JP2016034893A - pH ADJUSTING AGENT FOR CEMENT COMPOSITION, CONCRETE COMPOSITION, CEMENT COMPOSITION, AND APPLICATION METHOD OF pH ADJUSTING AGENT FOR CEMENT COMPOSITION - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリートやモルタル等のセメント系材料のpHを下げることができるセメント組成物用pH調整剤に関し、また、当該セメント組成物用pH調整剤を含むコンクリート組成物並びにセメント組成物及び当該セメント組成物用pH調整剤の使用方法に関する。 The present invention relates to a pH adjuster for a cement composition capable of lowering the pH of a cement-based material such as concrete or mortar, and also includes a concrete composition, a cement composition and the cement containing the pH adjuster for the cement composition. The present invention relates to a method for using a pH adjuster for a composition.
セメントコンクリート及びモルタル等のセメント系材料は、マトリックスとしてセメントを使用するため一般にアルカリ性を示す。すなわち、普通ポルトランドセメントが水和した場合、水酸化カルシウムが生成され、水酸化カルシウム水和物が長期間にわたりセメント系材料の間隙水pHを12以上に維持する。高pHのセメントコンクリートは、発錆を防止できるため鉄筋コンクリートとして好適である。 Cement-based materials such as cement concrete and mortar generally show alkalinity because cement is used as a matrix. That is, when ordinary Portland cement is hydrated, calcium hydroxide is generated, and the calcium hydroxide hydrate maintains the pore water pH of the cementitious material at 12 or more for a long period of time. High pH cement concrete is suitable as reinforced concrete because it can prevent rusting.
しかし、セメント系材料の用途によっては、高pHであるという特徴が忌避される場合もある。例えば、コンクリートブロックやポーラスコンクリートブロックを植生の基盤として利用する場合（植生コンクリート）、植物の生育に適切なpHにまで低下させることが望まれる。また、近くに稀少植物が生育している、鯉の池、猿山等など、地下水や雨水、周辺の水が接触した際に近隣のpHの上昇が疎まれる場合もある。なお、これらセメントコンクリートを破砕して路盤材として再生するときにもまた、同様に高pHの水の溶出による汚染が懸念される。 However, depending on the application of the cementitious material, the feature of high pH may be avoided. For example, when a concrete block or porous concrete block is used as a vegetation base (vegetation concrete), it is desired to lower the pH to an appropriate level for plant growth. In addition, when there is contact with groundwater, rainwater, or surrounding water, such as Koi-no-ike Pond, Saruyama, etc., where rare plants are growing nearby, the rise in pH in the vicinity may be reduced. In addition, when these cement concretes are crushed and regenerated as roadbed materials, there is also concern about contamination due to high pH water elution.
あるいは、吹付コンクリートや鋼管背面の注入用モルタル・コンクリート・セメントミルクでは、吹付等の作業中に飛散する、或いは注入用の材料が漏れたり飛散したりすることが予測される。この場合には、作業者等の肌に接触したり、吸い込むことにより健康被害が発生する可能性があるため、低pHのセメント系材料が望まれる。 Alternatively, it is predicted that sprayed mortar, concrete, and cement milk on the back of a steel pipe will scatter during work such as spraying, or the material for injection may leak or scatter. In this case, since a health hazard may occur due to contact with or inhaling the skin of an operator or the like, a low pH cement material is desired.
また、放射性廃棄物処分施設では、コンクリートに接触する周辺の地下水等のpHが上昇してしまうと、放射性核種の溶解度が上がることが考えられる。また、放射性廃棄物処分施設では、セメントコンクリートからなる構造部材と、バリア材や岩盤、粘土系の埋め戻し材とが接触している。このため、バリア材や岩盤、粘土系の埋め戻し材が、セメントコンクリートの高pHに長期間曝されると、変質が懸念され放射性核種の閉じこめ性能を低下させる場合がある。 In addition, in radioactive waste disposal facilities, the solubility of radionuclides may increase if the pH of surrounding groundwater or the like that comes into contact with concrete increases. In the radioactive waste disposal facility, a structural member made of cement concrete is in contact with a barrier material, a rock mass, and a clay-based backfill material. For this reason, when barrier materials, rocks, and clay-based backfill materials are exposed to the high pH of cement concrete for a long period of time, they may be deteriorated and the radionuclide confinement performance may be reduced.
ところで、セメント系材料の間隙水のpHを低減した低アルカリ性セメントには、クリンカ設計型、ポゾラン質混和材添加型及びアミノシリケート混和剤添加型の３種類に大別できる。クリンカ設計型は、セメントクリンカの構成化合物相をアルミネート系やサルフォアルミネート系で構成することで、水酸化カルシウムが生成しないものである。ポゾラン質混和材添加型は、ポゾラン材料（シリカ質混合材）が水酸化カルシウムと反応することで水酸化カルシウムを消費するものである。なお、ポゾラン材料としては、石炭火力発電所から発生するフライアッシュ及び半導体の原料となるフェロシリコンアロイの生成の過程に発生するシリカフュームが知られている。アミノシリケート混和剤添加型は、高炉スラグなどの潜在性水硬性を有する粉体が、ケイ酸ナトリウム水溶液など高アルカリ溶液により硬化反応を示すことを利用したものである。 By the way, the low alkaline cement with reduced pH of pore water of the cement-based material can be roughly classified into three types: a clinker design type, a pozzolanic admixture addition type, and an aminosilicate admixture addition type. In the clinker design type, the constituent compound phase of cement clinker is composed of aluminate or sulfoaluminate so that calcium hydroxide is not generated. The pozzolanic admixture addition type consumes calcium hydroxide when the pozzolanic material (silica admixture) reacts with calcium hydroxide. As a pozzolanic material, fly ash generated from a coal-fired power plant and silica fume generated in the process of producing ferrosilicon alloy as a semiconductor raw material are known. The aminosilicate admixture added type utilizes the fact that powder having latent hydraulic properties such as blast furnace slag exhibits a curing reaction with a highly alkaline solution such as an aqueous sodium silicate solution.
また、特許文献１には、放射性廃棄物処分場の構造部材や充填剤に用いられるセメント材料として、セメントと、フライアッシュやシリカフューム等のシリカ質混和材とを含み、シリカ質混和材の合計重量がセメントの合計重量よりも大きくなるようにすることが開示されている。特許文献１に開示された構成のセメント系材料は、間隙水のpHを12.9〜10.0の範囲に調整できる。
上述したように、低アルカリ性セメントとしては種々の種類のものが知られているものの、十分に低pHを達成できているとは言えなかった。すなわち、従来公知の低アルカリ性セメントでは、間隙水のpHが高すぎて、広範な用途に利用することができないといった問題があった。 As described above, various types of low alkaline cements are known, but it cannot be said that a sufficiently low pH has been achieved. That is, conventionally known low alkaline cement has a problem that the pH of pore water is too high to be used for a wide range of applications.
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑み、低アルカリ性セメントに限らず種々のセメントを含むセメント系材料において間隙水のpHを低下させることができるセメント組成物用pH調整剤、当該セメント組成物用pH調整剤を含むコンクリート組成物並びにセメント組成物及び当該セメント組成物用pH調整剤の使用方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described circumstances, the present invention is not limited to a low alkaline cement, and a pH adjuster for a cement composition capable of lowering the pH of pore water in a cement-based material containing various cements, the cement composition It is an object of the present invention to provide a concrete composition containing a pH adjuster for physical products, a cement composition, and a method of using the pH adjuster for cement composition.
上述した目的を達成するため、本発明者らが鋭意検討した結果、セメント成分に対して所定の重量比で硝酸塩を混和することで、間隙水のpHを低下できることを見いだし、本発明を完成するに至った。本発明は以下を包含する。 As a result of intensive investigations by the present inventors in order to achieve the above-mentioned object, it was found that the pH of pore water can be lowered by mixing nitrate with a predetermined weight ratio with respect to the cement component, thereby completing the present invention. It came to. The present invention includes the following.
（１）硝酸塩を含む、セメント組成物用pH調整剤。
（２）更に亜硝酸塩を含むことを特徴とする（１）記載のセメント組成物用pH調整剤。
（３）硝酸イオン及び亜硝酸イオンの合計量が全体の30〜60重量％であることを特徴とする（２）記載のセメント組成物用pH調整剤。
（４）上記（１）乃至（３）いずれかに記載のセメント組成物用pH調整剤と、結合材と骨材とを含むコンクリート組成物。
（５）前記結合材は、セメントとシリカ質混和材とを更に含み、前記シリカ質混和材の合計重量が前記セメントの重量より大であることを特徴とする（４）記載のコンクリート組成物。
（６）前記シリカ質混和材はフライアッシュとシリカフュームとからなることを特徴とする（５）記載のコンクリート組成物。
（７）前記セメント組成物用pH調整剤が前記結合材100kgに対して4〜6Lで配合され、少なくとも水を含む溶液と混練してなるコンクリート系材料の間隙水pHが9.0以下となることを特徴とする（４）記載のコンクリート組成物。
（８）上記（１）乃至（３）いずれかに記載のセメント組成物用pH調整剤と、結合材とを含むセメント組成物。
（９）前記結合材は、セメントとシリカ質混和材とを更に含み、前記シリカ質混和材の合計重量が前記セメントの重量より大であることを特徴とする（８）記載のセメント組成物。
（１０）前記シリカ質混和材はフライアッシュとシリカフュームとからなることを特徴とする（９）記載のセメント組成物。
（１１）前記セメント組成物用pH調整剤が前記結合材100kgに対して4〜6Lで配合され、少なくとも水を含む溶液と混練してなるセメント系材料の間隙水pHが9.0以下となることを特徴とする（８）記載のセメント組成物。
（１２）硝酸塩を含むセメント組成物用pH調整剤を、結合材100kgに対して2〜8kgで配合することを特徴とするセメント組成物用pH調整剤の使用方法。
（１３）前記セメント組成物用pH調整剤は、更に亜硝酸塩を含むことを特徴とする（１２）記載のセメント組成物用pH調整剤の使用方法。
（１４）前記セメント組成物用pH調整剤に含まれる硝酸イオン及び亜硝酸イオンの合計量が全体の30〜60重量％であり、結合材100kgに対して3〜6Lで配合されることを特徴とする（１３）記載のセメント組成物用pH調整剤の使用方法。
（１５）前記セメント組成物用pH調整剤を前記結合材100kgに対して4〜6Lで配合し少なくとも水を含む溶液と混練してなるセメント系材料又はコンクリート系材料の間隙水pHを9.0以下に調整することを特徴とする（１２）記載のセメント組成物用pH調整剤の使用方法。
(1) A pH adjuster for cement composition containing nitrate.
(2) The pH adjuster for cement composition according to (1), further comprising nitrite.
(3) The pH adjuster for cement composition according to (2), wherein the total amount of nitrate ions and nitrite ions is 30 to 60% by weight of the total.
(4) A concrete composition comprising the pH adjuster for cement composition according to any one of (1) to (3) above, a binder and an aggregate.
(5) The concrete composition according to (4), wherein the binder further includes cement and a siliceous admixture, and the total weight of the siliceous admixture is greater than the weight of the cement.
(6) The concrete composition according to (5), wherein the siliceous admixture comprises fly ash and silica fume.
(7) The pore water pH of a concrete-based material obtained by blending 4 to 6 L of the cement composition pH adjuster with 100 kg of the binder and kneading with a solution containing at least water is 9.0 or less. The concrete composition according to (4), which is characterized.
(8) A cement composition comprising the pH adjuster for cement composition according to any one of (1) to (3) above and a binder.
(9) The cement composition according to (8), wherein the binder further includes cement and a siliceous admixture, and the total weight of the siliceous admixture is greater than the weight of the cement.
(10) The cement composition according to (9), wherein the siliceous admixture comprises fly ash and silica fume.
(11) The pore water pH of the cementitious material obtained by blending 4 to 6 L of the pH adjuster for cement composition with 100 kg of the binder and kneading with a solution containing at least water is 9.0 or less. The cement composition according to (8), characterized in that
(12) A method for using a pH adjuster for cement composition, comprising adding 2 to 8 kg of a pH adjuster for cement composition containing nitrate to 100 kg of binder.
(13) The method for using the pH adjuster for cement composition according to (12), wherein the pH adjuster for cement composition further contains nitrite.
(14) The total amount of nitrate ions and nitrite ions contained in the pH adjuster for cement composition is 30 to 60% by weight of the total, and is blended in 3 to 6 L with respect to 100 kg of the binder. (13) The usage method of the pH adjuster for cement compositions of description.
(15) The pore water pH of a cement-based material or a concrete-based material obtained by blending 4 to 6 L of the pH adjuster for cement composition with a solution containing at least water with respect to 100 kg of the binder is 9.0 or less. The method of using a pH adjuster for cement composition according to (12), characterized by adjusting.
本発明によれば、セメント系材料の間隙水のpHを低下させるセメント組成物用pH調整剤を提供することができる。本発明に係るセメント組成物用pH調整剤によれば、セメント系材料の間隙水pHを低下させることができるため、セメント系材料の用途を大幅に拡大することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pH adjuster for cement compositions which reduces the pH of the pore water of a cement-type material can be provided. According to the pH adjuster for a cement composition according to the present invention, the pore water pH of the cement-based material can be lowered, so that the applications of the cement-based material can be greatly expanded.
また、本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、当該セメント組成物用pH調整剤を含むため、間隙水のpHが低いといった特徴を有するセメント系材料を製造することができる。したがって、本発明に係るセメント組成物を利用することによって、広範な用途に使用可能なセメント系材料を製造することができる。 In addition, since the concrete composition and the cement composition according to the present invention include the pH adjuster for the cement composition, a cement-based material having a feature that the pH of pore water is low can be produced. Therefore, by using the cement composition according to the present invention, a cement-based material that can be used for a wide range of applications can be produced.
さらに、本発明に係るセメント組成物用pH調整剤の使用方法は、当該セメント組成物用pH調整剤を利用してセメント系材料の間隙水のpHを低くするものである。本発明に係るセメント組成物用pH調整剤の使用方法は、低アルカリ性セメント及び通常のセメントのいずれにも適用することができ、間隙水のpHを低下させることができる。 Furthermore, the method for using the pH adjuster for cement composition according to the present invention is to lower the pH of pore water in the cementitious material using the pH adjuster for cement composition. The method for using the pH adjuster for cement composition according to the present invention can be applied to both low alkaline cements and ordinary cements, and can lower the pH of pore water.
以下、本発明に係るセメント組成物用pH調整剤、コンクリート組成物並びにセメント組成物、及びセメント組成物用pH調整剤の使用方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the pH adjuster for cement composition, the concrete composition, the cement composition, and the method of using the pH adjuster for cement composition according to the present invention will be described in detail.
＜セメント組成物用pH調整剤＞
本発明に係るセメント組成物用pH調整剤（以下、単にpH調整剤と称する）は、硝酸塩を含んでいる。このpH調整剤は、結合材等と共に水を含む溶液と混和することで得られるセメント系材料における間隙水のpHを、pH調整剤を混和しないセメント組成物を用いたセメント系材料の間隙水pHと比較して有意に低くすることができる。ここで、セメント系材料とは、セメント等の結合材と水とを混練してなるセメントペースト、当該セメントペーストに骨材を混練したコンクリートやモルタルを含む意味である。
<PH adjuster for cement composition>
The pH adjuster for cement composition according to the present invention (hereinafter simply referred to as a pH adjuster) contains nitrate. This pH adjuster is used to adjust the pH of pore water in cementitious materials obtained by mixing with a solution containing water together with a binder, etc. Can be significantly lower than Here, the cement-based material means a cement paste formed by kneading a binder such as cement and water, and concrete or mortar obtained by kneading an aggregate in the cement paste.
セメント組成物用pH調整剤は、特に限定されないが、例えば結合材100kgに対して2〜8kg、好ましくは4〜8kg、より好ましくは6〜8kgとなるように配合される。セメント組成物用pH調整剤を上記重量比となるように配合することによって、セメント系材料の間隙水pHを、pH調整剤を混和しないセメント組成物を用いたセメント系材料の間隙水pHと比較して有意に低くすることができる。 Although the pH adjuster for cement compositions is not particularly limited, for example, it is blended so as to be 2 to 8 kg, preferably 4 to 8 kg, more preferably 6 to 8 kg with respect to 100 kg of the binder. Comparison of pore water pH of cementitious material with pore water pH of cementitious material using cement composition not admixed with pH adjusting agent by blending pH adjuster for cement composition to the above weight ratio Can be significantly reduced.
セメント組成物用pH調整剤が結合材100kgに対して2kg未満である場合、セメント系材料の間隙水のpHを十分に低下させることができない虞がある。また、セメント組成物用pH調整剤が結合材100kgに対して8kgを超える場合、セメント系材料の間隙水のpHを十分に低下させられるものの、セメント等の結合材を水等と混練して得られるフレッシュコンクリートを打設できない程度に強張る虞がある。 When the pH adjuster for cement composition is less than 2 kg with respect to 100 kg of the binder, there is a possibility that the pH of pore water in the cementitious material cannot be lowered sufficiently. In addition, when the pH adjuster for cement composition exceeds 8 kg with respect to 100 kg of the binder, the pH of pore water in the cementitious material can be sufficiently lowered, but it can be obtained by kneading the binder such as cement with water. There is a risk that it will be so strong that it cannot be placed on fresh concrete.
また、硝酸塩としては、セメント系材料において硝酸イオンを生じるものであれば特に限定されず、例えば硝酸カルシウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム等を挙げることができる。特に、硝酸塩としては硝酸カルシウムを使用することが好ましい。また、pH調整剤としては、硝酸塩を含んでいれば、市販のコンクリート用化学混和剤を使用しても良い。 The nitrate is not particularly limited as long as it produces nitrate ions in the cementitious material, and examples thereof include calcium nitrate, potassium nitrate, and ammonium nitrate. In particular, it is preferable to use calcium nitrate as the nitrate. As the pH adjuster, a commercially available chemical admixture for concrete may be used as long as it contains nitrate.
なお、pH調整剤は、硝酸塩を含んでいれば良く、他の成分を含んでいても良い。例えば、pH調整剤は、硝酸塩に加えて亜硝酸塩を含んでいても良い。すなわち、pH調整剤は、亜硝酸塩を含まず硝酸塩を含む組成でも良いし、硝酸塩及び亜硝酸塩をともに含む組成であっても良い。このpH調整剤は、亜硝酸塩を含む場合、硝酸イオン及び亜硝酸イオンの合計量が全体の30〜60重量％である。pH調整剤は、亜硝酸塩を含む場合であって、硝酸イオン及び亜硝酸イオンの合計量が全体の30〜60重量％であり、セメント系材料に含まれる結合材100kgに対して重量比で3〜6Lの範囲、好ましくは4〜6L、より好ましくは4〜5Lとなるように混和されることが好ましい。 In addition, the pH adjuster should just contain nitrate, and may contain the other component. For example, the pH adjuster may contain nitrite in addition to nitrate. That is, the pH adjuster may have a composition that does not contain nitrite but contains nitrate, or a composition that contains both nitrate and nitrite. When this pH adjuster contains nitrite, the total amount of nitrate ions and nitrite ions is 30 to 60% by weight of the total. The pH adjuster contains nitrite, and the total amount of nitrate ions and nitrite ions is 30 to 60% by weight with respect to 100 kg of the binder contained in the cementitious material. It is preferable to mix in a range of ˜6 L, preferably 4 to 6 L, more preferably 4 to 5 L.
硝酸イオン及び亜硝酸イオンを上記範囲で含むpH調整剤を上記重量比となるように混和することによって、セメント系材料の間隙水pHを、pH調整剤を混和しないセメント系材料の間隙水pHと比較して有意に低くすることができる。特に、pH調整剤を結合材100kgに対して重量比で4〜6Lの範囲となるように混和することで、セメント系材料の間隙水pHを9.0以下に調整することができる。 By mixing a pH adjusting agent containing nitrate ion and nitrite ion in the above range so as to have the above weight ratio, the pore water pH of the cement-based material is changed to the pore water pH of the cement-based material not containing the pH adjusting agent. In comparison, it can be significantly reduced. In particular, the pore water pH of the cementitious material can be adjusted to 9.0 or less by mixing the pH adjusting agent in a weight ratio of 4 to 6 L with respect to 100 kg of the binder.
このとき、セメント組成物用pH調整剤に含まれる硝酸イオン及び亜硝酸イオンが上記範囲を下回る場合には、セメント系材料の間隙水のpHを十分に低下させることができない虞がある。また、ここで、セメント組成物用pH調整剤に含まれる硝酸イオン及び亜硝酸イオンが上記範囲を上回る場合には、セメント等の結合剤と水とを混和して得られるセメント系材料の急結を招き、施工が困難となる虞がある。 At this time, when the nitrate ion and nitrite ion contained in the pH adjuster for cement composition are below the above range, there is a possibility that the pH of the pore water of the cement-based material cannot be lowered sufficiently. Here, when the nitrate ion and nitrite ion contained in the pH adjuster for cement composition exceed the above range, rapid setting of the cement-based material obtained by mixing a binder such as cement and water. May be difficult to construct.
また、硝酸塩及び亜硝酸塩を含むセメント組成物用pH調整剤の場合、その配合量が結合材100kgに対して3L未満である場合、セメント系材料の間隙水のpHを十分に低下させることができない虞がある。また、硝酸塩及び亜硝酸塩を含むセメント組成物用pH調整剤の場合、その配合量が結合材100kgに対して6Lを超える場合、セメント系材料の間隙水のpHを十分に低下させられるものの、セメント等の結合剤と水等と混練して得られるフレッシュコンクリートを打設できない程度に強張る虞がある。 In addition, in the case of a pH adjuster for cement composition containing nitrate and nitrite, if the blending amount is less than 3 L with respect to 100 kg of the binder, the pH of the pore water in the cementitious material cannot be lowered sufficiently. There is a fear. In addition, in the case of a pH adjuster for cement composition containing nitrate and nitrite, if the blending amount exceeds 6 L with respect to 100 kg of the binder, the pH of the pore water of the cementitious material can be sufficiently lowered, but the cement There is a fear that the fresh concrete obtained by kneading with a binder such as water and the like cannot be cast.
また、硝酸塩及び亜硝酸塩を含むセメント組成物用pH調整剤の場合、硝酸塩及び亜硝酸塩を含んでいれば、市販のコンクリート用化学混和剤を使用しても良い。例えば、硝酸塩と亜硝酸塩とを主成分とする硬化促進剤（JIS A 6204、「コンクリート用化学混和剤」の硬化促進剤(I種)）をpH調整剤として使用することができる。 In the case of a pH adjuster for a cement composition containing nitrate and nitrite, a commercially available chemical admixture for concrete may be used as long as it contains nitrate and nitrite. For example, a hardening accelerator mainly composed of nitrate and nitrite (JIS A 6204, “curing accelerator (class I) of“ chemical admixture for concrete ”)” can be used as a pH adjuster.
より具体的に、BASF社製の商品名：ポズテック９９（硬化促進剤(I種)、耐寒促進剤タイプII）をpH調整剤として使用することができる。なお、このBASF社製の商品名：ポズテック９９は、硬化促進剤として使用される場合、結合材100kg当たり原液で2〜4Lの範囲で混和される。これに対して、pH調整剤として使用する場合、結合材100kg当たり原液で3〜6Lで使用することが好ましく、4〜6Lで使用することがより好ましく、5〜6Lで使用することが更に好ましく、6Lで使用することが最も好ましい。この範囲で使用することで、セメント系材料の間隙水pHを低くすることができる。ポズテック９９をこの範囲より下回る量で使用した場合、セメント系材料の間隙水pHを低くすることはできず、pH調整剤として使用することはできない。また、ポズテック９９をこの範囲より上回る量で使用した場合、セメント等の結合材を水等と混練して得られるフレッシュコンクリートが強張り打設できないといった問題によりセメント系材料として使用できなくなる。なお、フレッシュコンクリートの固さについては、いわゆるスランプ試験により評価することができる。 More specifically, BASF Corporation's trade name: Poztec 99 (curing accelerator (type I), cold resistance accelerator type II) can be used as a pH adjuster. When used as a curing accelerator, the product name POZTEC 99 manufactured by BASF is mixed in a range of 2 to 4 L as a stock solution per 100 kg of binder. On the other hand, when used as a pH adjuster, it is preferably used in 3 to 6 L as a stock solution per 100 kg of binder, more preferably 4 to 6 L, and even more preferably 5 to 6 L. Most preferably, 6L is used. By using in this range, the pore water pH of the cementitious material can be lowered. When Poztec 99 is used in an amount below this range, the pore water pH of the cementitious material cannot be lowered and cannot be used as a pH adjuster. Further, when Poztec 99 is used in an amount exceeding this range, it cannot be used as a cement-based material due to the problem that fresh concrete obtained by kneading a binder such as cement with water or the like cannot be reinforced. In addition, about the hardness of fresh concrete, it can evaluate by what is called a slump test.
＜コンクリート組成物及びセメント組成物＞
本発明に係るコンクリート組成物は、少なくとも、上述したpH調整剤とセメント等の結合材と骨材とを含んでいればよい。また、本発明に係るセメント組成物は、少なくとも、上述したpH調整剤とセメント等の結合材とを含んでいればよい。本発明で使用するセメントとしては、特に限定されないが、ＪＩＳ（JIS R 5210）で規定されるポルトランドセメントや混合セメントを挙げることができる。具体的には、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、及びそれらの低アルカリ型ポルトランドセメント、さらに高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等を挙げることができる。
<Concrete composition and cement composition>
The concrete composition according to the present invention only needs to contain at least the above-described pH adjuster, a binder such as cement, and an aggregate. Further, the cement composition according to the present invention only needs to contain at least the pH adjusting agent described above and a binder such as cement. Although it does not specifically limit as a cement used by this invention, Portland cement prescribed | regulated by JIS (JIS R 5210) and mixed cement can be mentioned. Specifically, ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-high-strength Portland cement, medium heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, and their low alkali type Portland cement, blast furnace cement, fly ash Examples thereof include cement and silica cement.
特に、本発明で使用するセメントとしては、特許第２９４１２６９号にて開示されるセメントが好ましい。特許第２９４１２６９号にて開示されるセメント組成物は、セメントと、フライアッシュやシリカフュームなどのシリカ質混和材とを含み、前記シリカ質混和材の合計重量が、前記セメントの重量よりも大きくなるようにしたものである。また、特許第２９４１２６９号にて開示されるセメント組成物において、セメントとして早強ポルトランドセメントを適用した場合、早強ポルトランドセメントと前記フライアッシュおよびシリカフュームの重量比率を３：５：２にすることが好ましい。さらに、特許第２９４１２６９号にて開示されるセメント組成物において、セメントとして普通ポルトランドセメントを適用した場合、普通ポルトランドセメントと前記フライアッシュおよびシリカフュームの重量比率を４：４：２にすることが好ましい。 In particular, the cement used in the present invention is preferably the cement disclosed in Japanese Patent No. 2941269. The cement composition disclosed in Japanese Patent No. 2941269 includes cement and a siliceous admixture such as fly ash and silica fume, and the total weight of the siliceous admixture is larger than the weight of the cement. It is a thing. Further, in the cement composition disclosed in Japanese Patent No. 2941269, when early-strength Portland cement is applied as the cement, the weight ratio of early-strength Portland cement and the fly ash and silica fume may be 3: 5: 2. preferable. Furthermore, in the cement composition disclosed in Japanese Patent No. 2941269, when ordinary Portland cement is applied as the cement, the weight ratio of ordinary Portland cement to the fly ash and silica fume is preferably 4: 4: 2.
特許第２９４１２６９号にて開示されるセメント組成物は、シリカ質混和材の合計重量をセメントの重量よりも大きくすることで、間隙水の所期pHを１０程度まで低減できる。また、pH値の経時的な変化についても、特許第２９４１２６９号にて開示されるセメント組成物を使用することで、pHが経時的にも１１以上となることを防止している。特許第２９４１２６９号にて開示されるセメント組成物を使用することで、セメント系材料の間隙水におけるpHを低くすることができるので、ベントナイトや岩盤と接触している放射性廃棄物処分場等の構造部材に好適である。 The cement composition disclosed in Japanese Patent No. 2941269 can reduce the desired pH of pore water to about 10 by making the total weight of the siliceous admixture larger than the weight of the cement. Further, with respect to the change in pH value over time, the use of the cement composition disclosed in Japanese Patent No. 2941269 prevents the pH from becoming 11 or more over time. By using the cement composition disclosed in Japanese Patent No. 2941269, the pH of the cementitious material in the pore water can be lowered, so the structure of a radioactive waste disposal site or the like in contact with bentonite or bedrock Suitable for members.
ここで、シリカフュームとは、シリコンメタル、フェロシリコン、シリコン合金、ジリコニュウムなどを製造する際に発生する排ガス中のダストを捕集することによって得られる球形の超微粒子である。また、フライアッシュとは、微粉砕した石炭をボイラ内で燃焼させ、この燃焼により溶融状態になった灰の粒子が高温の燃焼ガス中を浮遊し、ボイラ出口で温度が低下することで形成され電気集じん器に捕集され球形微細粒子である。 Here, the silica fume is spherical ultrafine particles obtained by collecting dust in the exhaust gas generated when silicon metal, ferrosilicon, silicon alloy, zirconium, etc. are produced. Fly ash is formed by combusting finely pulverized coal in a boiler, ash particles melted by this combustion float in the high-temperature combustion gas, and the temperature is lowered at the boiler outlet. Spherical fine particles collected in an electric dust collector.
これらシリカフューム及びフライアッシュは、市場に流通している如何なるものを使用しても良く、それらの粒径やＢＥＴ比表面積等の品質に関して限定されるものではない。 These silica fume and fly ash may be any commercially available ones, and are not limited in terms of quality such as particle size and BET specific surface area.
一方、本発明に係るコンクリート組成物において、骨材は、特に限定されず、従来公知の骨材を使用することができる。骨材としては、細骨材のみでも良いし、細骨材と粗骨材とを組み合わせても良い、例えば、細骨材としては、川砂、海砂、山砂、珪砂、砕砂、石灰岩を粉砕した砂、再生骨材の砂、焼成ボーキサイトを粉砕した砂、鉄鉱石を粉砕した砂、石英へん岩を粉砕した砂、高炉スラグを粉砕した砂、石英微粉末、硅石微粉末、岩石微粉末等を挙げることができる。粗骨材としては、川砂利、陸砂利、砕石及びこれらの混合物等を使用することができる。 On the other hand, in the concrete composition according to the present invention, the aggregate is not particularly limited, and a conventionally known aggregate can be used. As the aggregate, only fine aggregate may be used or fine aggregate and coarse aggregate may be combined. For example, as fine aggregate, river sand, sea sand, mountain sand, quartz sand, crushed sand, limestone are crushed Sand, recycled aggregate sand, baked bauxite crushed sand, iron ore crushed sand, quartz shale crushed sand, blast furnace slag crushed sand, quartz fine powder, meteorite fine powder, rock fine powder, etc. Can be mentioned. As the coarse aggregate, river gravel, land gravel, crushed stone, and a mixture thereof can be used.
本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、上述したpH調整剤、セメント及び骨材以外に他の成分を含有していても良い。他の成分としては、いわゆる混和剤、金属繊維及び／又は有機質繊維といった繊維等を挙げることができる。 The concrete composition and cement composition according to the present invention may contain other components in addition to the above-described pH adjuster, cement and aggregate. Examples of other components include so-called admixtures, fibers such as metal fibers and / or organic fibers.
混和剤は、流動性や強度発現性の向上、凝結コントロール、耐久性の向上などの多くの目的で使用される添加剤で、少なくとも1種類を使用することができる。この混和剤としては、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤、消泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、収縮低減剤、急結剤、発泡剤、防錆剤などを単独で使用したり、複数の組み合せで使用したりすることができる。 The admixture is an additive used for many purposes such as improvement of fluidity and strength development, setting control, and improvement of durability, and at least one kind can be used. These admixtures include high-performance water reducing agents, high-performance AE water reducing agents, fluidizing agents, antifoaming agents, setting accelerators, setting retarders, thickeners, shrinkage reducing agents, quick setting agents, foaming agents, and rust prevention. An agent or the like can be used alone, or can be used in a plurality of combinations.
少ない単位水量で流動性の向上を目指すためには、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。高性能減水剤としては、ポリカルボン酸塩系高性能減水剤、ポリアルキルアリルスルホン酸塩系高性能減水剤、芳香族アミノスルホン酸塩系高性能減水剤、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系高性能減水剤などがある。高性能ＡＥ減水剤としては、アルキルアリルスルホン酸塩系高性能ＡＥ減水剤、芳香族アミノスルホン酸塩系高性能ＡＥ減水剤、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系高性能ＡＥ減水剤、ポリカルボン酸塩系高性能ＡＥ減水剤などがある。これらの高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤は限定されるものではないが、使用量としてはセメント100重量部に対して3−5重量部であれば良好な流動性を得ることができる。また、混練り時に連行した空気を消泡するために、消泡剤を高性能減水剤と組み合わせて使用してもよい。 In order to improve fluidity with a small amount of unit water, it is preferable to use a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent. High-performance water reducing agents include polycarboxylate-based high-performance water reducing agents, polyalkylallyl sulfonate-based high-performance water reducing agents, aromatic amino sulfonate-based high-performance water reducing agents, and melamine formalin resin sulfonate-based high-performance water reducing agents. There are water reducing agents. High performance AE water reducing agents include alkyl allyl sulfonate high performance AE water reducing agents, aromatic amino sulfonate high performance AE water reducing agents, melamine formalin sulfonate high performance AE water reducing agents, polycarboxylates. System high performance AE water reducing agent. Although these high performance water reducing agents or high performance AE water reducing agents are not limited, good fluidity can be obtained if the amount used is 3-5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. Further, an antifoaming agent may be used in combination with a high-performance water reducing agent in order to defoam the air entrained during kneading.
繊維としては、金属繊維、有機繊維、無機繊維、又は金属繊維と有機繊維若しくは無機繊維とを混ぜ合わせた複合（ハイブリッド）繊維を挙げることができる。混入可能な金属繊維としては、鋼繊維、高張力鋼繊維、ステンレス繊維、チタン繊維、アルミニューム繊維などが挙げられる。また、有機繊維としては、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）繊維、レーヨン繊維、ナイロン繊維、ポリ塩化ビニール繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、耐アルカリガラス繊維などが使用できる。無機繊維としては、炭素繊維、天然の玄武岩を溶融して紡糸したバサルト繊維、ガラス繊維、シリカ繊維などが使用できる。 Examples of the fibers include metal fibers, organic fibers, inorganic fibers, or composite (hybrid) fibers obtained by mixing metal fibers with organic fibers or inorganic fibers. Examples of metal fibers that can be mixed include steel fibers, high-tensile steel fibers, stainless fibers, titanium fibers, and aluminum fibers. Organic fibers include polypropylene (PP) fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber, aramid fiber, polyethylene fiber, ultra-high strength polyethylene fiber, polyethylene terephthalate (PET) fiber, rayon fiber, nylon fiber, and polyvinyl chloride. Fiber, polyester fiber, acrylic fiber, alkali-resistant glass fiber, etc. can be used. As the inorganic fiber, carbon fiber, basalt fiber obtained by melting and spinning natural basalt, glass fiber, silica fiber, and the like can be used.
以上のように構成されたコンクリート組成物或いはセメント組成物に対して水（水道水や地下水）を配合して混練することでセメント系材料（コンクリート、モルタル或いはセメントペースト）とすることができる。得られたセメント系材料は、施工までの間、すなわち混練終了から施工までの間は流動性を維持できるため、通常のセメント系材料と同様に、セメント工場で混練してからアジテート車などを用いて施工現場まで運搬することが可能である。すなわち、セメント系材料は、例えば、レディーミクストコンクリート、プレキャストコンクリート用のコンクリート、遠心成形用コンクリート、振動締め固め用コンクリート、蒸気養生コンクリート、吹付けコンクリート等として使用することができる。 A cement-based material (concrete, mortar, or cement paste) can be obtained by mixing and kneading water (tap water or groundwater) to the concrete composition or cement composition configured as described above. The obtained cementitious material can maintain its fluidity until construction, that is, from the end of kneading until construction, so that it is kneaded in a cement factory and then used with an agitate vehicle, etc. It can be transported to the construction site. That is, the cementitious material can be used as ready-mixed concrete, concrete for precast concrete, concrete for centrifugal molding, concrete for vibration compaction, steam-cured concrete, shotcrete, and the like.
特に、本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、これらコンクリート等のセメント系材料としたときに間隙水のpHが低いといった特徴を有している。したがって、本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、植生の基盤として利用する植生コンクリートに使用することが好ましい。また、本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、稀少植物が生育している環境、鯉の池や猿山等など地下水や天水に曝される環境の構造部材及び/又は充填剤として使用することが好ましい。さらに、本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、吹付コンクリートや鋼管背面の注入用モルタル・コンクリート・セメントミルクに使用することで、吹付等の作業中に飛散する、或いは注入用の材料が漏れたり飛散したりする場合であっても、作業者に対する健康被害を回避することができる。さらにまた、本発明に係るコンクリート組成物及びセメント組成物は、非常に長期間性能を維持する必要のある放射性廃棄物処分場の構造部材や充填剤に使用することができる。 In particular, the concrete composition and the cement composition according to the present invention have a feature that the pH of pore water is low when these cement-based materials such as concrete are used. Therefore, the concrete composition and the cement composition according to the present invention are preferably used for vegetation concrete used as a vegetation base. Further, the concrete composition and the cement composition according to the present invention are used as a structural member and / or a filler in an environment where rare plants are grown, an environment exposed to groundwater or natural water, such as a pond and a monkey mountain. It is preferable. Furthermore, the concrete composition and the cement composition according to the present invention are used in sprayed mortar, concrete, and cement milk on the back of a steel pipe, so that the material for injection or spraying is scattered during the operation such as spraying. Even if it leaks or scatters, it is possible to avoid health damage to the worker. Furthermore, the concrete composition and cement composition according to the present invention can be used for structural members and fillers of radioactive waste disposal sites that need to maintain performance for a very long time.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, the technical scope of this invention is not limited to a following example.
〔実施例１〕
本実施例では、表１に示すように、コンクリート組成物を調整し、pH調整剤を所定量で配合して得られるセメント系材料の間隙水pHを評価した。
[Example 1]
In this example, as shown in Table 1, the concrete composition was adjusted, and the pore water pH of the cementitious material obtained by blending the pH adjuster in a predetermined amount was evaluated.
なお、表１において、セメントCは普通ポルトランドセメント（JIS R 5210-2009）であり、FAはフライアッシュII種（JIS A 6201-2008）であり、SFはシリカフューム（マイクロシリカ940U）である。また、表１においてC、FA及びSFの合計量をBとしている。 In Table 1, cement C is ordinary Portland cement (JIS R 5210-2009), FA is fly ash type II (JIS A 6201-2008), and SF is silica fume (microsilica 940U). In Table 1, B is the total amount of C, FA and SF.
本実施例において、細骨材としては石灰石砕砂（JIS A 5005-2009）を使用し、粗骨材としては石灰石砕石（JIS A 5005-2009）を使用した。また、高性能AE減水剤としては、ポリカルボン酸系高性能AE減水剤（JIS A 6204-2011）を使用し、AE剤としては高アルキルカルボン酸系陰イオン界面活性剤と非イオン界面活性剤の複合体（JIS A 6204-2011）を使用した。 In this example, limestone crushed sand (JIS A 5005-2009) was used as the fine aggregate, and limestone crushed stone (JIS A 5005-2009) was used as the coarse aggregate. In addition, polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent (JIS A 6204-2011) is used as high-performance AE water reducing agent, and high alkyl carboxylic acid-based anionic surfactants and nonionic surfactants are used as AE agents. The composite (JIS A 6204-2011) was used.
また、本実施例において、pH調整剤は、24重量％の硝酸イオン及び23重量％の亜硝酸イオンを含む液状の混和剤を使用した。具体的には、BASF社製の商品名：ポズテック９９を使用した。なお、ポズテック９９は、セメント１００kg当たり原液で２〜４Lの範囲で混和され硬化促進剤として使用される。 In this example, the pH adjuster was a liquid admixture containing 24 wt% nitrate ions and 23 wt% nitrite ions. Specifically, the product name: POZTEC 99 manufactured by BASF was used. In addition, Poztec 99 is mixed in the range of 2 to 4 L as a stock solution per 100 kg of cement and used as a curing accelerator.
本実施例において、コンクリートの練混ぜは以下の手順で、強制二軸ミキサー（容量50L）を使用して行った。先ず、粉体材料（表１におけるC、FA、SF、S及びG）を強制二軸ミキサーに投入し、空練り(30秒)を行う。その後、その他の材料（高性能AE減水剤、AE剤、pH調整剤及び水（予め水に入れて混合しておく））を投入し、混練(1分間)する。その後、ミキサー内の壁やパドルに付着したコンクリートを掻き出し、更に混練(1分間)した後に排出する。そして、製造したコンクリートをφ100mm×200 mmの鋼製型枠に打設し、材齢１日まで封緘20℃で封緘養生を行い、脱型した。脱型を20℃の水中で所定の材齢まで養生した。
このとき、製造したコンクリートについては、JIS A 1101に従いスランプ値（cm）を測定した。
In this example, the mixing of the concrete was performed using a forced biaxial mixer (capacity 50 L) according to the following procedure. First, powder materials (C, FA, SF, S, and G in Table 1) are charged into a forced biaxial mixer, and air-kneading (30 seconds) is performed. Thereafter, other materials (high performance AE water reducing agent, AE agent, pH adjuster and water (previously mixed in water)) are added and kneaded (for 1 minute). Thereafter, the concrete adhering to the walls and paddles in the mixer is scraped out, further kneaded (for 1 minute), and then discharged. Then, the produced concrete was placed in a steel mold of φ100 mm × 200 mm, and sealed at 20 ° C. until the age of one day, and demolded. The demolding was cured in water at 20 ° C. until a predetermined age.
At this time, the slump value (cm) of the manufactured concrete was measured in accordance with JIS A 1101.
また、本実施例では、材齢２８日の試験体を使用してコンクリート中の間隙水（細孔溶液）のpHを測定した。先ず、内径がφ50mm×高さ約100 mmの細孔溶液抽出装置（耐圧合金でできた大きなシリンジ）の内部に試験体をセットし、一軸圧縮試験装置を用いて1000kNで載荷して圧搾した液相の溶液を採取した（抽出装置の横に取り出し孔を設け、そこから通常のシリンジで吸引する）。採取した溶液についてJIS K 0102「工業排水試験方法」に準拠してpHを測定した。 In this example, the pH of pore water (pore solution) in the concrete was measured using a test specimen with a material age of 28 days. First, a test body is set inside a pore solution extraction device (large syringe made of pressure-resistant alloy) with an inner diameter of φ50 mm × height of about 100 mm, and is loaded and compressed at 1000 kN using a uniaxial compression test device The phase solution was collected (a take-out hole was provided on the side of the extraction device and aspirated with a normal syringe). The pH of the collected solution was measured according to JIS K 0102 “Industrial Wastewater Test Method”.
混和したpH調整剤の量、コンクリートについて測定したスランプ、試験片の間隙水pHの結果を表２に纏めた。また、pH調整剤の添加量とスランプ値との関係を図１に示した。 Table 2 summarizes the results of the amount of the pH adjusting agent mixed, the slump measured for concrete, and the pore water pH of the test piece. The relationship between the amount of pH adjuster added and the slump value is shown in FIG.
表２に示すように、硝酸イオン及び亜硝酸イオンを合計で30〜60重量％含む混和剤として、市販のポズテック９９を結合材100kg（普通ポルトランドセメント、フライアッシュ及びシリカフュームを含有する組成物）に対して3L以上、好ましくは4L以上、より好ましくは5L以上、更に好ましくは6L配合したときに、間隙水のpHが大幅に低下することが明らかとなった。特に、ポズテック９９を結合材100kgに対して4〜6Lの範囲で添加することで、間隙水pHを9.0以下にまで低減できることが判った。なお、ポズテック９９に関する製品カタログでは、セメント100kg（フライアッシュ及びシリカフュームを含有しない普通ポルトランドセメント）に対して2〜4Lの添加が、早強剤や耐寒剤としての標準量である。一方、ポズテック９９の混和量が結合材100kg（普通ポルトランドセメント、フライアッシュ及びシリカフュームを含有する組成物）に対して6Lを超えた場合、コンクリートが固くなり過ぎて使用が困難な状態となる（スランプ値参照、図１参照）。
As shown in Table 2, as an admixture containing a total of 30 to 60% by weight of nitrate ions and nitrite ions, commercially available Poztec 99 was added to 100 kg of binder (a composition containing ordinary Portland cement, fly ash and silica fume). On the other hand, it was revealed that the pH of the pore water was significantly lowered when blended with 3 L or more, preferably 4 L or more, more preferably 5 L or more, and even more preferably 6 L. In particular, it was found that the pore water pH can be reduced to 9.0 or less by adding Poztec 99 in the range of 4 to 6 L with respect to 100 kg of the binder. In addition, in the product catalog relating to
〔実施例２〕
本実施例では、表３に示すように、セメントペースト組成物を調整し、pH調整剤を所定量で配合して得られる試料の間隙水pHを評価した。
[Example 2]
In this example, as shown in Table 3, the cement paste composition was prepared, and the pore water pH of the sample obtained by blending the pH adjuster in a predetermined amount was evaluated.
表３の第1列に記述された、HFSCはフライアッシュ高含有シリカフュームセメントの略称であり、OPCは普通ポルトランドセメントの略称であり、BBは高炉セメントB種の略称であり、FAはフライアッシュセメントの略称である。 HFSC is an abbreviation for fly ash high content silica fume cement, OPC is an abbreviation for ordinary Portland cement, BB is an abbreviation for blast furnace cement type B, and FA is a fly ash cement. Is an abbreviation.
表３の第1行に記述されたCは普通ポルトランドセメント（JIS R 5210-2009）であり、BBは高炉セメントB種（JIS R 521-2009）であり、FAはフライアッシュII種（JIS A 6201-2008）であり、SFはシリカフューム（マイクロシリカ940U）である。なお、表３のWは、化学混和剤、促進剤、pH調整剤を含む水を意味する。 C described in the first line of Table 3 is ordinary Portland cement (JIS R 5210-2009), BB is blast furnace cement type B (JIS R 521-2009), and FA is fly ash type II (JIS A). 6201-2008) and SF is silica fume (microsilica 940U). In addition, W of Table 3 means the water containing a chemical admixture, a promoter, and a pH adjuster.
本実施例においては、セメントペーストを練り混ぜたのち、材齢28日まで封かん養生した。本実施例では、pH調整剤としてポズテック９９或いは市販の硝酸カルシウム（関東化学社製、硝酸カルシウム四水和物（特級））を使用した。 In this example, the cement paste was kneaded and then sealed and cured until the age of 28 days. In this example, Poztec 99 or commercially available calcium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., calcium nitrate tetrahydrate (special grade)) was used as a pH adjuster.
間隙水pHの測定は以下のように行った。本実施例におけるpH測定は、Svensk Karnbranslehantering AB社（Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co）が発行しているDevelopment of an accurate pH measurement methodology for the pore fluids of low pH cementitious materials（ISSN 1402-3091）の第11〜18頁に記載された測定法：R-12-02に準じて行った。
The pore water pH was measured as follows. The pH measurement in this example is the development of an accurate pH measurement methodology for the pore fluids of low pH cementitious materials (ISSN 1402-3091) published by Svensk Karnbranslehantering AB (Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co). Measurement method described on
詳細には、先ず、CO2フリーのイオン交換水を用意する。CO2フリーのイオン交換水は、イオン交換水を30分以上加熱してCO2を取り除き、その後、恒温水槽で室温まで冷却しつつ、窒素ガスをパージすることで作製する。次に、上述のように作製した試料（表面5〜10mmの試料は使用せず取り除く）をアルミナ乳鉢で80μmふるい80%通過まで粉砕する。次に、10mlのCO2フリーのイオン交換水と10gの試料をビーカーに入れ、マグネチックスターラーで5分間混合する。この際、窒素ガスはパージし続ける。その後、溶液（孔径0.45μmのフィルターに通してもよい）へpHメーター（堀場製作所社製、F-51）の電極を差し込み、安定したところで数値を読む。なお、測定中も窒素ガスは流し続ける。以上の測定を3回繰り返し、pHの誤差が±0.1であることを確認した後、測定を終了する。
混和したpH調整剤（ポズテック９９）の量、間隙水pHの測定結果を表４に纏めた。また、pH調整剤の添加量と間隙水pHとの関係を図２に示した。
Specifically, first, CO 2 -free ion exchange water is prepared. CO 2 -free ion exchange water is prepared by heating the ion exchange water for 30 minutes or more to remove CO 2 , and then purging nitrogen gas while cooling to room temperature in a constant temperature water bath. Next, the sample prepared as described above (the sample having a surface of 5 to 10 mm is removed without being used) is pulverized with an alumina mortar to 80% sieve 80% passage. Next, 10 ml of CO 2 -free ion exchange water and 10 g of sample are put in a beaker and mixed for 5 minutes with a magnetic stirrer. At this time, the nitrogen gas is continuously purged. Then, insert the electrode of a pH meter (Horiba, F-51) into the solution (which may be passed through a filter with a pore size of 0.45 μm), and read the value when it is stable. Nitrogen gas continues to flow during the measurement. The above measurement is repeated three times, and after confirming that the pH error is ± 0.1, the measurement is terminated.
Table 4 summarizes the measurement results of the amount of the pH adjuster (Postec 99) mixed and the pore water pH. Moreover, the relationship between the addition amount of a pH adjuster and pore water pH was shown in FIG.
表４及び図２に示すように、硝酸イオン及び亜硝酸イオンを合計で30〜60重量％含むポズテック９９を結合材100kg（普通ポルトランドセメント、フライアッシュ及びシリカフュームを含有する組成物）に対して3〜6Lの範囲で配合すると、フライアッシュ高含有シリカフュームセメント（HFSC）、普通ポルトランドセメント（OPC）、高炉セメントB種（BB）及びフライアッシュセメント（FA）の全てにおいて間隙水pHを有意に低下できることが明らかとなった。特に、ポズテック９９の配合量が増えるほど、間隙水pHの低下度合いが大きくなることが明らかとなった。特に、フライアッシュ高含有シリカフュームセメント（HFSC）においては、ポズテック９９による間隙水pHの低下効果が著しいことが明らかとなった。 As shown in Table 4 and FIG. 2, Poztec 99 containing 30 to 60% by weight of nitrate ions and nitrite ions in a total amount of 100 kg of binder (composition containing ordinary Portland cement, fly ash and silica fume) is 3 When blended in the range of ~ 6L, pore water pH can be significantly lowered in all of fly ash-rich silica fume cement (HFSC), ordinary Portland cement (OPC), blast furnace cement type B (BB) and fly ash cement (FA) Became clear. In particular, it has been clarified that the degree of decrease in pore water pH increases as the amount of Poztec 99 increases. In particular, in the fly ash high content silica fume cement (HFSC), it was revealed that the pore water pH lowering effect by Poztec 99 was remarkable.
一方、pH調整剤として市販の硝酸カルシウムを使用したときの、pH調整剤の量、間隙水pHの測定結果を表５に纏めた。また、pH調整剤の添加量と間隙水pHとの関係を図３に示した。なお、この例ではフライアッシュ高含有シリカフュームセメント（HFSC）を使用した。 On the other hand, Table 5 summarizes the measurement results of the amount of pH adjuster and the pore water pH when commercially available calcium nitrate was used as the pH adjuster. FIG. 3 shows the relationship between the added amount of the pH adjusting agent and the pore water pH. In this example, fly ash-rich silica fume cement (HFSC) was used.
表５及び図３に示すように、市販の硝酸カルシウムを使用した場合でも、ポズテック９９と同様に間隙水pHを大幅に低下できることが明らかとなった。 As shown in Table 5 and FIG. 3, it was found that even when commercially available calcium nitrate was used, the interstitial water pH could be greatly reduced in the same manner as Poztec 99.
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