膨張セメント、高範囲無音ひび割れ防止剤（HSCA）

膨張セメントとは、ポルトランドセメントクリンカーを適量の石膏と膨張剤で粉砕して作られた水硬性セメント材料を指します。セメントの主成分に応じて、ケイ酸塩型、アルミネート型、硫酸アルミネート型の膨張セメントに分けられます。セメントの膨張値と用途に応じて、収縮補償セメントと自己応力セメントの2種類に分けられます。

水和および硬化の過程で体積膨張を起こすセメント。一般的に、ポートランドセメントは空気中で硬化すると体積が収縮します。収縮によりセメント石構造に微小亀裂が生じ、セメント石構造の緻密性が低下し、構造の不浸透性、耐凍害性、耐腐食性に影響を及ぼします。膨張性セメントは硬化過程で体積が収縮せず、わずかに膨張するため、収縮による悪影響を解決できます。膨張セメントには多くの用途があります。

性能特性：

1. 水中で膨張するセメントから製造されたコンクリートの自由膨張率は 8 ～ 10×10-4 であり、コンクリートに 0.2 ～ 0.6MPa の自己応力を確立し、収縮を補償するための要件を満たし、コンクリートの収縮とひび割れを軽減または防止できます。

2. 膨張セメントコンクリートの耐透水性はS30以上であり、自己防水コンクリートとも呼ばれます。このセメントを使用して自己防水コンクリートを製造すれば、労力と材料を節約でき、工期が短縮され、耐久性も良好です。

3. 新型膨張セメントは、初期強度が高く、後期強度の伸びが大きく、長期強度が着実に増加します。

4. 膨張セメントで作られたコンクリートは内部に膨張自己応力を持ち、鉄筋との保持力が強くなります。

5. 塩素塩を含まず、鉄筋に錆びが発生しません。

主目的：

1. ポートランド膨張セメント

主に防水モルタルや防水コンクリートの製造に使用されます。構造物の補強、注入機の土台、アンカーボルトの固定に適しており、ジョイントや修理プロジェクトに使用できます。ただし、硫酸塩腐食のある水プロジェクトでの使用は禁止されています。

2. 低熱マイクロ膨張セメント

主に、水和熱と収縮補償の要件が低いコンクリートおよび大容量コンクリートに使用されます。また、不浸透性および硫酸塩腐食耐性を必要とするプロジェクトにも適しています。

3. 硫酸アルミネート膨張セメントは、主にコンポーネントジョイントの注入やコンクリートプロジェクトでの不浸透性と収縮補正に使用されます。

4.自己応力セメント

主に自己応力強化コンクリート圧力管およびその付属品に使用されます。

1. コンクリート（またはモルタル）の適切な膨張量を決定するために、施工前に試験配合を実施する必要があります。

2. 膨張セメントは通常、他の種類のセメントと混合されません。

包装と保管:

膨張セメントはプラスチック製の織り袋に詰められており、袋あたりの正味重量は 40kg です。ユーザーの要件に応じて、他の包装も使用できます。膨張セメントは密封され、乾燥した環境で保管する必要があります。保存期間は 6 か月です。袋を開封した後は、1 回使用する必要があります。

現象分析と予防対策：

膨張セメントを結合材として用いて製造された防水コンクリートは、膨張セメント防水コンクリートと呼ばれます。膨張セメントは硬化初期に高硫黄水和硫酸アルミネート（エトリンガイト）を生成するため、コンクリートの体積が膨張し、拘束条件下でのコンクリートの細孔構造が改善され、総気孔率が低下し、毛細管細孔サイズが縮小され、コンクリートの緻密性と不浸透性が向上します。わが国でより頻繁に使用される膨張セメントには、明礬石膨張セメント、ポルトランド膨張セメント、石膏アルミナ膨張セメントなどがあります。これらのセメントは、その大きな膨張特性のため、防水コンクリートの製造に使用されるだけでなく、収縮コンクリートを補うためにもよく使用されます。

現象：

コンクリート混合物がタンクから出てきた後、約30〜45分間輸送および駐車され、粘度が明らかに現れ、スランプ損失が20mm以上に達する可能性があり、建設作業に困難をもたらし、注入品質に影響を与えます。

原因分析:

（１）工事現場の周囲温度は高く、特に夏場は３５℃を超えることもあります。

（２）移動や滞在時間が長すぎる。

（３）他の種類のセメントを混ぜる。例えば、石膏アルミナセメントのコンクリート混合物にポルトランドセメントを混ぜると、コンクリート混合物はすぐに流動性を失います。

（4）膨張セメントの過剰投与。膨張セメントの種類にかかわらず、その成分中の石膏含有量は一般的なセメントよりもはるかに高く、SQ含有量は一般に6.5％から7.5％に達することがあります。

（5）膨張セメントの粒子は一般的に一般的なセメントよりも小さく、比表面積は一般的に4800±200cm2/gであり、コンクリート混合物の水分要求量に反映されています。同じスランプの通常のセメントコンクリートと比較して、％〜15％多いだけでなく（約10倍多い）、スランプの損失が速くて大きいです。

防止：

（1）施工工程を合理的に整理し、輸送および滞留時間を短縮する。許容滞留時間と注入時間は試験に基づいて決定し、コンクリート配合設計時にスランプ値を適切に増加させて、起こり得るスランプ損失を補う必要がある。スランプを調整するために、混合コンクリート混合物に水を加えることは許可されていません。

（２）夏季の炎天下での施工では、砂利骨材については日よけや断熱対策を講じ、コンクリート混合物については輸送中に断熱対策を講じ、炎天下や急速な水分損失を防ぐ必要があります。ただし、施工環境温度が低すぎる場合（5℃未満）は、断熱対策を講じる必要があります。

（3）膨張セメントの独特の特性により、他の種類のセメントとの混合に非常に敏感です。したがって、膨張セメントは、保管、積み重ね、混合、輸送などの過程で他の種類のセメントと混合してはなりません。急速な硬化や流動性の急速な消失を防ぎ、コンクリートの物理的および機械的性質を損傷します。ミキサー、輸送トラック、台車、バイブレーター、シャベルなどの建設機械はすべて清掃し、他のセメント残留物が付着して膨張セメントコンクリートに混ざり、悪影響を及ぼさないようにする必要があります。

（４）膨張セメントには多くの種類があり、それぞれ性質が異なり、簡単に代替することはできません。たとえ同じ種類であっても、あるいは異なる工場で製造されたものであっても、事故を防ぐために代替することはできません。

関連情報：

中国では、硬化過程で体積が膨張するセメントは、鉱物組成の違いにより、ポルトランド膨張セメント、アルミネート膨張セメント、硫酸アルミネート膨張セメント、水酸化カルシウム膨張セメントに分類されます。

ポルトランド膨張セメント、明礬石膨張セメント、酸化鉄膨張セメント、酸化マグネシウム膨張セメント、K型膨張セメントなどは、ポルトランド型膨張セメントに属します。このタイプのセメントは、通常、ポルトランドセメントにさまざまな膨張成分を加えて粉砕されます。たとえば、高アルミナセメントと石膏は膨張成分として使用され、ポルトランドセメントに適量添加されてポルトランド膨張セメントが製造されます。石膏アルミナ膨張セメントは、アルミネート膨張セメントに属します。通常、高アルミナセメントに石膏と石灰を適量添加して粉砕されます。

硫酸アルミネート膨張セメントは、硫酸アルミネートセメントクリンカーに適量の石膏を混ぜて粉砕したものです。一般的に、膨張値の小さいセメントは、収縮補償モルタルやコンクリートと配合することができ、構造物の補強、機械の土台やアンカーボルトの注入、漏水の亀裂や穴の塞ぎや補修、地下建物の防水層などに適しています。

膨張値の大きいセメントは、自己応力セメントとも呼ばれ、鉄筋コンクリートの製造に使用されます。自己応力セメントの硬化初期段階では、化学反応によりセメント石の体積が膨張し、鉄筋に引張応力がかかります。逆に、鉄筋はコンクリートに圧縮応力をかけます。この事前圧縮応力により、鉄筋コンクリート部​​品の耐荷重性とひび割れ抵抗性が向上します。自己応力セメントの場合、膨張および変形が安定した後のモルタルまたはコンクリートの自己応力値が2 MPaを超える必要があります（一般に膨張セメントは1 MPa未満です）。自己応力セメントは、異なる鉱物組成に応じて、ケイ酸塩自己応力セメント、アルミネート自己応力セメント、硫酸アルミネート自己応力セメントに分けられます。このタイプのセメントは不浸透性に優れており、都市の水道管、ガス管、その他の石油およびガスパイプラインなど、さまざまな水圧や空気圧に耐えることができるさまざまな直径の自己応力パイプの製造に適しています。

膨張セメントの硬化過程において、セメント中の鉱物の水和によって生成された水和物は、結晶化する際に大きな膨張エネルギーを生み出します。この原理を利用して、コンクリート構造物の解体や岩石の破壊に使用されているサイレント破砕機の開発に成功しました。採掘、切断、破砕において良好な結果が得られています。