Renichi Kondo

Discussions on the Pore Structure of Hardened Cement Mortar and the Mechanism of Expansion due to its Hydration

The relationship between the pore structure and characteristics such as the expansion or drying shrinkage of calcium sulfoaluminate (CSA) cement mortar has been studied by means of Cranston-Inkley method using a digital computer and of X-ray diffraction analysis. In order to examine the pore structure of mortar specimens, the adsorption and desorption of N2 gas were measured. In addition, the pore size distribution curves and specific surface areas of CSA cement mortar and portland cement mortar were calculated by means of Cranston-Inkley method. It was found that the hysteresis of the adsorption and desorption isotherms was more remarkable for the specimens cured in water than in air. The existence of hysteresis is related to the complexity of the pore structure. The pore size distribution curves and specific surface areas are much the same with CSA cement as with portland cement. The mechanical strength is not very affected with the addition of CSA up to about 10%. According to the X-ray diffraction patterns, the amount of trisulfate hydrate (TSH) increases with the addition of CSA in the specimens cured in water, but is not always related to the degree of expansion due to hydration of specimens.

Studies on the Surface Hardening of Sulfated Slag Cement through the Orthogonal Array Experiment

高硫酸塩スラグセメントの表面硬化特性を明らかにし, さらにその改善を目的としてこれに影響すると思われる16の因子と交互作用15を考慮し, 大きさ32の直交配列法によって効率を高め実験を行った.セメントに関してはスラグの塩基度は材令初期には特に高いのが好ましく, スラグ粉末度は全材令を通じ特に高いことが望ましい. アルカリ刺戟剤は多い方がやや良く, 石膏類の形態と添加量の影響はあまり大きくない. 添加物としてC6A2FとC2Sはやや効果あるようであるがC3Aは効果を認め難く, 軽焼MgOは逆効果を与えた. モルタルに関しては砂が粗いことと富配合による効果が大で, 水セメント比は低い方がやや良いようである. 養生に関しては養生水のpH, 浸漬日数, 湿度の影響はいずれも小さいが, CO2の有無は材令が進むと支配的影響を与え, CO2の存在で硬度の増進は小さくなる. しかし苛酷な条件下でも炭酸化の進行速度は特に著しいとは認められなかった.交互作用もCO2の関係するものの影響が大であると考えられ, CO2の存在においてはアルカリ刺戟剤は多い方が良く, 砂の細かさは粗が良いがその影響が小さくなり, 養生水は石灰水が純水よりやや良く, 湿度は初期には高い方が良いが長期には影響が小さくなる傾向にあり, スラグの塩基度の効果は小となり, 砂比は特に富配合が望ましく, 水セメント比は特に低い方が好ましいという結果を認めた.

Effects of Fineness of Raw Materials on the Qualities of Sulfated Slag Cement

高硫酸塩スラグセメントの性能, 特に強度に及ぼす粉末度に関する各種要因について研究を行った. スラグと石膏の粉末度の影響は大きく, いずれも細かいほど望ましい. 標準的な組成の (CaO+MgO+Al2O3)/SiO2=2.04程度のスラグではBlaine比表面積はスラグ5000cm2g以上, 石膏も同程度以上とするのが適当と思われる. スラグの粒度分布巾はスラグあるいは石膏の細かいときは狭い方がよかった. ポルトランドセメントクリンカーの添加量は著しく性能に影響するが, 粉末度の影響は無視出来る. 同時粉砕と分離粉砕で作られ比表面積を合わせたセメントは後者がいく分勝っていたが, これは前者によると石膏部分が特に細かくなり, スラグ部分がやや粗くなったのによるだろう. 被粉砕度はスラグに対し無水石膏は約5倍に達するので, 動力量を一定とするならスラグより石膏をいく分細かく粉砕するのが適当であろう. 凝結はスラグおよびある程度石膏も細かい方が早くなる. フローに対する影響は著しくなかった.

Effects of the Modification of Gypsum on Setting and Hardening of Portland Cement

各種形態の石膏類の添加量がある標準的なポルトランドセメントの凝結硬化におよぼす影響について調べ次のような結果を得た。1) 二水塩は凝結遅延作用が緩慢で, 添加量がSO31%より多いと規格限度内まで遅らし得るが, 3%を越す方が好ましかった。β半水塩とβ可溶性無水塩はSO30.8-1.5%の添加が適当で, SO33%では急結となった。不溶性無水塩はSO31%以上で終結時間は正常化し得るが, 始発時間は添加量を増しても十分に遅延し得なかった。2) モルタルの強さにおよぼす添加石膏類の効果については, その形態よりSO3量が一層深く関係し, 一般にSO33%附近に最大値が認められた。ただし, 不溶性無水塩添加の場合に1日強さが他よりやや低かった。3) 市販セメントでも, 強さその他の面から石膏の添加を増すと良い場合が多いことが知られているにもかかわらず, SO3量は1.1-1.5%が標準となっているのは, 一般に粉砕温度が高いために石膏が脱水し, 添加量が多いと偽凝結による急結を来すによるものと思われる。4) さらに, 副産石膏の不純物として燐酸, 硫酸, 不溶性無水塩の影響についても検討を行った。研究に当り御援助を頂いた秩父セメント株式会社諸井社長, 大友常務, 並びに吉井研究部長, 村上義一, 森仁明の両氏等研究室の方々に厚く感謝の意を表する。