水熱法による低Ca型C-S-Hおよび廃コンクリート微粉末を用いた高活性Ca2SiO4の性状に関する検討
本研究では廃コンクリート微粉末の新たな有効利用方法を模索するため、最初にその主成分と考えられる低Ca型C-S-Hを用いて、水熱法による高活性Ca2SiO4前駆体及び高活性Ca2SiO4の作製を試みた。その結果、アルカリ溶液を用いた水熱法により、CaO/SiO2モル比2.0のケイ酸カルシウム塩鉱物の一種であるα-C2SHが生成し、焼成によってセメントクリンカー中のCa2SiO4よりも高活性なCa2SiO4の生成が確認された。そして廃コンクリート微粉末を用いて水熱合成を行った結果、その焼成物からも高活性なCa2SiO4の生成が確認され、廃コンクリート微粉末の新たな有効利用方法の可能性を示した。...
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| Published in | セメント・コンクリート論文集 Vol. 77; no. 1; pp. 492 - 500 |
|---|---|
| Main Authors | , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
一般社団法人 セメント協会
29.03.2024
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0916-3182 2187-3313 |
| DOI | 10.14250/cement.77.492 |
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| Abstract | 本研究では廃コンクリート微粉末の新たな有効利用方法を模索するため、最初にその主成分と考えられる低Ca型C-S-Hを用いて、水熱法による高活性Ca2SiO4前駆体及び高活性Ca2SiO4の作製を試みた。その結果、アルカリ溶液を用いた水熱法により、CaO/SiO2モル比2.0のケイ酸カルシウム塩鉱物の一種であるα-C2SHが生成し、焼成によってセメントクリンカー中のCa2SiO4よりも高活性なCa2SiO4の生成が確認された。そして廃コンクリート微粉末を用いて水熱合成を行った結果、その焼成物からも高活性なCa2SiO4の生成が確認され、廃コンクリート微粉末の新たな有効利用方法の可能性を示した。 |
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| AbstractList | 本研究では廃コンクリート微粉末の新たな有効利用方法を模索するため、最初にその主成分と考えられる低Ca型C-S-Hを用いて、水熱法による高活性Ca2SiO4前駆体及び高活性Ca2SiO4の作製を試みた。その結果、アルカリ溶液を用いた水熱法により、CaO/SiO2モル比2.0のケイ酸カルシウム塩鉱物の一種であるα-C2SHが生成し、焼成によってセメントクリンカー中のCa2SiO4よりも高活性なCa2SiO4の生成が確認された。そして廃コンクリート微粉末を用いて水熱合成を行った結果、その焼成物からも高活性なCa2SiO4の生成が確認され、廃コンクリート微粉末の新たな有効利用方法の可能性を示した。 |
| Author | 細川, 佳史 鈴木, 一帆 藤巻, 達矢 斎藤, 豪 |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 藤巻, 達矢 organization: 新潟大学 大学院自然科学研究科環境科学専攻（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） – sequence: 1 fullname: 斎藤, 豪 organization: 新潟大学 工学部工学科社会基盤工学プログラム（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） – sequence: 1 fullname: 鈴木, 一帆 organization: 新潟大学 大学院自然科学研究科環境科学専攻（〒950-2181 新潟県新潟市西区五十嵐2の町8050） – sequence: 1 fullname: 細川, 佳史 organization: 太平洋セメント株式会社 中央研究所（〒285-8655 千葉県佐倉市大作2-4-2） |
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| Publisher | 一般社団法人 セメント協会 |
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| References | 7) 鈴木一帆ほか：高Ca/Si比C-S-Hの低温焼成によるC2Sの生成に関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.381-388（2018） 16) P. Yu et al.：Structure of Calcium Silicate Hydrate（C-S-H）：Near-, Mid-, and Far-Infrared Spectroscopy, J. Am. Ceram. Soc., 82［3］, pp.742-748（1999） 8) 井川義貴ほか：錯体重合法による高比表面積β-C2Sの作製及びその水和性状に関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.73、pp.363-370（2019） 14) S. Brunauer et al.：Adsorption of gases in multimolecular layers, Journal of the American Ceramic Society, Vol.60, pp.309-319（1938） 15) H. Matsuyama et al.：Effects of pH on precipitation of quasi-crystalline silicate in aqueous solution, Adv. Cem. Res., 12（1）, pp.29-33（2000） 9) 鈴木一帆ほか：塩化カルシウムを用いた共沈法によるC-S-Hの合成とセメントの再生サイクルに関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.73、pp.421-428（2019） 12) 中村明則ほか：ケイ酸カルシウム水和物による塩化物イオン、硫酸イオンおよびリン酸イオンの収着、日本化学会誌、No.6、pp.415-420（1999） 1) M. Garside：Global cement production 1995-2022（2023） https://www.statista.com/statistics/1087115/global-cement-production-volume/（2022.09.10アクセス） 19) 荒井康夫、安江任：実験固体化学入門（XI）7 赤外吸収スペクトル（2）、石膏と石灰、No.188、pp.47-60（1984） 5) 斎藤豪ほか：共沈法による高Ca/Si比C-S-Hの合成、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.373-380（2018） 3) 日本建設業連合会：低炭素型コンクリートの普及促進に向けて（2016）https://www.nikkenren.com/sougou/10thaniv/pdf/05-06-20.pdf（2022.09.10アクセス） 21) T. Link et al.：Reactivity and phase composition of Ca2SiO4 binders made by annealing of alpha-dicalcium silicate hydrate, Cement and Concrete Research 67, pp.131-137（2015） 22) M. Miyazaki et al.：Crystallographic data of a new phase of dicalcium silicate, J. Am. Ceram. Soc. 81, pp.1339-1343（1998） 20) H. Ishida et al.：α-Dicalcium silicate hydrate：preparation, decomposed phase, and its hydration, J. Am. Ceram. Soc., 76［7］, pp.1707-1712（1993） 13) 佐川孝広、名和豊春：X線回折外部標準法により測定したセメント系材料の水和反応と硬化体の相組成、セメント・コンクリート論文集、Vol.68、pp.46-52（2014） 17) M. Izadifar et al.：Correlation between Composition and Mechanical Properties of Calcium Silicate Hydrates Identified by Infrared Spectroscopy and Density Functional Theory, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 17, pp.10868-10873（2019） 18) 佐藤賢之介ほか：共沈法による高C/S比のC-S-Hの合成と低温焼成したβ-C2Sの水和反応に関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.71、pp.48-55（2017） 6) 井川義貴ほか：高C/SのC-S-H焼成により生成したC2Sの水和反応解析、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.18-24（2018） 4) 斎藤豪ほか：メカノケミカル法によって合成したβ-C2Sに関する基礎的検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.366-372（2018） 11) 石田秀輝、佐々木香、光田武：高活性セメント鉱物β-Ca2SiO4の低温合成と水和反応ならびに生成ジェル、鉱物学雑誌、第26巻、第3号、pp.135-146（1997） 2) CEMBUREAU：ACTIVITY REPORT 2019（2019） https://cembureau.eu/media/clkdda45/activity-report-2019.pdf（2022.09.10アクセス） 10) 環境省：環境省平成26年版環境・循環型社会・生物多様性白書 https://www.env.go.jp/policy/hakusyo/h26/pdf/full.pdf（2022.09.10アクセス） |
| References_xml | – reference: 5) 斎藤豪ほか：共沈法による高Ca/Si比C-S-Hの合成、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.373-380（2018） – reference: 10) 環境省：環境省平成26年版環境・循環型社会・生物多様性白書 https://www.env.go.jp/policy/hakusyo/h26/pdf/full.pdf（2022.09.10アクセス） – reference: 8) 井川義貴ほか：錯体重合法による高比表面積β-C2Sの作製及びその水和性状に関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.73、pp.363-370（2019） – reference: 17) M. Izadifar et al.：Correlation between Composition and Mechanical Properties of Calcium Silicate Hydrates Identified by Infrared Spectroscopy and Density Functional Theory, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 17, pp.10868-10873（2019） – reference: 7) 鈴木一帆ほか：高Ca/Si比C-S-Hの低温焼成によるC2Sの生成に関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.381-388（2018） – reference: 11) 石田秀輝、佐々木香、光田武：高活性セメント鉱物β-Ca2SiO4の低温合成と水和反応ならびに生成ジェル、鉱物学雑誌、第26巻、第3号、pp.135-146（1997） – reference: 3) 日本建設業連合会：低炭素型コンクリートの普及促進に向けて（2016）https://www.nikkenren.com/sougou/10thaniv/pdf/05-06-20.pdf（2022.09.10アクセス） – reference: 4) 斎藤豪ほか：メカノケミカル法によって合成したβ-C2Sに関する基礎的検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.366-372（2018） – reference: 15) H. Matsuyama et al.：Effects of pH on precipitation of quasi-crystalline silicate in aqueous solution, Adv. Cem. Res., 12（1）, pp.29-33（2000） – reference: 21) T. Link et al.：Reactivity and phase composition of Ca2SiO4 binders made by annealing of alpha-dicalcium silicate hydrate, Cement and Concrete Research 67, pp.131-137（2015） – reference: 2) CEMBUREAU：ACTIVITY REPORT 2019（2019） https://cembureau.eu/media/clkdda45/activity-report-2019.pdf（2022.09.10アクセス） – reference: 20) H. Ishida et al.：α-Dicalcium silicate hydrate：preparation, decomposed phase, and its hydration, J. Am. Ceram. Soc., 76［7］, pp.1707-1712（1993） – reference: 1) M. Garside：Global cement production 1995-2022（2023） https://www.statista.com/statistics/1087115/global-cement-production-volume/（2022.09.10アクセス） – reference: 13) 佐川孝広、名和豊春：X線回折外部標準法により測定したセメント系材料の水和反応と硬化体の相組成、セメント・コンクリート論文集、Vol.68、pp.46-52（2014） – reference: 18) 佐藤賢之介ほか：共沈法による高C/S比のC-S-Hの合成と低温焼成したβ-C2Sの水和反応に関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.71、pp.48-55（2017） – reference: 6) 井川義貴ほか：高C/SのC-S-H焼成により生成したC2Sの水和反応解析、セメント・コンクリート論文集、Vol.72、pp.18-24（2018） – reference: 12) 中村明則ほか：ケイ酸カルシウム水和物による塩化物イオン、硫酸イオンおよびリン酸イオンの収着、日本化学会誌、No.6、pp.415-420（1999） – reference: 9) 鈴木一帆ほか：塩化カルシウムを用いた共沈法によるC-S-Hの合成とセメントの再生サイクルに関する検討、セメント・コンクリート論文集、Vol.73、pp.421-428（2019） – reference: 14) S. Brunauer et al.：Adsorption of gases in multimolecular layers, Journal of the American Ceramic Society, Vol.60, pp.309-319（1938） – reference: 22) M. Miyazaki et al.：Crystallographic data of a new phase of dicalcium silicate, J. Am. Ceram. Soc. 81, pp.1339-1343（1998） – reference: 19) 荒井康夫、安江任：実験固体化学入門（XI）7 赤外吸収スペクトル（2）、石膏と石灰、No.188、pp.47-60（1984） – reference: 16) P. Yu et al.：Structure of Calcium Silicate Hydrate（C-S-H）：Near-, Mid-, and Far-Infrared Spectroscopy, J. Am. Ceram. Soc., 82［3］, pp.742-748（1999） |
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