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コンクリートがアルカリ性を示すのはセメント内に含まれる鉱物が水と反応(水和反応)して水酸化カルシウム(Ca(OH)2)が生成されるからです。 酸性とアルカリ性を示すphは0~14の数値で示されますからコンクリートはかなり強いアルカリを示していると言ってよさそうです。ちなみに身近なアルカリ性のものとして洗剤が挙げられます。 塩素系の漂白剤やカビ取り剤などが12~13pHくらいなのでそれと同じくらいの強いアルカリ性と思っていただければ良いと思います。 1. コンクリートは、なぜアルカリ化させるのか コンクリートには、圧縮しようとする力に強く、引っ張られる力に対しては弱い(圧縮の約1/10)という特性があります。この引っ張られる力を補うための部材として鉄筋が多く使用されます。 これが鉄筋コンクリートです。鉄の部材としての特性には、コンクリートと比べ頑丈であるものの、錆などの腐食に弱い、熱に弱い、コンクリートと比べ高価という弱点があります。コンクリートの弱点を補う為に鉄を使用し、その鉄の弱点をコンクリートの特性で補う相互補完性を持った合成部材が鉄筋コンクリートとなります。 コンクリート内がアルカリ性で保たれていることは鉄筋の腐食防止に関して非常に重要です。鉄は大気中の酸素と反応して酸化しますが、これが「錆」すなわち「腐食」です。このため鉄骨構造の構造物(東京タワーなど)は、腐食防止のため特殊な加工をしたり、数年おきに塗装を塗り替える作業が必要になります。 しかし、コンクリート内にある鉄筋はコンクリートの強アルカリ性により表面に薄い皮膜(不動態被膜)を生成することで腐食を防止することができます。 このため、鉄筋を含むコンクリートの内部がアルカリ性であることは鉄の錆などの腐食防止に対して非常に重要なことなのです。 2.
コンクリートはセメント、水、細骨材(砂)、粗骨材(砂利)で作られていることはご存知でしょうか? 特にセメントは水と混ぜあうことによって、水和反応をおこし、硬化する性質があり、コンクリートには欠かせない材料です。また、セメントにも用途によっていろいろな種類があります。 それではセメントの種類についてご紹介します。 1. セメントの種類 セメントの種類は大きく分けて、ポルトランドセメント、混合セメント、エコセメント、特殊セメントの4種類があります。それぞれの種類にはいろいろな特徴があり、さまざまな工事に使用されています。まずはその4種類について簡単にご紹介します。 1-1. ポルトランドセメント ポルトランドセメントは、セメントの原料となるクリンカーの配合割合を調整することで、硬化の速さや固まる際の発熱量などに様々な特色を持たせています。クリンカーの主要化合物は、けい酸三カルシウム(C 3 S)、けい酸二カルシウム(C 2 S)、アルミン酸三カルシウム(C 3 A)、鉄アルミン酸四カルシウム(C 4 AF)でその特性は、下記の表になります。 これらの組成化合物の配合割合を変えることにより、普通・早強・超早強・中庸熱・低熱・耐硫酸塩の6種類のポルトランドセメントが製造されています。また、さらに、それぞれに低アルカリ形タイプのものがあり、合計12種類のポルトランドセメントがJISに制定されています。 1-2. 混合セメント 混合セメントは、ポルトランドセメントと各種混合材を混ぜ合わせたセメントで、高炉セメント・シリカセメント・フライアッシュセメントの3種類があり、JISに制定されています。また、混合材の分量によって、さらにA・B・C種の3種類に分類されています。 1-3. コンクリートの中性化について教えて下さい。 水セメント比が大きいと中性化速度が速くなりますが、これはコンクリート内に空隙が存在するからだと思います。 - 教えて！ 住まいの先生 - Yahoo!不動産. エコセメント エコセメントは、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の一種として2002年7月に新たにJISとして制定されました。エコセメントはその特徴によって普通エコセメントと速硬エコセメントの2種類に分類されています。 1-4. 特殊セメント 特殊セメントは、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント、超速硬セメント、グラウト用セメント、油井セメントなどがあり、JIS規格外品として製造されています。特殊なセメントのため、頻繁に工事に使用されるものではありません。 2. 各種セメントの特性と用途 セメントの種類について、大きく4種類あることが分かっていただけたでしょうか?
コンクリートの劣化機構に「中性化」と呼ばれるものがあります。 元々アルカリ性であるはずのコンクリートが中性に近付くことによって起きる劣化現象ですが、コンクリートが中性に近付くことはなぜ問題なのでしょうか? 本記事では、中性化の原因やメカニズム、対策などについてまとめていきます。 原因 中性化の原因は、 大気中の二酸化炭素 (CO 2 )です。 大気中の二酸化炭素がコンクリート内部に浸入することによって、コンクリートが中性に近付いていきます。 劣化因子が二酸化炭素ですので、大気に触れるコンクリートは全て中性化の可能性があることになりますね。 メカニズム では、コンクリートの中性化はどのように引き起こされるのでしょうか?
67、pp. 441-448、2013. 2) 【コンクリートの熱応力ひび割れ抑制効果】 フライアッシュセメントB種(20%置換)と高炉セメントB種セメント(40%置換)を比較した場合、10℃、20℃、30℃の条件下いずれにおいても断熱温度上昇量がフライアッシュセメントB種の方が低くなる*)。これは、マスコンクリート製造時の温度応力ひび割れを抑制するためには、フライアッシュを使用する方が好ましいことを示す。 図 高炉セメント使用時の断熱温度上昇量 / 図 FAセメント使用時の断熱温度上昇量 注)凡例の200、300、400は、単位結合材料を示す (出典:岸・前川:高炉スラグおよびフライアッシュを用いた混合セメントの複合水和発熱モデル、土木学会論文集 No. 550/V-33、pp. 131+143、1996.
次は、ポルトランドセメントの種類、混合セメントの種類、エコセメントの種類、特殊セメントの種類、それぞれについてセメントの特性と用途をご紹介します。 2-1.
①劣化因子の遮断 (コンクリート中への二酸化炭素, 水, 酸素の侵入を低減する) 【表面保護工法】 中性化における劣化因子とは, コンクリートのpHを低下させ不動態被膜を破壊する二酸化炭素, 鉄筋を腐食させる水, 酸素を指します.表面保護工法によって二酸化炭素の浸入が低減されると中性化領域の進展を抑制しますので, 鉄筋腐食環境の拡大を阻止します.また, 鉄筋腐食を生じさせる水分や酸素の浸入も併せて阻止することができます.表面保護工法は「表面被覆工法」と「表面含浸工法」の2種類に分類することができます.これらの基本的な考え方は塩害の場合と同様です. 混合 セメント 中 性 化传播. 図2-19 表面被覆工法 (1)表面被覆工法 表面被覆工法は, コンクリート表面に有機系もしくは無機系の被覆材をはけ, ローラー, コテなどで塗布して表面を覆うことにより, 外部からの劣化因子の侵入を遮断する工法です(図2-19).一般的にはプライマー, 中塗材, 上塗材と複数の種類の材料を重ね塗りします.有機系被覆材には様々な種類があり, 柔軟性や膜厚などを環境条件に応じて比較的自由に計画することができます.無機系被覆材は, 主としてポリマーセメントモルタル系被覆材が用いられます. 近年では第三者被害を防ぐためのはく落防止機能を備えた表面被覆材も実用化されています.また, ポリマーセメント系表面被覆材は亜硝酸リチウムを混入して塗布することができるため, 表面被覆工による劣化因子の遮断効果に加え, 亜硝酸リチウムによる鉄筋防錆効果を付与することも可能となります.亜硝酸リチウムを用いた表面被覆工法については第3章にて詳細に記述します. 図2-20 表面含浸工法 (2)表面含浸工法 表面含浸工法は, ケイ酸塩系などに代表される含浸材をコンクリート表面にはけやローラーにて塗布, 含浸させることにより, 外部からの劣化因子の侵入を遮断する工法です(図2-20).ケイ酸ナトリウムやケイ酸リチウムなどのけい酸塩系含浸材はコンクリート表層部の組成を緻密化し, 改質する効果があります.一般的にシラン系含浸材は中性化に対する適応性が低いといわれています. 劣化因子の遮断効果および耐用年数は一般的に表面被覆工に比べて劣ると言われていますが, この工法は表面被覆材のようにコンクリート表面に被膜層を設けないため, 構造物の外観を変えることがなく, 以後のモニタリングが容易であるという利点もあり, 適用される事例が増えています.また, 表面被覆工法と同様に亜硝酸リチウムと併用することもできます.亜硝酸リチウムを用いた表面含浸工法については第3章にて詳細に記述します.
出題の傾向 混合セメントがよく出ているのは、どちらかと言うと二級建築士のような気がします。(何となくね。)特性に関しても一級建築士よりも色々な出題されているような気がします。(これも何となくね。) 環境負荷の低減を図れる混合成分なので、今後の出題の可能性は大きいです。 覚えておく要点 混合成分とセメントの種類 3つの混合セメント を覚えましょう。 高炉セメント 高炉スラグ(溶鉱炉での製鉄時の微粉末となる 副産物 ) サクラ 環境負荷の低減 に貢献しているんだね♪。 フライアッシュセメント フライアッシュとは石炭火力発電所から出た 副産物 で、石炭を燃焼させた際に電気集塵機から取り出すことのできる石炭灰です こちらも同じく 環境負荷の低減 に貢献しています♪。 アッシュとは「灰」という意味で、髪のカラーリングでアッシュグレーとかアッシュブラウンとかありますが、確かに灰色がかっていますもんね。 まっ、アッシュグレーって直訳したら「灰の灰色」なのか…(笑)?? ?。 どのように効果が発揮するかと言うと、フライアッシュの形状は「球状の微細粒子」なんです。セメントの一部をフライアッシュに置換した場合、ボールベアリングのような役割をして、 流動性が改善 され、そのため 単位水量を低減することができる のです。 またセメント置換として使用する場合には水和熱が低減して温度ひび割れを抑制できるために、 マスコンクリートにも有効 です。 あっ、なんか複雑になったので後ほど箇条書きにしますね。 シリカセメント 火山灰とか珪藻土などのシリカ鉱物です。 あれですよあれっ!、お菓子に入ってる「これは食べ物ではありません」って書いているシリカゲル乾燥剤とか、後はちょっと前に流行った珪藻土バスマットとかありましたね。 A種・B種・C種とは何の違い? 混合量の違いです。多くなるほどA種→B種→C種と呼ばれていて、B種がよく多用されています。 …って事は、B種は普通ポルトランドセメントの量が減るっという事だから…。 セメントの欠点は解消され、利点は残念ながら…減少しますって事ですね。 高炉セメント(B種)の特性は? 混合 セメント 中 性 化妆品. 初期強度がやや小さいが長期材齢強度は大きい 水和熱が低い アルカリ骨材反応を抑制する サク シリカセメントも同様だよ。 フライアッシュセメント(B種)の特性は? ワーカビリティーが極めて良好 長期強度が大きい 乾燥収縮量が少ない 中性化速度を速める(欠点) 問題を解いてみましょう♪ 高炉セメントからの出題を2問。 まずは、 二級建築士平成23年度 からの出題です。 高炉セメントB種は、普通ポルトランドセメントに比べて、アルカリ骨材反応抵抗性に優れている。 次は、 一級建築士平成21年度 からの出題です。 高炉スラグを利用した高炉セメントを構造体コンクリートに用いることは、再生品の利用によって環境を配慮した建築物を実現することにつながる。 同じ高炉セメントでも、出題の切り口が違う2問の問題ですね。 まとめ 本当は、セメント置換(内割り)と細骨材置換(外割り)があって、細骨材置換での使用ではフライアッシュを結合材とはみなさないようなので、セメント置換(内割り)で考えていいと思います。 なので、前置きが長かったですが…。 「セメントの欠点は解消し、利点は減少する」 っと念頭において考えるといいかと思います。