ポ ル ト ラ ン ド セ メ ン ト に け い 石 微 粉 末 を 混 入 し た セ メ ン ト ペ ー ス ト に よ る 実 験 に お い て ， 実 験 に 用 い た 配 合 条 件 や け い 石 微 粉 末 の 種 類 等 は ， 明 ら か に さ れ て い な い が ，水 セ メ ン ト 比 が30%で け い 石 微 粉 末 を40%混 和 し た セ メ ン ト ペ ー ス ト の 場 合 に お い て ， オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 温 度 が 約 180Cで 最 大 強 度 を 示 し て お り ，P.I.Bozhenov2 - 1 4 )ら は200～225°Cの 養 生 条 件 で 最 高 強 度 を 示 し た と し て い る が ，養 生 温 度 約150Cの 場 合 に お い て も オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 強 度 発 現 が 認 め ら れ る ．
本 実 験 で は ， 前 述(1)使 用 材 料 お よ び 配 合 で 述 べ た 通 り ， け い 石 微 粉 末 の 添 加 量 を セ メ ン ト の 内 割 り 置 換 と し てW/B=25%と 一 定 と し て
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いるため，C/Wが大きい程けい石微粉末の添加量は少なくなるが，単位水 量が一定で単位セメント量は大きくなる．このことから，オートクレーブ 養生温度が150Cの場合は，オートクレーブ養生による反応が無かったの ではなく，オートクレーブ養生の水熱反応による強度の発現性が，セメン ト水比による強度の発現性よりも小さいことを表している．さらに，従来 のオートクレーブ養生温度180Cの場合は，これと異なる挙動を示したこ とから，けい石微粉末を用いた場合，養生温度180C以下の場合には反応 しないことを示すものである．
以上のことは，従来の養生温度180C以下の場合，比表面積4000cm2/g程 度 の け い 石 微 粉 末 で は オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 高 強 度 の 発 現 性 は 得 ら れないことを示しており，オートクレーブ養生の低温化には，養生温度が 低 温 の 場 合 で も 十 分 に 反 応 す る 高 活 性 な ケ イ 酸 源 の 選 定 の 必 要 性 を 示 す ものである．
(2) 圧縮強度とけい石微粉末の置換率
図2-13に 圧 縮 強 度 と け い 石 微 粉 末 置 換 率(W/B)の 関 係 を 示 す ．
図2-13 オートクレーブ養生温度の違いによる
けい石微粉末置換率(W/B)と圧縮強度の関係 30
50 70 90 110 130 150 170
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
圧縮強度(N/mm2 )
けい石微粉末の添加率:W/B(％) 180℃
150℃
65℃
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養 生 温 度180Cの 場 合 ，け い 石 微 粉 末 の セ メ ン ト と の 置 換 率 が0%か ら 25%ま で は ，ほ ぼ 直 線 的 に 圧 縮 強 度 は 増 加 し て い る ．し か し ，そ れ 以 降 の 置 換 率 で は 圧 縮 強 度 は 低 下 し た ． こ の 結 果 に 対 し ， 養 生 温 度 150Cお よ び65Cの 場 合 で は ，置 換 率 増 加 に 伴 い 圧 縮 強 度 は 直 線 的 に 低 下 す る 結 果 と な っ た ．
こ れ ら の 結 果 は ， 本 実 験 で 用 い た 配 合 に お け る け い 石 微 粉 末 の 添 加 量 が ， 単 位 セ メ ン ト 量 の 内 割 り 置 換 と し て い る た め ， け い 石 微 粉 末 の 添 加 量 の 増 加 に 伴 い 単 位 セ メ ン ト 量 が 減 少 ， つ ま り セ メ ン ト 水 比 が 低 下 し て い る た め と 考 え ら れ る ． し か し ， 前 述(1)圧 縮 強 度 と セ メ ン ト 水 比 で 述 べ た 通 り ，従 来 の 養 生 温 度180Cの 場 合 ，そ れ 以 下 の 養 生 温 度150Cや65Cに 対 し て は 別 の 挙 動 を 示 し ， け い 石 微 粉 末 が 25%で 最 大 圧 縮 強 度 を 示 し た ．
こ の こ と は ，オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 温 度 が 従 来 の180Cで あ れ ば ，比 表 面 積4000cm2/g程 度 の け い 石 微 粉 末 を 用 い て も ， オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 強 度 の 発 現 性 が 得 ら れ る ， つ ま り ケ イ 酸 源 と し て の 役 割 を 果 た し て い る こ と を 示 す も の で あ る ． さ ら に ， シ リ カ 質 混 合 材(け い 石 微 粉 末)の 量 が 多 い 場 合 ， バ イ ン ダ ー の 希 釈 効 果 に よ り 強 度 は 低 下
す る2 - 1 )と の 既 往 の 研 究 よ り ， 本 実 験 条 件 に お い て は ， け い 石 微 粉 末
置 換 率25%以 上 の 場 合 は 過 剰 添 加 に よ る 強 度 低 下 を 起 こ し た も の と 推 察 し た ． 以 上 は ，(1)「 圧 縮 強 度 」 と セ メ ン ト 水 比 で 述 べ た 反 応 性 の 高 い ケ イ 酸 源 の 選 定 の 必 要 性 に 加 え ， そ の 反 応 性 を 考 慮 し た ケ イ 酸 源 の 添 加 量 も 考 慮 す る 必 要 性 を 示 し た ．
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2.3.2 粉末X線回折
図2-14に 粉 末X線 回 折 の 結 果 を 示 す ． な お ， 図 中 に 記 す る7.8°付 近 の 線 は ， オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 高 強 度 化 の 要 因 と さ れ て い る 結 晶 性 の 水 和 物11Å Tobermoriteの 回 折 ピ ー ク が 現 れ る 回 折 角 で あ る ．
こ の 結 果 に よ れ ば ， ど の 水 準 に お い て も 回 折 角7.8°(002面)に 回 折 ピ ー ク は 認 め ら れ な か っ た ．2.3.1圧 縮 強 度 で 示 し た 結 果 で は ， 従 来 の 養 生 温 度180Cの 場 合 に お い て ， け い 石 微 粉 末 置 換 率25%で オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 強 度 の 発 現 性 が 認 め ら れ て い る ． こ の こ と は ， け い 石 微 粉 末 置 換 率25%の 場 合 で ，オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 強 度 の 発 現 要 因 と な る11Å Tobermoriteの 生 成2 - 1 5 )を 意 味 す る も の と 推 察 し て い た が ， オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 と11Å Tobermorite生 成 に よ る 強 度 の 発 現 性 に 関 わ る 相 関 性 は 確 認 で き な か っ た ． 本 実 験 で は ， 従 来 の 養
図2-14 配合条件の違いによる粉末X線回折図
(オートクレーブ養生温度180Cの場合)
2θ/°(Cukα) 7.8°:トバモライト回折角
配合No.1
配合No.2
配合No.3
配合No.4
配合No.5
配合No.6
強度(cps)
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生 温 度180Cの 場 合 で 認 め ら れ た オ ー ト ク レ ー ブ 養 生 に よ る 強 度 の 発 現 要 因 は わ か ら な か っ た が ，11Å Tobermoriteの 生 成 こ そ が 強 度 の 発 現 要 因 と す るJ.Jambor2 - 1 5 )や 竹 本 ら2 - 3 ) 2 - 4 )の 研 究 報 告 と は 違 う 結 果 と な っ た ． こ れ ら の こ と か ら ， 結 晶 性 の 高 い11Å Tobermoriteよ り も 強 度 の 発 現 性 は 低 い と さ れ る 低 結 晶 のCSH等 に も 着 目 し た 更 な る 検 討 の 必 要 性 を 示 す も の と 考 え た ．