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ポゾラン（/ ˌpɒts ( w ) əˈlɑːnə / POT - s (w)ə- LAH - nə 、イタリア語: [ potts ( w ) oˈlaːna ] ）は、ポゾラン灰（ラテン語: pulvis puteolanus ）とも呼ばれ、室温で水の存在下で水酸化カルシウムと反応する天然のケイ酸質またはケイ酸質アルミナ質の材料です（ポゾラン反応を参照）。この反応では、セメント質特性を持つ不溶性のケイ酸カルシウム水和物とアルミン酸カルシウム水和物が形成されます。ポゾランという名称は、ローマ人がイタリアで使用した火山灰の主要な堆積物の1つであるポッツオーリに由来しています。現代のポゾランの定義は、主に微細な火山ガラスから構成される、ポゾランとして使用されるあらゆる火山性物質（軽石または火山灰）を包含します。ポゾランという用語は、物質の特定の起源とは関係がないのに対し、ポゾランという用語は、主に火山ガラスから構成される火山起源のポゾランにのみ使用できるという違いに注意してください。
サントリーニ島の土などのポゾランは、紀元前500～400年頃から東地中海で使用されていました。古代ギリシャ人が先駆者でしたが、ローマ人が最終的に、建築物や水中構造物に使用されるローマ式コンクリートの結合材として、石灰ポゾランペーストの可能性を完全に開発しました。ウィトルウィウスは、黒、白、灰色、赤の4種類のポゾランについて述べており、これらはすべてナポリなどのイタリアの火山地帯で見られます。通常、水と混ぜる直前に、石灰と2対1の割合で非常によく混ぜられました。コサのローマ港は、水中で流し込まれたポゾラン石灰コンクリートで建設されました。長い管を使って、海水が混入しないように注意深く積み上げられたようです。3つの桟橋は今日でも見ることができ、水中部分は2100年以上経った今でも概ね良好な状態を保っています。
火山性軽石や火山灰の主要なポゾラン活性成分は、非常に多孔質のガラスである。[ 1 ]これらの火山灰や軽石は容易に変化し、反応性が高いため、その産出は主に最近活動した火山地域に限られる。従来使用されてきた天然ポゾランのほとんどはこのグループに属し、ポッツォーリ産の火山性軽石、サントリーニ島の土、ドイツのトラスの不整合部分などが挙げられる。
ポゾランの化学組成は変動し、地域の火山活動の種類を反映しています。SiO₂が主要な化学成分であるため、未変質の軽石や火山灰のほとんどは、IUGSが概説するガラス質岩石タイプの中性（SiO₂ 52 ～66重量% ）から酸性（SiO₂ >66重量% ）の組成範囲に属します。塩基性（SiO₂ 45～52重量% ）および超塩基性（ SiO₂ <45重量% ）の火砕物は、ポゾランとしてはあまり使用されません。Al₂O₃はほとんどのポゾランに相当量含まれており、Fe₂O₃とMgOは、典型的な岩石タイプやより酸性の岩石タイプと同様に、少量しか含まれていません。CaOとアルカリ含有量は通常控えめですが、ポゾランごとに大きく異なる場合があります。
未変質の火砕岩の鉱物組成は、主に斑晶の存在と親マグマの化学組成によって決まります。主な成分は火山ガラスで、通常50重量％以上存在します。火山ガラスが著しく少ないポゾラン、例えばフランスのボルヴィック産の粗面安山岩は25重量％しか含まれておらず、反応性が低くなります。[ 2 ]ガラス含有量と比表面積に関連する形態に加えて、ガラスの欠陥と歪みの程度もポゾラン活性に影響を与えるようです。[ 3 ] 大きな斑晶として存在する典型的な共生鉱物は、斜長石固溶体系列のメンバーです。アルカリがCaよりも優勢な火砕岩では、サニディンやアルバイトNa長石などのK長石が見られます。[ 4 ]リューサイトは、カリウムに富みシリカに乏しいラチウム産ポゾランに含まれています。石英は通常、酸性ポゾランに少量含まれていますが、輝石やカンラン石の斑晶はより塩基性の材料によく見られます。激しい噴火や堆積の 際に取り込まれた異種結晶や岩石片も見られます。ゼオライト、オパールCT、粘土鉱物は、火山ガラスの変質生成物として少量含まれていることがよくあります。ゼオライト化やオパールCTの形成は一般的に ポゾラン活性に有益ですが、粘土の形成は石灰ポゾラン混合物や混合セメントの性能に悪影響を及ぼします。
ポゾランは特定の地域に豊富に存在し、イタリア、ドイツ、ケニア、ウガンダ、トルコ、中国、ギリシャなどの国々でポルトランドセメントの添加剤として広く使用されています。工業副産物ポゾランと比較すると、ポゾランは組成の範囲が広く、物理的特性の変動が大きいという特徴があります。ポルトランドセメントへのポゾランの使用は、主に適切な鉱床の現地での入手可能性と、入手可能な工業副産物補助セメント材料との競合によって左右されます。後者の資源の枯渇と利用可能なポゾランの豊富な埋蔵量、そしてポゾランの賢明な使用による実証済みの技術的利点により、将来的にその使用は大幅に拡大すると予想されます。[ 5 ]
ポゾラン反応とは、ポゾランを含むポルトランドセメント中で起こる化学反応のことです。これは、古代ローマで発明されたローマコンクリートにおいて主要な反応となっています。ポゾラン反応の根底にあるのは、水酸化カルシウム（ポートランダイト）とケイ酸との間の単純な酸塩基反応です。