ポートランドセメント

ケイ酸塩セメントクリンカ、0 ~ 5%石灰石または粒化高炉スラグ、適量石膏を研磨して製造した水硬性ゲル化材料はケイ酸塩セメントとなる。珪酸塩セメントは2種類に分けられ、その中：I型珪酸塩セメントは無添加混合材料で、符号はP・Iである、II型ケイ酸塩セメントはセメント質量の5%以下の石灰石または粒化高炉スラグを添加した混合材料であり、P・IIと呼ばれている。例えば：P・I 42.5、P・II 42.5 R。

一般的なケイ酸塩セメントまたは一般的なポートランドセメントとは、ケイ酸塩セメントが5〜20%の活性混合材を含有することを指す。より高い混合材含有量（20%超）のケイ酸塩セメントであり、セメント名は混合材名、例えばスラグケイ酸塩セメント、微粉炭灰ケイ酸塩セメント、火山灰ケイ酸塩セメント、複合ケイ酸塩セメント（2種以上の混合材を含む）を含む。

珪酸塩セメントクリンカの主成分は珪酸三カルシウム3 CaO・SiO 2、珪酸二カルシウム2 CaO・SiO 2、アルミノ三カルシウム3 CaO・Al 2 O 3、鉄アルミノ四カルシウム4 CaO・Al 2 O 3・Fe 2 O 3である。水と混合すると、複雑な物理的および化学的反応が起こり、水和（hydrate）と呼ばれる。セメントを水で混合した後、可塑性を持つ水スラリーとなり、水スラリーが徐々に濃くなって塑性を失ったが強度を持っていないまで、この過程を「凝結」と呼ぶ。その後、明らかな強度が発生し、徐々に硬いセメント石に発展する過程を硬化（harden）と呼ぶ。凝縮と硬化は人為的に区分され、実際には連続的な物理化学変化過程である。

ポートランド

• ポートランドセメント：水硬性ケイ酸カルシウム類を主成分とするクリンカを研磨した水硬性セメントであり、通常、1種または1種以上の異なる形態の硫酸カルシウムを添加物として共同研磨する。

• 一般ポートランドセメント：このセメントの応用は広、鉄道、電力、道路、橋梁、軍事及び一般建築などの工事に用いられる。その他の各種セメント加工製品、例えば電柱、枕木、セメント管、石綿瓦なども多く採用されている。セメントの使用量の約9割以上を占める。

• ポートランド第2型セメント：このセメントは発生する水化熱量が少なく、中性度硫酸塩の浸食作用に抵抗できるが、強度発生の初期は*種セメントより遅い。このセメントは中型巨積コンクリートの使用に適している。例えば橋脚や大型ダムなどの用途。

• ポートランド第3型セメント：3〜5日の間に発展できる強度は、普通のセメントの28日の発展者に相当する必要がある。そのため、軍事工事、道路及び水中工事の必要性が短期的に竣工するか、できるだけ早く型を解体したいコンクリートは非常に適している。いくつかの予力コンクリート施工者も喜んで採用している。

• ポートランド第4型セメント：その特性は硬化時に発生する水化熱は普通セメントの70%程度であり、しかもこのセメントの水和熱の発展速度は一定のzui低限度内に維持され、コンクリート崩壊の危険を減らすことができるが、その強度の進展は比較的遅く、用途は制限を免れず、大ダム工事などの巨大体積コンクリートを建設するのに適している。

• ポートランド第5型セメント：

  硫酸塩浸食に抵抗する特性があり、耐酸食、下水道、地下室、温泉区などの特殊な環境の工事に適している

ポートランドガスセメント

• 送気卜特蘭セメント：水硬性ケイ酸カルシウム類を主成分とする熟成材料を研磨した水硬性セメントであり、通常、1種または1種以上の異なる形態の硫酸カルシウムおよび1種の送気剤と添加物として共同研磨する。凍結溶融抵抗特性を有するI、II、III型セメントの特徴であるガス輸送セメント。

• ガス供給*タイプ：一般構造物にはガス供給者が必要

• 給気第二型：耐塩腐食構造物には給気者が必要

• 給気第3型：

  緊急工事にはガス供給者が必要

こんごうセメント

• 熟成材と石膏の研磨過程において、炉石、シリコン、飛灰などの各種材質を加えることで、ダム、河川、港湾などの土木工事、建築工事などに適している。

• 飛灰セメント：この種のセメントは流動が大きく、飛灰を混ぜると遊離石灰の存在なしに水和熱を低減でき、構造は比較的細かく、3ヶ月後の強度は普通の卜特蘭セメントを超え、本省の水利工事で多く採用されている。

• 火山灰セメント：火山灰を熟成剤に加えて研磨したもので、火山灰の配合成分は10%以下、10 ~ 20%または20 ~ 30%などの3種類。火山灰の混入により水和熱を低下させることができ、遊離石灰の存在がなく、構造が比較的緻密で、耐久性が増加し、3ヶ月後の強度は普通の卜特蘭セメントを上回った。

• アルミナセメント（アルミナセメント）：早強セメントの一種で、28日間の耐圧強度は1200平方インチポンドに達することができ、28日間の耐張強度は4500平方インチポンドに達することができ、それは海水浸食性zuiが強く、耐温性があり、凝固時に高熱が発生するだけなので、強度が損なわれないように、速すぎる風乾を防止しなければならない。

• 石灰石、消石灰などを混ぜて共同で研磨したものであり、同時に少量の送気剤を加えたものである。このセメントは石積みに適している。

• 膨張セメント：このセメントは硬化過程において、少し膨張したり、空気中で乾燥したりすると収縮しなくなるので、非収縮セメントとも呼ばれる。

• 防水セメント：普通セメントの研磨過程に少量のステアリン酸カルシウム或いはその他の非鹸化油類を添加し、防水性能を持たせる。

• 油井セメント：油井または気井中の鋼管と井壁の隙間を充填するため、または緩い地層を強固にするために使用する。

• 白セメント：セメントの一種であるが、普通のケイ酸塩セメントより標識が高く、凝固が速く、その主な特徴はスラグ微粉の使用量が85〜90%で、アルカリ添加物の使用量は5%を超えないことである。混合した白セメントの白色度と強度は原料の白セメントより低くなく、しかも早期強度は明らかに向上している。白セメントは主に磁性れんがの隙間を補強し、白色装飾を施し、強度が次第に高い。

  発明プロセスの編集

  1756年、イギリス海峡諸島にある灯台が、突然火事で焼失した。これは本当に大変だ、これはイギリス海峡の南端にあるzuiの重要な灯台であり、それがなければ、無数の船の航行に影響を与えなければならない。英国政府はエンジニアのスミトンにzuiの速い速度でこの灯台を再建するよう命じた。

  スミトンはすぐに石灰石を灯台のある島に運んで、石灰を焼いた後に島産の石をくっつけて灯台を積み上げるように通知した。スミトン氏は似たような工事を何度も完成したことがあるため、期日通りに再建任務を完成することに自信を持っている。

  2週間後、石灰石が到着し、スミトンは喜んでアンカー埠頭に駆けつけた。山を越えて海を越えて運ばれてきた石灰石を見た時、思わず声を失って叫んだ。「ひどい目にあった。この石はどうして黒いものを持っているのか。それはあまりにも多くの土質が混ざっていて、この不良品の原料で高基準の灯台を建てるのは冗談ではないか」。しかし、時間は彼に良質な石灰石の再輸送を許さず、スミトンはこれらの不良原料を使って焼くしかなかった。

  ところが、スミトンは災いで福を得た。この石灰石で焼かれた石灰は、意外にも性能がよく、石を今までにないほど丈夫に接着した。監督官が予想外の結果をスミに知らせた時、彼は驚いて飛び上がった。そして彼はまた冷静になって、「この石灰の中には有名なものがあるので、調べてみなければならない」とスミトンはすぐにこれらの石灰を検査した結果、これらの石灰は確かに不純で、その中には約20%もの粘土が含まれていることが分かった。

  「不純物と見なされていたこれらの粘土が良い役割を果たしていたようだ」スミトンは後に意識的に粘土と石灰石を適地に配合して焼成したが、この石灰の性能はやはり理想的だった。スミストンは喜んで彼の経験を人に話した。

  スミトンのやり方はすぐにヨーロッパ各国に伝わり、多くの人の興味を引き起こし、人々はこの方法に倣って焼成にも成功した。1820年前後、ロシアの建築家チェリエフはモスクワ地区で建築工事に従事していた時、この方法で石灰を燃やし、いくつかの建物を作った。その中でzui*はそれを使ってクレムリン宮殿の壁を修復した。

  「もっと性能を良くしてもらえませんか？」アスプディンというイギリスの職人がスミトンの発明を改良しようとした。古代ローマ人が石灰の接着力を増強するために石灰に火山灰を加えたことを連想し、火山灰は岩石が高温で溶融した後の産物であるという新しい考えが生まれた。では、陶器や煉瓦の屑を細かく磨いても火山灰と大差ないのではないだろうか。

  アスプリンは試してみたが、効果はやはりいい。その後、石炭が高温で燃焼した石炭のスラグ、製鉄高炉から流出した高温製錬されたスラグにも似たような機能があるのではないかと考え、実験を通じても彼の考えが正しいことが実証された。

  1824年、アスプチンは繰り返し試験した上で、石灰、粘土、スラグなどの各種原料間の割合とこの混合物を生産する方法をまとめた。アスプディンは彼のこの発明のために申請した。これで生産されたのは、今日私たちが「セメント」と呼んでいる建築材料だ。アスプチンのセメントは硬化後の色と強度が、当時の英国ポートランド島で産出された石材とあまり差がなかったため、「ポートランドセメント」と呼ばれていた。

  「ポートランドセメント」zuiの初期の大規模な応用は、テムズ川の川底を通るトンネルを建設したことだ。その後、世界各地で急速に普及し、フランスとドイツはそれぞれ1840年と1855年にセメント製造工場を建設した。現在、セメントは現代人類の生活の中で*の物資となっている。