化学指標を用いたクリンカ置換率65%超の低炭素石灰石-メタカオリンセメント設計に関する洞察

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a chemical-indicator framework (CSQ, PZh, HDh) for designing low-carbon cements with high clinker substitution; useful for materials scientists developing sustainable binders.

🏢実務担当者:Offers a concrete formulation (35% clinker, 32% MK, 33% LS) achieving 59 MPa strength, directly applicable for cement manufacturers seeking low-carbon products.

🏛政策担当者:Supports policy for low-carbon construction materials by demonstrating a viable alternative to high-clinker cement, which can be considered in green procurement standards.

セメント中のクリンカー含有量を低減することは、建設業界の脱炭素化に向けた重要な経路である。本研究は、メタカオリン（MK）と石灰石（LS）を組み合わせることで、65%を超える高いクリンカー置換率を達成する低炭素セメントを開発するための持続可能なアプローチを提案する。配合は、カルシウム-シリカ比に対応するカルシウム-シリカ指数（CSQ）、ポゾラン反応性指数（PZh）、水硬反応性指数（HDh）の3つの化学指標に基づいて選択され、水和反応性と機械的性能のバランスを確保した。実験結果は、35%クリンカー、32% MK、33% LSを含む三元配合が最も良好な性能を達成し、28日で59 MPaの圧縮強度を示すことを実証した。熱重量分析、XRD、およびFTIR分析は、過剰なMKがポルトランダイトの早期枯渇を引き起こし、低結晶性水和生成物の漸進的な発達を制限する一方、バランスの取れた35C–33LS–32MK配合は、漸進的なCH消費を通じてポゾラン反応性を維持することを示した。結果は、化学指標の適用が、高い機械的性能を維持しながら大幅なクリンカー削減を達成できる低炭素結合材を設計するための堅牢な枠組みを提供し、広く入手可能な原材料を用いた持続可能なセメント開発のための科学的根拠に基づく経路を提供することを実証している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Reducing clinker content in cement is a key pathway toward decarbonizing the construction industry. This study proposes a sustainable approach for developing low-carbon cement by combining metakaolin (MK) and limestone (LS) to achieve high clinker substitution levels exceeding 65%. Formulations were chosen based on three chemical indicators: The Calcium–Silica Quotient (CSQ) corresponding to the calcium-to-silica ratio, Pozzolanic Reactivity Index (PZh), and Hydraulic Reactivity Index (HDh) to ensure balanced hydration reactivity and mechanical performance. Experimental results demonstrated that the ternary formulation containing 35% clinker, 32% MK, and 33% LS achieved the most favorable performance, with a compressive strength of 59 MPa at 28 days. Thermogravimetric, XRD, and FTIR analyses showed that excessive MK leads to premature portlandite depletion and limits the progressive development of poorly crystalline hydration products, whereas the balanced 35C–33LS–32MK formulation sustains pozzolanic reactivity through gradual CH consumption. The results demonstrate that the application of chemical indicators offers a robust framework for designing low-carbon binders capable of achieving significant clinker reductions while maintaining high mechanical performance, thus providing a scientifically grounded route for sustainable cement development using widely available raw materials.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.111891first seen 2026-07-13 05:49:26