関西弁ブログ

セメントの製造原料と過程

セメントは、石灰石、粘土、鉄鉱石を製鉄する際に生産される残りカスの鉄さい、これら３つの原料からセメントは作られとりまんねん。石灰石やらなんやらの材料の他には、セメントが固まりコンクリートになるまでの時間を、遅らせるために石こうも加えられはります。セメントに石こうが入っておらへんと、セメントとしてトラックミキサで運搬の途中やぐに、カチカチに固まってコンクリートになってしもて、現場に着いた頃には、セメント（生コン）やのうてなってしまいまんねん。

石灰石や石こうやらなんやらの原料の絶ケッタイな割合によって、作られはるセメントの性質は色々と変身していきまんねん。例えとして一例をあげるんやったらば、早強セメントは、はよ固めるために石こうの量を少のうておるさかい、通常のセメントよりもはよ固まるわけや。

これらのセメントの原料となる、石灰石、粘土、鉄さいは、元々、それぞれの大きさがちゃうさかい、ずぅぇえええぇぇええんぶの材料の粒の大きさを調整して、水を加えたときに化学反応をしやすい様に、ぜええんぶひとつのこらずの材料を同じ大きさにしのうてはならしまへん。どないな風にして、ずぅぇえええぇぇええんぶの材料を同じ大きさにして、セメントを作るんかちうと、こら、各材料を大きなローラーで、何度もすりつぶしていき、ぜええんぶひとつのこらずのセメントの材料を大きさの均等な小さな粒になるまで大きなローラーによるすりつぶしの作業を重ねていきまんねん。まだこれだけでは作業の終了とはならしまへん。

次は、小さな粒となりよったぜええんぶひとつのこらずの材料を焼成しまっせ。１５００℃弱の高温で焼くとセメントの原料ともいえるクリンカーの完成や。このクリンカーに石こうを混ぜて、さらに細かい粒にして粉末状にしたやったら、セメントの完成や。１袋２５ｋｇの袋に詰めて世の中に出てゆきまんねん。ごっつう細かい粒にしてんこともあり、外見は小柄でもごっつうの重さやから、セメントの運搬は油断せんと行っておくんなはれ。

セメントの硬化原理と硬化進行

セメントを使用する場合には、セメントに水を混ぜて使用しまっせ。セメントと水が混ざり合うと、セメント粒子の表面で、即座に水和反応が生じはじめまんねん。いっちゃんはじめに、水和反応の最も早いクリンカー組成物であるアルミン酸三カルシウムの表面に、セメントが固まるスピードを遅らせる石こうによって、微細なエトリンガイト結晶で緻密な皮膜が作られ、クリンカー組成物のアルミン酸三カルシウムの水和反応のスピードが一時的ではおますが、遅くなるんですわ。

その一方で、ケイ酸三カルシウムもアルミン酸三カルシウムといっぺんに水和反応を起こしてまんねんが、アルミン酸三カルシウム同様にまもなく表面に薄い水和物の皮膜が形成されていき、水和反応が一定の間は緩やかいな進行になるんですわ。

生コンクリートを作るために、セメントに水を加えることによって、水とセメントが接してから４～５時間は、比較的緩やかいな水和反応状態が保たれはります。やけど、そやけどアンタ、この４～５時間の間にもセメントは常に変身を続けており、単に緩やかになっとるちうだけで、水和反応は更に進んでいきまんねん。

ほんで更に十数時間に渡り、セメントに含まれるケイ酸三カルシウムの中で、最も活発な水和反応が起こり、セメント粒子の隙間を生成されるＣ－Ｓ－Ｈ（カルシウム‐シリケート‐ハイドレイト）やらなんやらによって、その隙間は、緻密に埋められはることによってセメントの硬化、コンクリートできあがっていきまんねん。ほんで、セメントは水と接しあってから７日～２８日の間で終局に近い強度の７０～８０％ほどに達しまっせ。

せやけどダンさん、おもろいことに水和反応は、セメント内に水分が存在してん限り、長年月にわたって持続してるんや。やから、理論上では、セメントをきちんと管理していれば長期にわたって使用できるゆうことや。

地球に優しくエコセメント

近年問題となっとるゴミの増加。その対策の一案として、廃棄物を使用したエコセメントちうセメントが開発され、現在使用されとりまんねん。廃棄物の焼却後の灰やらなんやらを原料としてエコセメントは開発され、このセメントは、やまと工業規格にも定められとりまんねん。当然、石灰石やらなんやらを使用した通常のセメントとなんら変わりまへん性能を持っており、早強セメントよりも更にはよ固まる速硬エコセメントちうセメントも作られとりまんねん。