シリカフューム（マイクロシリカ）は、超微細な非晶質二酸化ケイ素（SiO2）で、シリコンおよびフェロシリコン製造の副産物であり、コンクリートに高性能ポゾラン混和材として使用され、圧縮強度を劇的に高め、透水性を低減し、耐薬品性および耐摩耗性を向上させます。 準拠規格： ASTM C1240、通常85〜98%の非晶質SiOを含み、2 粒子は球状で直径約0.1〜0.3ミクロン——ポルトランドセメントの約100倍微細です。このページでは、シリカフュームとは何か、コンクリート内でどのように機能するか、利用可能なグレード、投与量ガイダンス、そしてコンクリート生産者や混和材配合業者がRawSourceからバルクで調達する方法を説明します。
RawSource技術チームにより2026年7月にレビューおよび更新済み。
シリカフュームとは？
シリカフュームは、マイクロシリカまたは凝縮シリカフュームとも呼ばれ、電気アーク炉でシリコン金属およびフェロシリコン合金を製造する際の副産物です。炉が高純度石英を還元する際、SiO蒸気が放出され、酸化し、極めて微細でガラス状（非結晶質）の二酸化ケイ素の球体に凝縮します。この材料はバグハウスフィルターで捕集され、補助的セメント材料（SCM）に精製されます。
注意：シリカフュームはフュームドシリカやコロイダルシリカと同じではありません。それらは増粘剤、沈降防止剤、研磨材として使用される製造された高純度シリカですが、シリカフュームはコンクリートに添加される回収ポゾランです。詳しくは フュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカフュームの比較 で完全な区別をご覧ください。
シリカは 非晶質 であり、石英のように結晶質ではないため、コンクリート内で高い反応性を示します。その巨大な表面積と相まって、シリカフュームは高性能コンクリートに使用される最も効果的なポゾランの一つとなっています。これは回収された工業副産物——由来としてはリサイクル材料——であり、一次採掘された添加材ではありません。（これは材料の由来を説明するものであり、持続可能性や環境に関する主張ではなく、由来についての事実の記述です。）
仕様の観点では、シリカフュームは主に ASTM C1240 北米では、そしてヨーロッパでは EN 13263 により規定されています。これらの規格は、最小非晶質SiO2 含有量、最大強熱減量および水分、最小比表面積、そしてポゾラン活性（促進）指数を定めています。これらの規格に準拠する材料が、コンクリート生産者や混和材配合業者が構造用配合設計に採用するものです。
シリカフュームの主な特性
| 特性 | 代表値／範囲 | コンクリートにおいて重要な理由 |
|---|---|---|
| SiO2 含有量 | 85〜98%（非晶質） | ポゾラン反応性を促進；ASTM C1240は≥85%を要求 |
| 平均粒子径 | ~0.1–0.3 µm | セメントの約100倍微細；微視的空隙を充填 |
| 比表面積 | 約15〜30 m²/g（BET） | 高い表面積が反応を促進 |
| かさ密度（非緻密化） | 約130〜430 kg/m³ | 非常に軽く、粉塵が多い；取り扱いが困難 |
| かさ密度（緻密化） | 約480〜720 kg/m³ | 輸送、保管、バッチ計量が容易 |
| 形態 | 非晶質（非結晶質） | 結晶質シリカより反応性が高い |
| 色 | 明灰色から暗灰色（白色グレードあり） | 白色グレードは建築用コンクリートに適する |
| 参照規格 | ASTM C1240 / EN 13263 | SiOを規定2、LOI、表面積、反応性 |
その高い表面積のため、シリカフュームは配合の水需要を増加させるため、低い水セメント比で施工性を維持するために、ほぼ常に高性能減水剤（超可塑剤）と組み合わせて使用されます。
シリカフュームがコンクリート内で機能する仕組み
シリカフュームは2つの相補的なメカニズムによりコンクリートを改善します：
- ポゾラン反応： ポルトランドセメントが水和すると、水酸化カルシウム（Ca(OH)2、ポルトランダイトとも呼ばれる）——比較的弱く可溶性の副産物——を放出します。シリカフューム中の非晶質SiO2 はこの水酸化カルシウムと反応し、コンクリートに強度を与える主要な結合材であるケイ酸カルシウム水和物（C-S-H）を追加的に形成します。
- 物理的な細孔の微細化（フィラー効果）： シリカフューム粒子はセメント粒子の約100倍小さいため、セメント粒子間の空間やペースト・骨材界面に詰まります。これにより微細構造が緻密化し、細孔ネットワークが微細化され、透水性が急激に低減します。
弱いポルトランダイトを強いC-S-Hに変換すると同時に細孔構造を物理的に緻密化することが相まって、シリカフュームは普通のポルトランドセメントコンクリートよりも高い強度と劇的に低い透水性の両方を実現する理由です。効果の大部分は 界面遷移領域 — 各骨材粒子を直接取り囲む、弱く多孔質なペースト層です。シリカフュームはこの領域を緻密化します。この領域は通常コンクリート中で最も弱い部分であり、ペーストと骨材の結合を改善し、全体強度を高めます。
実用上の帰結の一つは、シリカフュームコンクリートが、数週間かけてゆっくりと強度を発現するフライアッシュとは異なり、初期に強度の相当な部分を発現し続けることです。これによりシリカフュームは、高い初期強度と長期耐久性の両方を必要とするプロジェクトに適しています。ただし、混合時の適切な分散が不可欠です。分散が不十分なシリカフュームの凝集体は反応に十分寄与しないためです。
コンクリートにおけるシリカフュームの利点
| 利点 | メカニズム | 重要となる場面 |
|---|---|---|
| 圧縮強度・曲げ強度の向上 | 追加のC-S-H＋より緻密なマトリックス | 高強度／高性能コンクリート（HPC） |
| 極めて低い透水性 | 微細化された空隙構造 | 海洋、貯水、駐車場構造物 |
| 塩化物・腐食耐性 | 鉄筋への塩化物侵入を遮断 | 橋梁床版、海洋、凍結防止塩への曝露 |
| 硫酸塩・酸耐性 | より低い透水性＋遊離石灰の低減 | 排水、工業、化学的曝露 |
| ASR（アルカリシリカ反応）の抑制 | ポゾラン反応によりアルカリを消費 | 反応性骨材地域 |
| 摩耗・侵食耐性 | より硬く緻密な表面 | 放水路、工業用床、水理構造物 |
| 吹付けコンクリート性能の向上 | より優れた凝集性、リバウンドの低減 | トンネル掘削、法面安定、補修 |
シリカフュームと他の補助セメント材料との比較
シリカフュームはしばしばフライアッシュや高炉スラグ微粉末（GGBFS）と比較されます。これら3つはいずれもSCM（補助セメント材料）であり工業副産物ですが、細かさ、反応性、標準的な使用量が大きく異なります。多くの高性能配合ではシリカフュームを使用します と併用して 強度、耐久性、コストのバランスをとるためにフライアッシュやスラグを使用します。
| シリカフューム | フライアッシュ（クラスF） | スラグ（GGBFS） | |
|---|---|---|---|
| 由来 | シリコン／フェロシリコンの生産 | 石炭の燃焼 | 鉄鋼高炉 |
| 粒子径 | ~0.1–0.3 µm | ~10–100 µm | ~10–30 µm |
| 反応性 | 極めて高い | 低～中（緩慢） | 中程度 |
| 標準的な置換率 | ~5–12% | ~15–30% | ~25–50% |
| 強度への影響 | 初期および最終強度の大幅な増加 | 緩慢、長期的な増加 | 長期的な増加 |
| 透水性の低減 | 最大 | 良好 | 良好 |
| 主な用途 | HPC、耐久性、ASR制御 | 作業性、発熱低減、ASR | 耐久性、マスコンクリート |
シリカフュームの使用量と添加率
シリカフュームは通常、置換または補足として使用されます セメント材料の質量比5～12％、ほとんどの構造用高性能配合は次の範囲に収まります 7–10% の範囲です。低い使用量では作業性と適度な強度向上が重視されます。高い使用量では最大強度と耐久性を目指しますが、水需要が増加し配合が粘りやすくなるため、高性能減水剤が不可欠になります。
おおよそ12～15％を超えると効果が減少し、水需要が急激に増加します。正確な使用量は、プロジェクト仕様と配合設計に対する試験練りによって常に確認すべきです。これらは一般的な業界範囲であり、配合認定に代わるものではありません。
シリカフュームの形態：緻密化、非緻密化、およびスラリー
- 非緻密化シリカフューム — 採取したままの原料粉末（かさ密度約130～430 kg/m³）。最も反応性が高い形態ですが、粉塵が多く取り扱いや輸送が困難です。最大のポゾラン活性が必要な場合に使用されます。
- 緻密化シリカフューム — 粒子がより大きな塊に凝集したもの（かさ密度約480～720 kg/m³）。最も一般的な市販形態で、はるかに粉塵が少なく、貯蔵、輸送、計量が容易です。生コンおよびプレキャスト工場の標準的な選択肢です。
- シリカフュームスラリー — 非緻密化シリカフュームを水中に懸濁させたもの（多くの場合重量比約50/50）。粉塵を排除し、ダムやトンネルなどの大規模プロジェクトの自動計量において、正確で均一な投与を支援します。
- ホワイトシリカフューム — 外観が重要な建築用・装飾用コンクリート向けの低鉄グレードで、同じ性能上の利点を提供します。
シリカフュームの用途
- 高強度／高性能コンクリート（HPC）： 優れた耐荷重性を必要とする高層柱、長スパン構造物、プレキャスト部材。
- 橋梁、駐車場床版、海洋構造物： 塩化物の侵入、凍結防止塩、海水に抵抗し、埋設された補強材を保護します。
- 吹付けコンクリート： 凝集性を改善しリバウンドを低減する、トンネル掘削、鉱業、法面安定。
- 油井セメント： 高温で過酷な坑内環境。
- 補修およびオーバーレイモルタル： 耐久性と低透水性を必要とする接着オーバーレイおよび構造補修。
- 工業用床、放水路、水理構造物： 重荷重下での耐摩耗・耐侵食表面。
シリカフューム供給業者 — RawSourceからのバルク供給
RawSourceは供給します バルクのシリカフューム（マイクロシリカ） をコンクリート製造業者、生コンおよびプレキャスト事業者、建設用化学品・混和剤の配合業者に供給します。当社はASTM C1240／EN 13263などの認知されたシリカフューム規格に適合する材料を供給し、ロットごとの適合性を分析証明書（Certificate of Analysis）に記載します。また、標準グレードとプロジェクト固有のグレード要件の両方に対応します。
- グレード： 標準グレーの緻密化および非緻密化シリカフューム、スラリー、およびホワイト（低鉄）建築用グレード。
- 包装： バッグ、スーパーサック（バルクバッグ）、バルク／コンテナ荷役に対応し、お客様のバッチ配合と物流に合わせます。
- ドキュメント： 品質保証／品質管理および配合適格性評価のため、出荷時に分析証明書（CoA）と仕様データを提供します。
- バルクRFQモデル： グレード、SiO2 仕様、形態、数量、納入先をお送りください。価格とリードタイムをご返信します。
バルクシリカフュームの価格、CoA、またはお客様の配合設計向けのグレードに関するアドバイスをご希望の場合は、 バルクRFQについて当社の調達チームにお問い合わせください.
コンクリート中のシリカフューム：主要データ
- 7日でポゾラン活性指数105％以上、比表面積15 m²/g以上。 ASTM C1240-20（2020年版）における2つの必須の反応性および細かさの限界値。比表面積は窒素吸着法（BET）で測定され、いずれも適格性を評価する分析証明書に記載されるべき項目です（Silica Fume Association, Silica Fume User’s Manual, 2nd ed., ASTM C1240-20について).
- 水分3％以下、強熱減量6％以下、45 µmふるい上残留物10％以下。 ASTM C1240-20におけるさらに3つの必須合格限界値。サプライヤー適格性評価の際、受け入れロットを3つすべてに対してふるい分けしてください（Silica Fume Association, Silica Fume User’s Manual, 2nd ed., ASTM C1240-20について).
- 年間120,000トン以上。 ACI委員会234は、世界で年間少なくとも120,000トンのシリカフュームがコンクリートに使用されると推定しており、これは毎年600万立方メートル以上のシリカフュームコンクリートが打設されることに相当します（ACI 234R-06、2012年再承認、SFA Silica Fume User’s Manualに再掲).
- 2024年には世界のシリコン材料生産量のほぼ80％が中国由来でした。 また、米国のフェロシリコンおよびシリコンメタルはわずか5施設で生産されました。シリカフュームはこれらの製錬所から回収されるため、この供給集中はバルク調達のリードタイム計画に織り込む価値があります（USGS Mineral Commodity Summaries, January 2025).
シリカフュームに関するよくある質問
コンクリートでシリカフュームをどのように使用しますか？
シリカフュームは工場でセメント質材料としてバッチ配合します。緻密化粉末が標準的な商業形態であり、サイロ、スーパーサック、バッグ内でセメントのように取り扱えます。正確に計量し、高性能減水剤と組み合わせて低い水セメント質比を維持し、緻密化した凝集塊を分散させるのに十分な時間まで混合を延長してください。Silica Fume Associationは、混合はそれらを分散させるのに十分でなければならないと注意を促しており、ミキサーがそれに対応できない場合は非緻密化シリカフュームを推奨しています。
なぜコンクリートにシリカが使用されるのですか？
シリカは、材料を同時に2つの方法で改善するため、シリカフュームとしてコンクリートに使用されます。化学的には、その非晶質のSiO2 はセメント水和中に放出される水酸化カルシウムと反応し、強度を担う結合材である追加のケイ酸カルシウム水和物を形成します。物理的には、そのサブミクロン粒子がセメント粒子間の空隙を充填します。これらの複合効果により、圧縮強度の向上、透過性の低下、塩化物・硫酸塩・摩耗に対する耐性の向上が得られます。そのため、設計者は橋梁床版、海洋構造物、高性能配合にこれを指定します。
シリカフュームはポゾランですか？
はい。シリカフュームはポゾラン系補助セメント材料に分類されます。すなわち、水和するポルトランドセメントが放出する水酸化カルシウムと反応することで強度を獲得し、自ら水和するのではありません。ASTM C1240はこの反応性を直接試験し、7日で対照配合の少なくとも105％の促進ポゾラン活性指数を要求します。高い非晶質SiO2 含有量と極めて高い細かさにより、コンクリート用として適格なポゾランの中で最も反応性の高いものの一つとなっています。
シリカフュームとは何ですか？
シリカフュームは、シリコンおよびフェロシリコン生産の超微細な非晶質二酸化ケイ素（SiO2）副産物であり、強度と耐久性を高め透過性を低減するための高性能ポゾラン混和材としてコンクリートに使用されます。
シリカフュームは何に使用されますか？
シリカフュームは、高い強度、低い透過性、耐薬品性が要求される橋梁、海洋・駐車構造物、吹付けコンクリート、油井セメント、工業用床、補修工事向けの高性能・高強度コンクリートの製造に使用されます。
コンクリートにシリカフュームをどのくらい添加しますか？
シリカフュームは通常、セメント質材料の質量に対して約5〜12％で配合され、ほとんどの構造用配合では7〜10％を使用します。通常は高性能減水剤が必要であり、最終添加量はプロジェクトの配合設計に対して試験バッチで確認する必要があります。
シリカフュームはマイクロシリカと同じですか？
はい。シリカフューム、マイクロシリカ、凝縮シリカフュームは、同じ材料の異なる名称です——コンクリートに使用される、シリコンおよびフェロシリコン生産の超微細な非晶質SiO2 副産物です。
シリカフュームをバルクでどこで購入できますか？
RawSourceはシリカフュームをバルクで供給します——緻密化、非緻密化、スラリー、白色グレードを、バッグ、スーパーサック、バルク荷役で、分析証明書付きで提供します。グレード、仕様、数量を記載したバルクRFQを提出いただければ、価格とリードタイムをお知らせします。
結論
シリカフュームは、コンクリート用に利用できる最も効果的な混和材の一つです。脆弱な水酸化カルシウムを強固なC-S-Hに変換し、細孔構造を物理的に緻密化することで、より高い強度、はるかに低い透水性、そして塩化物、硫酸塩、摩耗、アルカリシリカ反応に対する優れた抵抗性を実現します。高性能コンクリートを配合する場合でも、生コンやプレキャスト向けに材料を調達する場合でも、RawSourceはお客様のプロジェクトが必要とするグレード、形態、包装でシリカフュームを供給できます。