コンクリート工学年次論文集，Vol.27，No.1，2005

論文

即脱成型平板のエフロレッセンスの定量化に関する基礎的研究
長尾敏之*1・平塚和男*2・橋本親典*3・渡辺健*4

要旨：本研究では，Ⅱ種フライアッシュ，高炉スラグ微粉末および火力発電所の脱硫石こうである二水石こうからなる粉体をセメントに置き換えて製造したノンセメント即脱成型
平板のエフロレッセンスの発生量を明らかにするため，エフロレッセンスの促進環境下に置いた供試体の発生率から定量的に評価した。その結果，全てのエフロレッセンスと不溶性のエフロレッセンスの発生量を測定することにより，可溶性と不溶性のエフロレッセンスを分離して評価することが可能である。ノンセメント即脱成型平板は，通常のセメント即脱成型平板に比べ，不溶性エフロレッセンスの発生量が少ないこと等が明らかになった。
キーワード：エフロレッセンス，即脱成型平板，フライアッシュ，高炉スラグ微粉末
ことが望まれている。著者らはこれまで，全く

1. はじめに近年，建設事業において，景観への配慮が欠セメントを使用せずⅡ種フライアッシュ，高炉かせなくなっており，自然環境や都市空間にあスラグ微粉末および火力発電所から副産されるった土木構造物，建築構造物が多くなっている。

二水石こうからなる産業副産物のみを主原料と特に，公園，街路，歩道などに使用されているする粉体をセメント代替とした即脱成型平板

即脱成型平板などのコンクリート 2 次製品につ(以下，ノンセメント即脱成型平板と称す。) をいては，景観が重要視される。しかし，コンク作製し，さらに練混ぜ水にアルカリ刺激としてリート 2 次製品の美観上大きな問題となる原因

水酸化ナトリウムを加えることで，従来の即脱の 1 つにエフロレッセンスがある。

成型平板と同様の曲げ強度を実現している 2)。

エフロレッセンスとは，モルタルやコンクリ

産業副産物の有効利用以外にノンセメント即ート中の可溶成分を溶解した溶液が，内部から脱成型平板の付加価値を高めることを目的とし表面に移動し，表面の乾燥に伴って水分が蒸発て，本研究ではノンセメント即脱成型平板からすることにより表面に析出，もしくは，空気中発生するエフロレッセンスを定量的に評価するの炭酸ガスと結合して表面に析出した物質のこ実験方法を検討し，ノンセメントおよびセメンとである。このエフロレッセンスを，一時的エト即脱成型平板の発生量の違いについて評価しフロレッセンスと永久的エフロレッセンスの 2た。エフロレッセンスの評価は通常，目視観察

つに分類すると，前者は可溶性であり，後者はが一般的である。本実験では促進環境下に置い

1)た供試体から発生するエフロレッセンスの質量不溶性であると考えられている 。
一方で，現在我が国では，電力の安定供給確によって定量的に評価した。実験では養生方法

保の視点から，石炭火力発電設備の増加が計画や養生期間別に全エフロレッセンスと不溶性エされている。それに伴い発生する石炭灰も増加

フロレッセンスの質量を測定した。また，エフ傾向にあり，今後多量の石炭灰を有効利用するロレッセンスの走査型電子顕微鏡観察を行った。

*1 徳島大学大学院*2 東洋工業株式会社

工学研究科建設工学専攻
本社営業部

(正会員)

(正会員)

*3 徳島大学

工学部建設工学科教授

工博

(正会員)

*4 徳島大学

工学部建設工学科助手

博士(工学)-235-(正会員)表－1

ノンセメント即脱成型平板の配合
単位量(kg/m3)

配合名

W/P*(%)

Recycles/a(%)

2675

P**

水107

FABS

Gypsum

273

110

27

細骨材

粗骨材

1198

400

NaOH
***
3%

*

W/P とは水粉体比を意味する**P とは総粉体量，FA とはフライアッシュ，BS とは高炉スラグ微粉末，Gypsum とは二水石
こうのことを意味する***

NaOH は水酸化ナトリウムを意味し，単位水量に対する添加率を意味する
表－2

配合名

W/C(%)

Normal26

セメント即脱成型平板の配合
単位量(kg/m3)

s/a(%)

水セメント細骨材

粗骨材

751074101198

400

2. 実験概要

度：3.16g/cm3 ，比表面積：3460cm2/g)を使用し2.1 使用材料と配合た。細骨材，粗骨材および練混ぜ水はノンセメ(1)ノンセメント即脱成型平板

ント即脱成型平板と同じものを使用した。セメ

本研究で使用した材料は，四国電力石炭火力

ント即脱成型平板の配合を表－2 に示す。この発電所産のⅡ種フライアッシュ(二酸化珪素：

配合は，ノンセメント即脱成型平板の配合にお45.9%，湿分：0.04%，強熱減量：1.7%，密度：ける粉体量をセメントに置き換えた配合である。

322.32g/cm ，比表面積：3460cm /g)，高炉スラグ
32

微粉末(密度：2.86g /cm ，比表面積：4620cm /g)

また，水酸化ナトリウムは添加していない。
2.2 練混ぜ方法

および四国電力石炭火力発電所から脱硫石こう

50 リットル用のパン型ミキサを用いた。練混として副産される二水石こう(密度：2.29g/cm3)

ぜは全粉体および骨材を投入して 2 分間，練混である。細骨材は，香川県さぬき市多和産細砂ぜ水を加えて 4 分間とし合計 6 分間練り混ぜた。

(粗粒率：3.21，密度：2.60g/cm3，吸水率：1.03%)

2.3 締固め方法を使用した。粗骨材は，通常のコンクリートに締固めは，実際に工場で小型コンクリート平用いる粒径 5mm 以上の粗骨材とは異なり，粒板の試作機として用いられている即脱成型機を径 2～7mm の徳島県美馬郡美馬産砕石(最大寸使用した。振動装置条件は，モータ回転数 50Hz，

3法：7mm，粗粒率：4.9，密度：2.60g/cm ，吸水

振幅振り子 28mm，振幅 1.4mm とし，振動時間率：1.70%)であり，粒径については 5mm 以下のは予備振動 2 秒，本振動 3 秒の計 5 秒とした。

細骨材の粒径と一部重複する。練混ぜ水は上水

これは，従来の即脱成型機の振動時間と同様で道水であり，練混ぜ水に添加した水酸化ナトリある。

3ウム(液体，濃度 24%，密度：1.26 g/cm )は，工2.4 供試体寸法

業用の市販されているものを使用した。ノンセ

曲げ強度試験用の供試体は，即脱成型機からメント即脱成型平板の配合を表－1 に示す。こ即時脱型された通常の 200×100×60mm の即脱の配合は，著者らが開発した配合 2)を用いた。

成型平板である。エフロレッセンス測定用の供(2)セメント即脱成型平板

試体は，曲げ強度試験用の供試体 200×100×

セメントは普通ポルトランドセメント(密60mm の即脱成型平板を，コンクリートカッタ-236-

ーを用い，100×60×15mm の大きさに切断し 1個の平板から 10 個のエフロレッセンス測定用供試体を作製した。なお，供試体を切断する作業は，各即脱成型平板の養生が終了した後，行った。写真－1 に切断前の即脱成型平板と切断切断前の即後のエフロレッセンス測定用供試体を示す。

脱成型平板

2.5 養生方法

切断後のエ フロレッセンス測定用供試体

養生は，インターロッキングブロック舗装技術協会が必要とする曲げ強度を満足する包装養生と水中養生の 2 種類の養生を行った。養生期

写真－1

即脱成型平板と切断後間は 7 日および 28 日とした。包装養生は，鋼製のエフロレッセンス測定用供試体

パレットに供試体をのせたままポリエチレン袋に入れて，所定の養生期間まで製品工場内に静置した。水中養生は，20±1℃の水中で養生を行った。実際に行った包装養生を写真－2 に示す。
2.6 試験方法(1)曲げ強度試験
曲げ強度試験は，インターロッキングブロック舗装設計施工要領の曲げ試験に準拠して行った。曲げ強度は以下の(1)式で求めた。

σ=240×P
b×d 22σ： 曲げ強度(N/mm )

(1)

写真－2

包装養生

P：最大荷重(N)ｂ：インターロッキングブロック幅(mm)

移す前に 100℃の乾燥炉に 24 時間入れ絶乾状態

ｄ：インターロッキングブロック厚さ(mm)とし，エフロレッセンス発生前の質量を測定す(2)エフロレッセンスの測定る。その後，供試体を図－1 に示すように供試

本研究で対象としたコンクリートは，水セメ体の高さの半分まで水中浸せきさせ，恒温室(温ント比が 30%以下のゼロスランプの即脱成型平度：20±1℃，湿度 55%～60%)に設置する。促板用コンクリートである。短い締固め時間で即進日数終了後，再び供試体を絶乾状態にしエフ脱成型させるため，水和反応が十分に進行しなロレッセンス発生後の質量を測定し発生率を算いと考えられる。材齢 7 日と材齢 28 日の曲げ強出する。次に，供試体表面を流水で可溶性のエ度の差は後掲する図－2 に示す通り非常に小さフロレッセンスを洗い流し，供試体を絶乾状態い。そのため，半水浸法による質量変化は全てにし，不溶性のエフロレッセンスのみが付着しエフロレッセンスが原因であると仮定した。

た供試体として質量を計測する。質量測定には，

本エフロレッセンス促進試験は，財団法人建容器

蒸留水

供試体

材試験センターが発表した白華（エフロレッセンス）試験 3)を参考に，蒸留水を用いてエフロレッセンスの発生を促進させ，エフロレッセンス発生後の供試体の質量を測定し，発生率を算出した。供試体をエフロレッセンス促進環境に

-237-

図－1

促進方法

3.0

109

材齢7日
材齢28日
材齢91日

762.0

発生率（％）

2

曲げ強度(N/mm )8Recycle-包Normal-包Recycle-水Normal-水2.5541.51.0

320.5

10.00R-包図－2R-水N-包供試体名

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98
促進日数（日）N-水図－3

曲げ強度試験

全エフロレッセンス発生率0.001g まで測定能力のある上皿電子天秤を使用し，測定結果は 3 個の供試体の平均とした。な3.0

お，促進日数は，7 日，28 日および 91 日とした。

2.5発生率（％）

全エフロレッセンスの発生率は以下の(2)式で求めた。

W全 =

W2 − W1× 100
W1

7 日間養生した供試体の(2)W 全：全エフロレッセンス発生率(%)

Recycle-包Normal-包Recycle-水
Normal-水

2.0
1.5
1.00.5

W1：エフロレッセンス発生前の供試体の絶乾質

0.0量(g)0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98
促進日数（日）W2：全エフロレッセンス付着供試体の絶乾質量
(g)

図－4

不溶性エフロレッセンスの発生率は以下の28 日間養生した供試体の全エフロレッセンス発生率(3)式で求めた。

W不 =

W3 − W1× 100
W1(3)図中に示した供試体名は，ノンセメント即脱成型 平 板 (Recycle) と セ メ ン ト 即 脱 成 型 平 板

W 不：不溶性エフロレッセンス発生率(%)(Normal)，および包装養生(包)と水中養生(水)をW3：不溶性エフロレッセンス付着供試体の絶乾意味する。本研究に使用した各供試体は，いずれも材齢 7 日で 5N/mm2 以上であり，インター質量(g)(3)走査型電子顕微鏡観察

ロッキングブロック舗装技術協会で必要とされ供試体表面に発生したエフロレッセンスを，る曲げ強度 5N/mm2 満たしている。

走査型電子顕微鏡で観察し，2 次電子像の写真3.2 エフロレッセンスの測定撮影を行った。また，蛍光 X 線装置を用い，元(1) 全エフロレッセンス

素分析を行った。

7 日間養生した供試体と 28 日間養生した供試
体の促進日数と全エフロレッセンス発生率の関3. 試験結果および考察係を図－3，図－4 に示す。
促進日数 91 日において 7 日間養生を行ったノ

3.1 曲げ強度試験
図－2 に各供試体の曲げ強度試験結果を示す。

ンセメント即脱成型平板の平均発生率は約-238-

1.4％であり，セメント即脱成型平板は約 1.9%3.0である。また，28 日間養生を行ったノンセメン

2.5発生率（％）

ト即脱成型平板は約 2.0%であり，セメント即脱成型平板は約 2.5%である。このことから，全エフロレッセンスの発生量はノンセメント即脱成型平板の方が少ない。
促進日数 28 日において，7 日間養生を行った

Recycle-包Normal-包Recycle-水Normal-水2.0
1.5
1.00.5

供試体については養生方法や養生期間による差0.0は見られず，28 日間養生を行った供試体は，水0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98
促進日数（日）中養生ではセメント，ノンセメント供試体の差は見られなかったが，包装養生では，ノンセメ

図－5

ント供試体の方がエフロレッセンスの発生が多不溶性エフロレッセンス発生率く見られた。

3.0

91 日間促進させるとノンセメント即脱成型

2.5

方法や養生期間にかかわらず，発生率が小さく2.0がエフロレッセンスの要因物質が少ないと考えられるが，今後さらに検討する必要がある。包

発生率（％）

平板の方がセメント即脱成型平板に比べ，養生なった。これはノンセメント即脱成型平板の方

7 日間養生した供試体のRecycle-包Normal-包Recycle-水Normal-水1.51.0

装や水中による養生方法の違いによるエフロレ

0.5

ッセンスの発生量に大差は見られなかった。一0.0
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98
促進日数（日）方，28 日間養生した供試体の方が，7 日間養生した供試体より，発生率が大きくなった。
(2)不溶性エフロレッセンス

図－6

28 日間養生した供試体の不溶性のエフロレッセンスの結果を図－5，図不溶性エフロレッセンス発生率－6 に示す。
表－3

7 日間養生を行った供試体は，促進日数 28 日

促進日数 91 日の可溶性および不溶性エフロレッセンス発生率（％）

までは，養生方法や促進日数にかかわらず，ノンセメントとセメントの即脱成型平板の発生率

供試体名に大差は見られなかったが，28 日間養生を行っ

Recycle-包Normal-包Recycle-水
Normal-水

た供試体は若干のばらつきが見られた。
促進日数 91 日になると 7 日間養生，28 間養生ともにノンセメント即脱成型平板の方がセメ

7日間養生
可
不0.70.80.81.40.60.80.51.4

28日間養生可
不1.30.5
1.0
1.3
1.10.91.31.4

ント即脱成型平板に比べ，養生方法や養生期間にかかわらず，発生率が小さくなった。これは生量を定量的に評価することが可能であると考(1)の結果とほぼ同様の傾向を現している。

えられる。

以上の結果より，エフロレッセンスの促進環

表－3 に促進日数 91 日における可溶性エフロ

境下に置いた供試体のエフロレッセンス発生前レッセンスと不溶性エフロレッセンスの発生率と発生後の質量を測定することにより，全エフを示す。28 日間包装した場合，可溶性エフロレロレッセンスと不溶性のエフロレッセンスの発ッセンスの発生量は，ノンセメント即脱成型平-239-

写真－3 ノンセメント供試体表
面の可溶性エフロレッセンス

写真－4 セメント供試体表面の不溶性エフロレッセンス

板，セメント即脱成型平板ともに同程度である

ムを生じやすいのは水酸化ナトリウムを配合しが，不溶性エフロレッセンスの発生は，ノンセているためと考えられる。一方，セメント即脱メント即脱成型平板の方が少ない。

成型平板で炭酸カルシウムを生じやすいのは，

3.3 走査型電子顕微鏡観察

フライアッシュや高炉スラグ微粉末と比べ Ca28 日間包装養生を行い，促進日数 91 日で採取したノンセメント供試体とセメント供試体かの含有量の多いセメントを主原料としているためと考えられる。

ら発生したエフロレッセンスの走査型電子顕微
鏡写真を写真－3，写真－4 に示す。写真－3 に

4. まとめ本研究の範囲内で，得られた結果を以下にま示すノンセメント即脱成型平板は角ばりが無く比較的丸い形状である。一方，写真－4 に示す

とめる。

セメント即脱成型平板のエフロレッセンスは針(1) エフロレッセンスの促進環境下においた供試体のエフロレッセンス発生前と発生後の状結晶であり，明確に結晶構造が異なる。
ノンセメント即脱成型平板のエフロレッセン

質量を測定し，発生率で表すことにより，スを元素分析した結果，S(イオウ)と Na(ナトリ

全エフロレッセンスと不溶性のエフロレッウム)の存在が確認され，可溶性アルカリ塩が多センスの発生量を定量的に評価することがく含まれていると考えられる。これに対して，可能である。

セメント即脱成型平板のエフロレッセンスの元(2) ノンセメント即脱成型平板はセメント即脱素分析した結果では，Ca(カルシウム)の存在が成型平板に比べ，不溶性のエフロレッセン確認され，炭酸カルシウム塩の成分であると考スが少ない。

えられる。
表－3 に示す通り，両即脱成型平板ともに，参考文献

可溶性と不溶性のエフロレッセンスを含むが，

1)石村進：メンソンリーモルタルの潜在白華試

ノンセメント即脱成型平板のエフロレッセンス

験法の報文につての検討，小野田研究彙報，第の 72%が可溶性であり，セメント即脱成型平板

12 巻，第 43 号，第 1 冊，pp.91，1960の 57%が不溶性である。ノンセメント即脱成型

2)平塚和男，寺石弘，橋本紳一郎，橋本親典：

平板で可溶性エフロレッセンスが多い理由は，産業副産物をセメント代替とした即脱成型平板

溶解度の高い硫酸ナトリウムを主体とするための研究，コンクリート工学年次論文報，vol.26，であり，逆に，セメント即脱成型平板で不溶性

No.1，pp.1485-1490，2004.7

エフロレッセンスが多い理由は，溶解度の小さ

3)真野孝次，飛坂基夫，熊原進：セメント系材

い炭酸カルシウムを主体とするためと考えられ料の白華試験方法の検討，財団法人建材試験セる。ノンセメント即脱成型平板で硫酸ナトリウ

ンター，pp.14-19，1982.7-240-