我が国はガラスの「資源大消費国」です。急速な経済発展に伴い、ガラスの消費量は日に日に増加しており、廃ガラスの処理は徐々に大きな課題となっています。ガラスの主成分は活性シリカであるため、粉末に粉砕するとポゾラン活性が得られ、コンクリートを調製するための混和剤として使用できます。これにより、廃ガラスの処理問題を解決できるだけでなく、グリーンで環境に優しい建築材料の開発も促進できます。日立建機の機械粉砕機のメーカーです。当社が製作する粉砕機は廃ガラス粉末を粉砕する装置です。今回はセメントにおけるガラス粉の役割についてご紹介します。

ガラス粉末を混合したコンクリートの圧縮強度試験とセメントペーストの顕微鏡検査結果を分析することにより、ガラス粉末のCaOは水と反応することができますが、非常に弱いと結論付けることができます。したがって、ガラス粉末は水硬性を持たないと考えられる。例えば、ガラス粉末の配合量が１０％の場合、ガラス粉末中の活性シリカ、アルミナ、水酸化カルシウムが反応して低アルカリ性の含水ケイ酸カルシウムが生成する。活性シリカは、高アルカリ度の水和ケイ酸カルシウムとも反応します。ケイ酸カルシウム水和物は反応して低アルカリケイ酸カルシウム水和物を生成します。水酸化カルシウムの含有量を減らすと、水和ケイ酸カルシウムの一部が生成され、硬化したスラリーの密度と不浸透性が向上します。セメント水和生成物である水酸化カルシウム (Ca(OH)2) と反応して水を生成します。 水和ケイ酸カルシウムは、コンクリート中の Ca(OH)2 の含有量を減らし、水和ケイ酸カルシウムの含有量を増やし、コンクリートの強度を向上させます。ガラス粉末の含有量が20％に達すると、セメント含有量が減少するため、セメントの水和によって生成される水和物も減少しますが、ガラス粉末はセメント水和物と反応して部分水和ケイ酸カルシウムを形成します。ガラス粉末の量が20％に達すると、強度が低下します。まだベンチマークコンクリートと同等です。ガラス粉末の量が増加し続け、セメント含有量が徐々に減少すると、水和生成物の量はますます少なくなり、ガラス粉末はセメント水和物と反応します。水和物の増加は、セメントによる水和生成物の減少を補うのに十分ではありません。セメント含有量の減少。そのため、強度はどんどん低下していきます。また、ガラス粉末の量が多すぎるとクラックが発生することも判明した。

これは、セメントの量が減少する一方で、水和反応に関与する活性シリカの需要も減少するためです。残った活性シリカがガラス粉末中のアルカリ性物質と反応し、コンクリートの内部膨張を引き起こします。硬化したセメントペーストにもひび割れが生じて大きなひび割れが発生し、コンクリートの強度も低下します。

ガラス粉末がセメントに及ぼす影響:

(1) セメントの代わりに無色透明のガラス粉末および緑色のガラス粉末を10％および15％混合したコンクリートは、28日圧縮強度が基準コンクリートよりも高い。注入量が 20% の場合、強度は基準コンクリートと同じになります。コンクリートに匹敵します。注入量が 30% 以上になると、コンクリートの圧縮強度が大幅に低下します。

(2) ガラス粉末を添加しない場合、水酸化カルシウムはよく結晶化し、粒径が大きくなります。ガラス粉末の量が増加すると、水酸化カルシウムの含有量が徐々に減少し、結晶化がますます悪化します。

(3) 異なる色のガラス粉末を添加しても、コンクリートの強度には大きな影響を与えません。

(4) ガラス粉末はコンクリートの製造に使用されており、優れた環境効果があります。

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