比表面積とは?公式・単位とセメント別の一覧
比表面積(ひひょうめんせき)は、単位質量あたりの表面積で、粉の細かさ(粉末度)を表す指標です。セメントでは、初期強度や水和の速さに関わります。
この記事について
セメントの規格・基準値(JIS R 5210ほか・JASS5など)は改訂されることがあります。本記事は学習用の概要です。設計・施工では最新の規格・指針を確認してください。
比表面積とは・公式
比表面積は、ある量の粉が持つ表面積の合計を、その質量で割った値です。
比表面積 = 表面積の合計 ÷ 質量
単位:cm²/g(または m²/kg)
セメントでは、空気の通りやすさから粉末度を測るブレーン空気透過法で求めた「ブレーン値」が使われます。
「大きい=粒子が細かい」理由
POINT
同じ質量でも、粒を細かく砕くほど粒の数が増え、表面積の合計が大きくなります。たとえば1つの塊を割って小さくしていくと、切り口のぶん表面が次々に増えていきます。だから比表面積が大きい=粒子が細かいということになります。
比表面積と強度発現
粒子が細かい(比表面積が大きい)ほど、水と接する面が多く水和反応が速く進み、初期強度が高くなります。早強ポルトランドセメントが初期強度に優れるのは、比表面積を大きく(粉末度を細かく)しているためです。一方、細かすぎると水和熱が大きくなる面もあります。
セメント別の比表面積の目安
| セメント | 比表面積の目安(cm²/g) |
|---|---|
| 普通ポルトランド | 約 3,300 |
| 早強ポルトランド | 約 4,500(細かい) |
| 中庸熱ポルトランド | 約 3,100〜 |
| 低熱ポルトランド | 約 3,300〜 |
※代表的な目安です。JISでは種類ごとに比表面積の下限が定められています(正確な値は規格・製品で確認)。
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まとめ
- 比表面積は単位質量あたりの表面積(cm²/g)。粉末度の指標でブレーン値を使う。
- 粒子が細かいほど表面積の合計が増えるので比表面積が大きい。
- 比表面積が大きいほど水和が速く初期強度が高い。早強は特に大きい。