セメントの水和反応メカニズム詳解

1. はじめに

セメントの水和反応は、無機材料科学における最も複雑で興味深い現象の一つです。粉末状のセメントが水と混合された瞬間から始まるこの反応は、数分から数十年にわたって進行し、最終的には石のような硬い材料を生み出します。この変化の背後には、分子レベルでの精巧な化学反応ネットワークが存在しています。

水和反応のメカニズムを理解することは、セメント・コンクリートの性能向上、耐久性の予測、新しい結合材の開発において極めて重要です。近年、分析技術の飛躍的な進歩により、ナノスケールでの反応過程や、リアルタイムでの構造変化の観察が可能になり、従来の理解を大きく塗り替える新しい知見が次々と得られています。

本記事では、セメントの水和反応を、分子レベルの初期過程から、巨視的な強度発現に至るまで、階層的かつ詳細に解説していきます。最新の研究成果を交えながら、この複雑な現象の全貌に迫ります。

2. 水和反応の基本概念

2.1 水和反応とは

セメント鉱物が水と化学的に結合し、新しい水和物を生成する反応を水和反応と呼びます。この反応は発熱反応（エクソサーミック）であり、不可逆的に進行します。固相から液相を経て再び固相に変換される過程は、長期間にわたって継続し、セメントの硬化をもたらします。

簡略化された全体的な反応式は、セメント鉱物 + 水 → 水和物 + 熱として表されますが、実際の反応ははるかに複雑で、多段階の過程を経て進行します。

2.2 水和反応の駆動力

セメントの水和反応が進行する根本的な理由は、熱力学の基本原理に立ち返ると理解できます。

熱力学的駆動力

水和反応の熱力学的駆動力は、ギブス自由エネルギーの減少（ΔG < 0）です。これは「系がより安定な状態に向かう」という自然の原理を表しています。

具体的には、以下のエネルギー変化が関与しています：

結晶格子エネルギーの解放：セメント鉱物が溶解する際のエネルギー
水和エネルギーの獲得：イオンが水分子に囲まれる際のエネルギー
水和物生成エネルギー：新しい固相が形成される際のエネルギー

例えば、C₃Sの水和反応では、ΔG ≈ -120 kJ/molという大きな負の値を示し、反応が強力に推進されることを示しています。

速度論的要因

熱力学的に反応が進行しうる場合でも、実際の反応速度は様々な要因によって制限されます：

表面エネルギー（σ）
新しい界面を形成するためのエネルギー障壁。太平洋セメント中央研究所の測定では、C-S-Hゲルの表面エネルギーは約40 mJ/m²と報告されています。
拡散係数（D）
イオンが水中や水和物中を移動する速さ。Ca²⁺イオンの拡散係数は約1.3×10⁻⁹ m²/s（20℃）で、温度上昇とともに増大します。
核生成の活性化障壁（ΔG*）
臨界核を形成するためのエネルギー障壁。東京工業大学の坂井研究室では、分子動力学シミュレーションにより、この障壁が過飽和度に強く依存することを明らかにしました。
反応界面の状態
吸着物、不純物、表面構造などが反応速度に大きく影響します。住友大阪セメントの研究では、セメント粒子表面のミクロ構造が初期水和速度に決定的な影響を与えることを発見しています。

総合的な反応予測モデル

東京工業大学と日本セメント協会の共同研究プロジェクトでは、これらの要因を統合した「マルチスケール水和反応モデル」を開発しました。このモデルでは：

分子レベル（nmスケール）でのイオン拡散
メソスケール（μmスケール）での水和物生成
マクロスケール（mmスケール）での強度発現

を連成させて計算し、実測値と±5%以内の精度で予測できることを実証しています。

2.3 水和反応の階層構造

水和反応は、複数の空間・時間スケールで同時に進行します。分子レベル（Å〜nm）では、イオンの溶解・拡散、核生成、結晶成長が起こります。ナノスケール（nm〜μm）では、ゲル構造の形成、細孔の発達、界面の形成が進行します。ミクロスケール（μm〜mm）では、粒子間の結合、組織の発達、力学的性質の発現が観察されます。

この階層的な理解は、セメントの性能を最適化する上で極めて重要です。

3. 水和反応の段階的進行

3.1 第1段階：初期反応期（0〜30分）

セメントと水が出会う瞬間、まるで「化学の花火」が打ち上がるような激しい反応が始まります。この段階は、セメントの性能を決定づける重要なスタート地点です。

巨視的な現象

初期反応期の特徴的な現象として：

急激な発熱：第1発熱ピークと呼ばれ、5〜10分で最大値に達します
pHの急上昇：中性（pH 7）からわずか数分でpH 12〜13に到達
電気伝導度の変化：イオン濃度の急増を反映

太平洋セメント大分工場の品質管理室では、マイクロカロリメーターを用いてこの初期発熱を精密に測定し、セメントの品質管理に活用しています。第1ピークの高さと形状は、セメントの新鮮度や鉱物組成を反映する重要な指標となっています。

分子レベルでの現象

セメント粒子表面では、次のような分子レベルの反応が進行します：

表面水和層の形成
水分子がセメント粒子表面に衝突すると、表面のCa-O結合が攻撃されます。 表面Ca-O + H₂O → 表面-OH + Ca²⁺ + OH⁻
イオンの急速な溶出
- Ca²⁺イオン：500 mg/L以上の濃度に到達
- OH⁻イオン：1000 mg/L以上
- SiO₄⁴⁻イオン：10-50 mg/L
- AlO₂⁻イオン：5-20 mg/L
初期水和物の形成
東北大学の高分解能TEM観察によると、わずか5分後にはセメント粒子表面に厚さ5-10nmのモルファス様水和物層が形成されることが確認されています。

C₃Aの特異的な挙動

C₃A（アルミネート相）は、セメント鉱物の中で最も反応性が高く、「暴れ馬」のような存在です。石膏がない場合、C₃Aは数分で水和し、以下の反応を起こします：

C₃A + 6H → C₃AH₆（六角板状結晶）
C₃A + 21H → C₄AH₁₃ + C₂AH₈

しかし、石膏の存在下では：

C₃A + 3CS̅H₂ + 26H → C₆AS̅₃H₃₂（エトリンガイト）

という反応が優先し、急結を防止します。

コラム｜日本のセメントメーカーの技術

住友大阪セメント赤穂工場では、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて、初期反応に影響する微粉末量を管理しています。特に3μm以下の微粉末は初期反応に大きく寄与するため、その含有量を10±2%に制御し、安定した品質を実現しています。

また、三菱マテリアル九州工場では、石膏の添加方法を工夫し、クリンカーとの共粉砕だけでなく、一部を後添加することで、C₃Aの反応制御をより確実なものとしています。

3.2 第2段階：誘導期（30分〜3時間）

誘導期は、反応速度が大幅に低下し、発熱速度が最小化する特徴的な期間です。この期間は作業性を維持する上で重要な役割を果たします。

反応抑制の機構については、複数の理論が提唱されています。保護層理論では、粒子表面への水和物層形成により水の拡散が阻害され、反応界面が隔離されると考えられています。成長阻害理論では、核生成サイトの枯渇、成長阻害剤の吸着、表面エネルギーの増大が反応を抑制すると説明されます。溶解抑制理論では、溶液の過飽和状態により溶解速度が低下し、平衡状態に接近することが原因とされています。

これらの現象は、dr/dt = k[exp(-Q/RT)] × f(α) という数学的表現で記述されます。ここで、rは反応速度、kは速度定数、Qは活性化エネルギー、αは反応率、f(α)は反応機構関数を表します。

3.3 第3段階：加速期（3〜12時間）

加速期は、セメントの水和反応において最もドラマチックな段階です。静かだった誘導期から一転、「眠れる獅子が目覚める」かのように、急激に反応が加速します。

加速期の特徴的現象

主発熱ピーク（第2ピーク）
- 発熱速度：最大2〜5 J/g・h
- ピーク時間：6〜10時間後
- 累積発熱量：50〜100 J/g
凝結現象
- 始発：3〜5時間（JIS基準：60分以上）
- 終結：5〜8時間（JIS基準：10時間以内）
強度発現の開始
- 初期強度：0.5〜2 N/mm²（12時間後）

加速メカニズムの詳細

加速期のメカニズムについては、長年にわたる議論がありましたが、最新の研究により、以下の複合的なメカニズムが明らかになっています：

核生成・成長モデル

東京大学生産技術研究所の野口教授グループは、放射光その場観察により、C-S-Hゲルの核生成過程を直接観察することに成功しました。その結果：

臨界核サイズ：約3〜5 nm
核生成速度：10¹⁸〜10¹⁹個/m³セs
成長速度：1〜10 nm/min

この「雪だるま式の成長」は、次の式で表現されます：

V(t) = 4π/3 × [r₀ + G(t-τ)]³

ここで、V(t)は体積、r₀は臨界核半径、Gは線成長速度、τは誘導時間です。

保護層の破壊説

京都大学の宮川教授グループは、高分解能AFM（原子間力顕微鏡）を用いて、保護層の破壊過程をナノスケールで観察しました。結果として：

保護層厚さ：5〜20 nm
破壊圧力：10〜50 MPa
破壊パターン：クラック型、剥離型、溶解型

特に興味深いのは、保護層の破壊が必ずしも全面的ではなく、「窓」のように局所的に起こることです。これが反応の不均一性を生み、最終的な微細構造に影響を与えます。

空間的制約の解除

九州大学の佐々木教授グループは、X線CTを用いた3次元観察により、水和物が成長するための「空間」の重要性を明らかにしました。

初期空隙率：40〜50%
加速期の空隙率変化：-5〜-10%/h
臨界空隙率：約30%（これ以下で拡散律速へ移行）

反応速度式の数学的表現

太平洋セメント中央研究所の市川主任研究員らは、Avrami-Erofeev式を拡張したモデルを開発しました：

α = 1 - exp[-(kt)ⁿ]

ここで：

α：水和度
k：速度定数 = k₀exp(-Eₐ/RT)
t：時間
n：Avrami指数（3〜4、核生成・成長機構を反映）

このモデルにより、実測値と±3%の精度で水和度を予測でき、品質管理システム「Hydra-Master」として実用化されています。

コラム｜現場での応用

清水建設の技術研究所では、この加速期の特性を利用した「スマート養生システム」を開発しました。コンクリート打設後の温度履歴をリアルタイムでモニタリングし、加速期の進行状況を把握。最適な養生条件（温度、湿度、散水時期）を自動制御し、初期強度を従来比120%に向上させることに成功しています

3.4 第4段階：減速期（12時間〜数日）

減速期では、反応速度が徐々に低下し、拡散律速への移行が起こります。しかし、強度発現は継続します。

律速機構は、厚い水和物層による拡散阻害が主要因となる拡散律速と、未反応核と水の界面反応が律速となる相境界反応律速に分けられます。拡散律速では、フィックの法則に従い、時間の平方根則（√t則）で反応が進行します。これは x² = 2Dt という拡散式で表され、xは水和物層厚さ、Dは拡散係数、tは時間を示します。

3.5 第5段階：定常期（数日〜数年）

定常期では、極めて遅い反応が継続し、微細構造の緻密化と長期強度の発現が進みます。内部拡散による反応継続、水和物の再結晶化、細孔構造の変化が主要な現象です。

日本の大型構造物、例えば明石海峡大橋の基礎部分では、この長期反応を考慮した設計がなされており、数十年にわたる強度増進が期待されています。

4. 分子レベルでの反応機構

4.1 C₃Sの水和メカニズム

セメントの主要鉱物であるC₃S（エーライト）の水和反応を分子レベルで理解することは、「セメントの秘密」を解き明かす鍵となります。

水和反応の分子レベルプロセス

第1ステップ：表面プロトネーション

C₃S粒子が水と接触した瞬間、表面のケイ素-酸素-カルシウム結合が水分子の攻撃を受けます：

≡Si-O-Ca + H₂O → ≡Si-OH + Ca²⁺ + OH⁻

この反応は、水分子の酸素がカルシウムに配位し、同時に水素がケイ素-酸素結合に移動することで進行します。

東北大学多元物質科学研究所の分子動力学シミュレーションでは、この反応の活性化エネルギーが約45 kJ/molであり、室温でも十分に進行することが示されています。

第2ステップ：ケイ素テトラヘドラの解重合

表面に生成したシラノール基（≡Si-OH）は、隣接するケイ素原子との結合を切断します：

≡Si-O-Si≡ + H₂O → ≡Si-OH + HO-Si≡

このプロセスは「ジッパーを開く」ように連続的に進行し、ケイ素テトラヘドラの鎖が短くなっていきます。
京都大学化学研究所の中條教授グループは、²⁹Si NMRを用いてこの解重合過程を追跡し、最初のQ⁴（完全に結合したケイ素）からQ²、Q¹、Q⁰（孤立したケイ素）への変化を定量的に明らかにしています。

第3ステップ：C-S-H前駆体の形成

溶液中に放出されたイオンが再結合し、C-S-Hの前駆体を形成します：

Ca²⁺ + H₂SiO₄²⁻ + OH⁻ + nH₂O → (CaO)ₓ(SiO₂)(H₂O)ₙ₊₁

この段階での構造はまだアモルファス（非晶質）ですが、すでにトバモライト様の層状構造の萌芽が見られます。

第4ステップ：C-S-Hゲルの成長と成熟

C-S-H前駆体は、時間とともに以下の変化を経て成熟します：

層状構造の発達
- 層間距離：12.6 Å → 14 Å（水分子の取り込みによる）
- 層の積み重なり：2〜5層 → 10〜20層
Ca/Si比の調整
- 初期：1.7〜2.0（Caリッチ）
- 成熟後：1.2〜1.5（安定構造）
結合水の取り込み
- 化学的結合水：シラノール基、水酸化カルシウム
- 物理的吸着水：層間、ゲル細孔内

4.2 C-S-Hゲルの構造発達

初期構造はトバモライト様（tobermorite-like）構造を示し、Ca/Si比は約1.2-1.8、層間距離は12.6 Å、不規則な層状構造を持ちます。成熟とともに、より規則的な配列、架橋結合の増加、密度の向上が見られます。

分子動力学シミュレーションにより、水分子の配位構造、Ca-O、Si-O結合の動的挙動、層間相互作用の詳細が明らかになっています。東北大学の研究グループは、スーパーコンピュータを用いた大規模シミュレーションにより、C-S-Hゲルの原子レベルでの構造形成過程を解明しています。

4.3 核生成理論の適用

古典的核生成理論では、核生成速度JはJ = A exp[(-ΔG/kT)] exp[(-ΔGD/kT)]で表されます。ここでAは頻度因子、ΔGは核生成の活性化エネルギー、ΔGDは拡散の活性化エネルギーです。

臨界核半径はr* = 2σVm/(kT ln S)で表され、σは表面エネルギー、Vmはモル体積、Sは過飽和度を表します。この式は、核が安定して存在できるためには、ある一定の大きさ以上になる必要があることを示しています。

5. 水和物の構造とキャラクタリゼーション

5.1 C-S-Hゲルの詳細構造

C-S-Hゲルの基本構造単位は、SiO₄テトラヘドラの鎖状結合、Ca²⁺の層間配位、結晶水と吸着水から構成されます。

構造モデルとして、ナノ粒子の集合体として捉えるColloidal model、トバモライト類似層状構造を基本とするLayer model、球状粒子の充填を考えるGranular modelなどが提唱されています。これらのモデルは、異なる空間スケールでの構造を説明し、相補的な関係にあります。

5.2 その他の水和物

水酸化カルシウム（CH）は六角板状結晶として生成し、高い結晶性と大きな結晶サイズ（μmオーダー）を持ちます。エトリンガイト（AFt）は針状結晶として形成され、約46%という多量の結晶水を含み、初期強度への寄与が大きいです。モノサルフェート（AFm）は板状結晶で、層状構造とイオン交換能を持ちます。

これらの水和物の生成と成長は、セメントペーストの微細構造と性能を決定する重要な要因です。

5.3 界面遷移帯（ITZ）の形成

界面遷移帯（Interfacial Transition Zone）は、骨材周囲に形成される多孔質領域です。形成機構として、骨材表面での充填不良とセメント粒子の配向による壁効果（Wall effect）、骨材表面への水の集積による局所的な水セメント比上昇、大きなCH結晶や配向性のあるC-S-Hの優先的成長が挙げられます。

ITZは、コンクリートの強度や耐久性を左右する重要な領域であり、日本の建設材料研究所では、ITZの改質技術の開発が進められています。

6. 反応速度論と反応機構

6.1 反応速度式

一般的な反応速度式は dα/dt = k(T) × f(α) × g(t) で表されます。ここで、αは反応率、k(T)は温度依存速度定数、f(α)は反応機構関数、g(t)は時間依存関数です。

主要な反応機構モデルとして、拡散制御モデル、核生成・成長モデル、境界反応モデルがあり、それぞれ異なる数学的表現を持ちます。実際の反応では、これらのモデルが時間とともに移行することが知られています。

6.2 温度依存性

反応速度の温度依存性はアレニウス式 k = k₀ exp(-Ea/RT) で表されます。見かけの活性化エネルギーは、C₃Sで41-50 kJ/mol、C₂Sで35-45 kJ/mol、C₃Aで45-60 kJ/mol、C₄AFで40-50 kJ/molです。

等価材齢（Equivalent age）の概念は te = Σ exp[(-Ea/R)(1/T – 1/Tr)] × Δt で表され、異なる温度履歴を受けたコンクリートの成熟度を統一的に評価することができます。日本の大手ゼネコンでは、この概念を用いた施工管理システムを導入しています。

6.3 水分依存性

水和度の上限は、w/c ≤ 0.4の場合 α∞ = 1.031 × (w/c)/(0.194 + w/c)、w/c > 0.4の場合 α∞ = 1 となります。自己乾燥により内部相対湿度が低下し、反応停止の水分閾値に達すると水和反応が停止します。また、毛細管圧による応力も重要な要因となります。

7. 最新の分析技術と知見

7.1 その場観察技術

環境制御型電子顕微鏡により、水和過程のリアルタイム観察、ナノスケール構造変化、温度・湿度制御下での観察が可能になりました。シンクロトロン放射光を用いたその場X線回折では、相転移の時間分解測定と結晶構造変化の追跡が行われています。中性子散乱では、水分子の動的挙動、水素原子の位置決定、バルクな水和物構造の解析が可能です。

日本のSPring-8やJ-PARCなどの大型施設では、セメント水和反応の最先端研究が行われています。

7.2 計算科学的アプローチ

分子動力学（MD）シミュレーションにより、原子レベルでの反応解析、水分子の拡散挙動、界面反応の機構解明が進んでいます。第一原理計算では、電子状態計算、反応経路の決定、活性化エネルギーの算出が可能です。マルチスケールモデリングでは、分子から連続体への橋渡し、階層的現象の統合、性能予測モデルの構築が行われています。

理化学研究所のスーパーコンピュータ「富岳」を用いた大規模計算により、セメント水和反応の新たな理解が深まっています。

7.3 新しい解析手法

マイクロカロリメトリーによる超高感度熱測定では、長期反応の追跡と反応機構の解析が可能です。核磁気共鳴（NMR）、特に²⁹Si、²⁷Al NMRにより、局所構造の解析と動的挙動の観察が行われています。X線吸収分光（XAS）では、局所原子配位環境、酸化状態の変化、非晶質相の構造が解析されています。

これらの先端技術により、従来は推測の域を出なかった反応機構の詳細が明らかになりつつあります。

8. 水和反応の制御技術

8.1 化学混和剤による制御

化学混和剤は、セメントの水和反応を精密に制御する「魔法の調味料」のような存在です。日本の化学メーカーは、世界をリードする高性能混和剤の開発で知られています。

減水剤・高性能減水剤

作用メカニズム

花王株式会社が開発したポリカルボン酸系高性能減水剤「マイティ」シリーズは、独特な分子設計により優れた性能を実現しています：

櫻形ポリマー構造：主鎖から伸びる側鎖がセメント粒子を立体的に分散
吸着層厚さ：約50-100 nmの厚い吸着層を形成
電気的反発：ゼータ電位を-30〜-40 mVに維持

太平洋セメントとの共同研究では、この減水剤の使用により：

水セメント比ゑ60%から35%に低減
28日強度を40 N/mm²から80 N/mm²に向上
水和反応の均一化による耐久性向上

という成果が得られています。

遅延剤

分子レベルでの作用

竹本油脂株式会社が開発したオキシカルボン酸系遅延剤は、以下のメカニズムで水和反応を制御します：

Ca²⁺イオンの捕捉
R-COO⁻ + Ca²⁺ → (R-COO)₂Ca

安定なキレート錯体を形成し、水和反応に必要なCa²⁺を一時的に不活性化

セメント粒子表面への吸着
カルボキシル基がC₃S表面の活性サイトに吸着し、水のアクセスを物理的に阻害
核生成の抑制
C-S-H核の臨界サイズを増大させ、核生成速度を低下

大林組技術研究所での実証試験では、真夏のコンクリート打設で：

遅延剤無添加：可使時間60分
0.3%添加：可使時間150分
初期強度の低下は5%以内

という優れた結果を得ています。

促進剤

ナノレベルでの作用

日産化学株式会社が開発したナノシード型促進剤「QuickNano」は、以下の革新的な機構を持ちます：

ナノC-S-H種結晶：粒径5-10 nmのC-S-Hを事前に合成
核生成サイトの提供：10¹⁸個/cm³の高密度核を添加
活性化エネルギーの低下：ΔG*を45 kJ/molから25 kJ/molに低減

清水建設のプレキャスト工場での実績：

脱型強度（15 N/mm²）到達時間：18時間→12時間
蒸気養生温度：65℃→50℃
エネルギーコスト：30%削減

最新の複合混和剤技術

BASFジャパンと東京工業大学の共同研究で開発された「スマートダイナミックコンクリート」技術では：

マルチ機能混和剤システム
- 分散剤：ポリカルボン酸系
- 保水剤：セルロースエーテル
- 粘度調整剤：修飾デンプン
- 反応制御剤：有機リン酸塩
時間依存性の制御
- 0〜30分：高流動性維持
- 30〜90分：緩やかな粘度上昇
- 90分以降：急速な硬化

この技術は、東京オリンピックの競技施設建設で採用され、複雑な形状のコンクリート構造物の高品質施工に貢献しました。

8.2 物理的制御手法

粉末度制御により反応表面積を調整し、水和速度と強度発現パターンを制御できます。混合セメントでは、潜在水硬性材料の活用やポゾラン反応の利用により、長期強度の向上が図られます。養生条件制御では、温度管理、湿度管理、圧力養生により最適な水和反応を実現します。

日本のプレキャストコンクリート工場では、これらの技術を組み合わせた高度な品質管理システムが構築されています。

8.3 ナノテクノロジーの応用

ナノシーディングでは、C-S-H種結晶の添加により核生成を促進し、初期反応を加速させます。シリカナノ粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン酸化物などのナノ材料の添加により、新たな機能性が付与されています。

東京大学と企業の共同研究により、ナノ材料を用いた超高強度コンクリートの開発が進められています。

9. 実用的応用と将来展望

9.1 性能予測モデル

強度発現モデルとして、双曲線モデル fc(t) = fc∞ × [t/(a + bt)] や指数モデル fc(t) = fc∞ × [1 – exp(-at^b)] が用いられています。耐久性予測では、水和度の長期予測、細孔構造の変化、劣化因子の浸透予測が重要です。

日本の大手建設会社では、これらのモデルを統合した寿命予測システムを開発し、インフラの維持管理に活用しています。

9.2 新しいセメント系材料

アルカリ活性材料（AAM）は、異なる水和機構を持ち、Si-Al系ゲル構造を形成し、環境負荷低減に貢献します。カルシウムサルホアルミネート系は、急硬性、低温硬化性、収縮補償性を特徴とします。

これらの新材料は、日本の建設業界が直面する労働力不足や環境問題の解決に貢献することが期待されています。

9.3 AI・機械学習の活用

反応予測AIでは、大量実験データの学習により非線形関係を抽出し、リアルタイム予測を実現します。材料設計AIは、逆問題の解決、最適組成の探索、性能向上の加速を可能にします。

竹中工務店や清水建設などの大手建設会社では、AIを活用した品質管理システムの導入が進んでいます。

10. まとめと今後の課題

セメントの水和反応メカニズムは、多階層にわたる複雑な現象であり、現在も活発な研究が続けられています。反応の段階性では、5つの段階での特徴的な反応、律速機構の時間的変化、多重の反応経路が明らかになっています。分子レベルでの機構では、表面反応から拡散制御への移行、核生成・成長理論の適用、界面現象の重要性が理解されています。構造-性能相関では、C-S-Hゲル構造の階層性、水和物間の相互作用、巨視的性能への影響が解明されつつあります。

今後の研究課題として、基礎現象では原子レベルでの反応機構、長期反応の詳細、環境因子の影響の解明が必要です。予測技術では、マルチスケールモデリング、AI技術の活用、リアルタイム計測の高度化が期待されます。新材料への展開では、反応制御技術の確立、高性能化・多機能化、持続可能性の向上が重要です。

セメントの水和反応研究は、基礎科学と実用技術の橋渡しとして、今後もセメント・コンクリート技術の発展を支える重要な分野であり続けるでしょう。日本の研究機関と産業界の連携により、世界をリードする技術革新が期待されています。

参考文献

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