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比表面積とは?1分でわかる意味、公式と計算、粒子径との関係、セメントの一覧

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比表面積(ひひょうめんせき)とは、単位質量当たりの表面積(又は単位体積当たりの表面積)です。比表面積が大きいほど「粒子が細かい」ことを意味します。セメントの比表面積が規定されており、比表面積の大きなセメントは「硬化が早い」と言えます。今回は比表面積の意味、公式と計算、粒子径との関係、セメントの一覧について説明します。比表面積の単位は下記が参考になります。

比表面積の単位は?1分でわかる単位、読み方、公式、セメントの値の一覧

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比表面積とは?公式と計算、粒子径との関係

比表面積(ひひょうめんせき)とは、単位質量当たりの表面積(又は単位体積当たりの表面積)です。比表面積の値が大きいほど、単位質量あたりの表面積が大きいことを意味します。


比表面積の公式を下記に示します。2つの公式を示しました。計算式を見ての通り「単位質量当たり」と「単位体積当たり」で単位や値が変わります(※質量=体積×密度なので、分母に密度を掛けるかどうかの違い)。


・比表面積(cm2/g)=表面積(cm2)÷質量(g)

・比表面積(1/cm)=表面積(cm2)÷体積(cm3)


比表面積の単位は下記が参考になります。

比表面積の単位は?1分でわかる単位、読み方、公式、セメントの値の一覧


実際に比表面積を計算しましょう。ある粒子の表面積が10cm2、体積が20cm3、密度が10g/cm3とします。公式に当てはめれば簡単ですね。


比表面積=10÷(20×10)=0.50 cm2/g


です。


建築ではセメント粒子の比表面積を表すことがあります。セメントは水と反応(水和反応)することで硬化する材料です。下図をみてください。Aは粒径の小さな粒子の集まり、Bは大きな粒径が1つだけです。両者の「質量は同じ(Aは合計の質量)」とします。


比表面積と粒径の関係


このとき「どちらの方が表面積(Aの場合は合計した値)」が大きいでしょうか。答えは「A」です。※球の表面積と質量を計算してみましょう。


つまり「粒径の細かい方が表面積が大きい=比表面積が大きい」ということです。


セメントの粒子は水と反応することで硬化します。よってセメントの粒子が細かいほど(比表面積が大きいほど)、より多くの範囲(面積)でセメントと水が接触し水和反応が促進されるのです。

比表面積とセメントの値の一覧

前述より、比表面積の大きいセメントの方が硬化が早くなります。下表に比表面積とセメントの値の一覧を示します。


セメント種類 比表面積(cm2
普通ポルトランドセメント ≧2500
早強ポルトランドセメント ≧3300
中庸熱ポルトランドセメント ≧2500
低熱ポルトランドセメント ≧2500
高炉セメントA種 ≧3000
高炉セメントB種
高炉セメントC種 ≧3300
フライアッシュセメントA種 ≧2500
フライアッシュセメントB種
フライアッシュセメントB種

普通セメントよりも早強セメントの方が比表面積が大きいですよね。

まとめ

今回は比表面積について説明しました。比表面積は単位質量当たりの表面積(又は単位体積当たりの表面積)です。公式は簡単なので実際に計算しましょう。また比表面積の単位は「cm2/g」です。下記も併せて勉強しましょうね。

比表面積の単位は?1分でわかる単位、読み方、公式、セメントの値の一覧

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