石膏对水泥和混凝土性能的影响(羽原)20130320.pdf

及物性及石膏影響歴史石膏性質起源流動性凝結強度発現羽原 俊祐12年代内容年代内容BC3000Concrete 床 中国甘粛省秦安県大地湾地方BC200Rome Roman concrete(Lime&Pozzolan)1756Eddystone 灯台建設 J.Smeaton:UK1796Roman cement(J.Parker:UK)1824Portland cement Patent(J.Aspdin:UK)竪窯1844回転窯(C.Johnson:USA)1890石膏 添加（P.I.Giron）1890Germany RC構造理論確立1908Auguste Perret Paris 8F Building1953石膏添加規格化 JIScementconcrete 歴史06/4/13羽原 工学 第回3Rome（118128年）古代建造物保存状態、建築史上、重要建物。巨大直径43.2m、建物全体光中央唯一開口部。080402工学4図-4 James Smeaton 2)32歳請負Eddystone 灯台灯台Portland島島図-3 現在Eddystone灯台1）沖合 岩礁080402工学5図-5 Eddystone灯台基礎右実際基礎部3）左上、基礎部模型3）右下、灯台模型1）移設台目灯台上部6John SmeatonCivil engineerJohn Smeaton,FRS,(8 June 1724 28 October 1792)was an English civil engineer responsible for the design of bridges,canals,harbours and lighthouses.He was also a capable mechanical engineer and an eminent physicist.Smeatonwas the first self-proclaimed civil engineer,and often regarded as the father of civil engineering.発明者：水硬性水泥不純石灰土焼成(目地材：非構造材料）The Smeatonian Society of Civil Engineers was founded in 1771,and was originally known as the Society of Civil Engineers,being renamed following its founders death.It was the first engineering society to be formed anywhere in the world,and remains the oldest.080402工学7図-1 大学土木工学科玄関記念碑（1974）右C.L.Page教授羽原生誕 250年（280年）特許成立 150年（180年）図-2 地図Eddystone 灯台灯台Portland島島080402工学8080402工学9Aspdin住居掲 Blue Plaque図-7 Aspdin当時住住居今人類夫重要工業材料一、煉瓦職人Joseph Aspdin、年月日 特許取得。080402工学10図-8 図-9 Joseph Aspdin最初使用 壁目地利用。11J.Aspdin、(）作幼児像080402工学12図-10 島門柱Eddystone 灯台灯台Portland島島英語読、語経由日本、080402工学13080402工学14図-11 Aspdin(1813-1864)6）図-12 William AspdinNorthfleet工場7）080402工学15PORTLAND CEMENTCompressive strength184018601880190019201940196019802000lb/in25001000200040008000MPa3.57142856PERIOD I(English)PERIOD II(German)Chemical control&fine grindingPERIOD III(International)Rotary kilns&cement chemistryPERIOD IV (International)Dry process kilns&closed circuit grinding図-13 品質変遷（1840-2000）8）16開発当時（Portland）水泥：石添加。171819石膏性質起源20Gypsum 二水Hemihydrate 半水Anhydrite 無水222324日本石膏純度悪、無水石膏産産二水石膏（高純度）酸石膏無水石膏（高純度）排脱石膏二水石膏（高純度）25近年排脱石膏割合高262003/10/24第4回 脱硫脱硝硫酸27SO濃度(体積比ppm)生理作用0.5-1臭気感臭気感刺激臭不快感許容範囲鼻咽刺激，起鼻咽刺激，起目刺激最低量呼吸困難呼吸困難短時間耐限界分皮膚刺激，気道気管支犯，生命危険分皮膚刺激，気道気管支犯，生命危険非常刺激性強，喘息持病方，心臓弱方10-20ppm程度SO2発作引起，危険状態SO2(二酸化硫黄，亜硫酸二酸化硫黄，亜硫酸)1960-1972：四日市喘息（中京工業地帯、京浜工業地帯、各地工業地帯近接地区）2003/10/24第4回 脱硫脱硝硫酸28NO脱硝装置SO脱硫装置火力発電所流図2003/10/24第4回 脱硫脱硝硫酸29排煙脱硫設備SO2+H2O H2SO3CaCO3+H2SO3 CaSO3+CO2+H2OCaSO3+O2 CaSO42003/10/24第4回 脱硫脱硝硫酸30石膏起源(万）排煙脱硫石膏220化学石膏330燐酸96精錬100他134天然石膏(輸入）250合計800国内使石膏約70副産物石膏用途用260石膏用450他90合計800天然石膏、30（輸入）火力発電所、石灰石排煙脱硫、20ppm以下排出。硫酸中和、化学石膏生成。排脱石膏S分90万石膏起源用途2003/10/24第4回 脱硫脱硝硫酸31排煙脱硫設備意義排煙脱硫設備公害設備、資源設備。公害防止設備省資源設備Win-Win技術SOx健康被害計知排脱石膏利用及石膏産業、高価天然石膏輸入。121119第11回 科学32静脈産業産業生態系静脈産業産業生態系生態系産業製造、産業処理、利用石膏凝結34、C-S-H水酸化C3A及C4AF、水和反応：鉱物水反応、水和物形成反応羽原 工学 第回35C-S-H、1時間後生成1日、代、生成（転化）36硬化構成50 酸水和物微細比表面積大、結合力大12 水酸化大型結晶、強度増進効果13%AFm 水和物C3A12AFtC3A3225 空隙(水比0.5 完全水和後組織）3738焼成度異（同一工場）硫酸量異。3940414243444546凝結、間隙質水和水和合量47484950安定性硫酸影響51焼成度異（同一工場）硫酸量異。5253More than 50%of alkali is combining with sulfate.Water soluble alkali is from alkali sulfate54Effect of alkali on the setting time of alitePlainInitialFinalAlkali accelerate the setting time 凝結時間影響55Blue:K2O 0%,Green K2O 0.6%,Red:K2O 1.5%PlainUp to 60minHeat of hydrationTime(minutes)間隙質水和抑制。56Up to 48 hoursHeat of hydrationTime(minutes)量添加、水和促進。Cumulative5758人間健康状態、血液中成分濃度判定。状態、空隙水中濃度判定Ion concentration in pore solution Na，K 水和生成物固定。、Na，K 時間増加。伴、H高。SO4，Ca 水和物生成、減少。Time(hours)59焼成度低量多、OH最初高推移、石灰飽和比早期高、凝結速。石種類影響、焼成度高大。606162凝結時間焼成度良 普 不良石種類二水 半水 無水63Setting time is accelerated by addition of alkaliconcreteDrinking alkaliEarly setting time64風化偽凝結65風化影響 偽凝結風化時間伴、強熱減量増加NPCLHC66Gypsum 二水Hemihydrate 半水Anhydrite 無水風化時間伴、表面水和物生成付着68BET増加、Bl変化間隙質水和起因第風化、減少遅、小69未風化間隙質水和大風化間隙質水和小二水石生成大風化偽凝結、二水石析出（硫酸供給、硫酸）7071半水石偽凝結起。硫酸硫酸塩供給、相生成風化、抑制、反応二水石生成。場合、C4AH137273強度等影響74安定性乾燥収縮圧縮強度7576777879