JP2020011234A - Method of manufacturing modified fly ash, and quality determination method for fly ash raw powder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、改質フライアッシュの製造方法およびフライアッシュ原粉の品質判断方法に関する。 The present invention relates to a method for producing modified fly ash and a method for judging the quality of raw fly ash.
フライアッシュはコンクリート用混和材として好適であることは広く知られている。とくに流動性の改善、単位水量の低減、水和熱、温度ひび割れの低減、乾燥収縮および収縮ひび割れの低減、長期強度の増進、ならびに、アルカリシリカ反応の抑制などの利点がある。 It is widely known that fly ash is suitable as an admixture for concrete. In particular, there are advantages such as improvement of fluidity, reduction of unit water amount, heat of hydration, reduction of thermal crack, reduction of drying shrinkage and shrinkage crack, enhancement of long-term strength, and suppression of alkali silica reaction.
一方で、フライアッシュはコンクリート用混和材として、初期強度の低下、未燃炭素による空気連行性の低下、中性化の増大などの欠点も抱えている。このため、フライアッシュのコンクリート混和材としての用途は、ダムコンクリートなどの特定のコンクリート構造物に限られており、その他はセメント原料としての利用が主な用途となっているのが現状である。また、建築用コンクリートへのフライアッシュの適用は、原子力発電所、火力発電所等への特定建築物への使用が主体で、一般建築物への適用はいまだ少ない。 On the other hand, fly ash has drawbacks as an admixture for concrete, such as a decrease in initial strength, a decrease in air entrainment due to unburned carbon, and an increase in neutralization. For this reason, the use of fly ash as a concrete admixture is limited to specific concrete structures such as dam concrete, and at present the other main uses are as cement raw materials. The application of fly ash to architectural concrete is mainly used for specific buildings such as nuclear power plants and thermal power plants, and is still rarely applied to general buildings.
フライアッシュがコンクリート用混和材として一般建築に使用されない原因は、フライアッシュに対する不信感、レディーミクストコンクリートへの適用の困難性などフライアッシュの品質によってコンクリートの品質変動が大きいことや、フライアッシュの改質にかかる製造コスト高などがある。 The reasons why fly ash is not used as an admixture for concrete in general buildings are that the quality of concrete varies greatly depending on the quality of fly ash, such as distrust of fly ash and difficulty in application to ready-mixed concrete. There are high manufacturing costs related to quality.
例えば、フライアッシュの乾式改質技術として、外熱式ロータリーキルンで未燃カーボンを１％以下まで焼成除去し、その後、ハイパーサイクロンにより粉砕し、更にバグフィルターを備えた分級サイクロンによりＪＩＳ ＩＩ種、Ｉ種の粒形の整った球状粒子の高品質フライアッシュ（ＣｆＦＡ）を回収する方法がある（非特許文献１）。ＣｆＦＡは、加熱改質のメリットとして、フライアッシュの品質ばらつきの主要因である未燃カーボン量の低減だけでなく、硫黄分が除去されることによって貯蔵時の固結防止と窒素分の除去によるコンクリートからのアンモニア臭の低減効果が期待できるが、改質コストが課題である。 For example, as a dry reforming technique for fly ash, unburned carbon is baked and removed to 1% or less in an externally heated rotary kiln, then pulverized by a hypercyclone, and further classified by a classification cyclone equipped with a bag filter according to JIS II and I. There is a method of collecting high-quality fly ash (CfFA) of spherical particles having a uniform grain shape (Non-Patent Document 1). CfFA has the advantages of heat reforming, not only by reducing the unburned carbon amount, which is the main cause of the quality variation of fly ash, but also by preventing the solidification during storage by removing the sulfur content and removing the nitrogen content. The effect of reducing ammonia odor from concrete can be expected, but the cost of reforming is an issue.
フライアッシュの湿式改質技術として、特許文献１には、未燃炭素を主体とするフライアッシュの細孔構造が空気連行剤（ＡＥ剤）、減水剤を吸着する性質を改質する方法として、界面活性剤による未燃カーボンの不活性化が検討されているが、実用化は進んでいない。 As a wet reforming technique of fly ash, Patent Literature 1 discloses a method of modifying the property that the pore structure of fly ash mainly composed of unburned carbon adsorbs an air entraining agent (AE agent) and a water reducing agent. Deactivation of unburned carbon by a surfactant has been studied, but practical use has not been advanced.
前記未燃炭素を主体とするフライアッシュの細孔構造がＡＥ剤、減水剤を吸着する性質は、コンクリートの流動性、空気連行性などのフレッシュ性状に大きく影響するものであるが、真のメカニズムが解明されていない。 The property that the pore structure of the fly ash mainly composed of unburned carbon adsorbs the AE agent and the water reducing agent greatly affects the fresh properties of concrete such as fluidity and air entrainment. Has not been elucidated.
非特許文献２には、モルタルフローを同一にするために必要な減水剤使用量が、減水剤の組成に関わらず、石炭灰のｐＨ低下に伴い増大する傾向にあることから、コンクリート混和用石炭灰の品質管理方法として、スラリーｐＨの測定が重要であると提案されている。また、非特許文献３には、強熱減量が３％以下の原粉では、低ｐＨのフライアッシュがモルタル試験のフロー値比に大きく影響し、フロー値比は低く、コンクリート試験においても、低ｐＨのフライアッシュは、スランプが極端に小さく、ｐＨの影響が確認されたと報告されている。 Non-Patent Document 2 discloses that the amount of water reducing agent used to make the mortar flow the same tends to increase as the pH of coal ash decreases, regardless of the composition of the water reducing agent. It has been proposed that measurement of slurry pH is important as a quality control method for ash. In addition, Non-Patent Document 3 discloses that, for raw powder having a loss on ignition of 3% or less, low pH fly ash has a large effect on the flow value ratio in the mortar test, and the flow value ratio is low. It has been reported that fly ash at pH has an extremely small slump and the effect of pH has been confirmed.
微粉炭燃焼フライアッシュを外燃式ロータリーキルンで再度焼成する方法では、改質コストがかかる。また、フライアッシュからの未燃炭素を主体とする強熱減量の低減又は不活性化する方法だけでは、フレッシュコンクリート性状がばらつくなど改質効果が不十分である。さらに、未燃炭素を主体とするフライアッシュの細孔構造がＡＥ剤、減水剤を吸着および吸水する性質の具体的な物性メカニズムが解明されていないため、改質をコントロールする要因が明確に把握されていないという課題があった。 The method of firing the pulverized coal combustion fly ash again in the external combustion type rotary kiln requires a reforming cost. Further, the method of reducing or inactivating the ignition loss mainly from unburned carbon from fly ash is insufficient in the reforming effect such as the variation in the properties of fresh concrete. Furthermore, since the specific physical mechanism of the pore structure of fly ash mainly composed of unburned carbon that adsorbs and absorbs AE agents and water reducing agents has not been elucidated, the factors controlling the reforming are clearly understood. There was a problem that was not done.
本発明の目的は、以下の［１］〜［８］により達成される。
［１］フライアッシュの分級ＪＩＳ灰およびフライアッシュの非ＪＩＳ灰からなる原粉と水とを混合してなるフライアッシュスラリーを、緩慢攪拌によりフライアッシュスラリーを均質化する工程と、均質化したフライアッシュスラリーのｐＨをｐＨ７〜ｐＨ８に維持する工程を含む、改質フライアッシュの製造方法；
［２］前記ｐＨを維持するために強アルカリと強酸とを使用し、
前記強アルカリは、生コンクリート工場においてプラント水処理設備から発生する強アルカリの上澄み液であり、
前記強酸は、生コンクリート工場においてプラント水処理設備に使用する硫酸である、前記［１］に記載の改質フライアッシュの製造方法；
［３］フライアッシュスラリーに含まれる凝集粒子および集塊粒子を、遠心力により微粒子とする工程を含む、前記［１］または［２］に記載の改質フライアッシュの製造方法；
［４］前記微粒子とする工程を経たフライアッシュスラリーから、浮遊分の浮灰を除外する工程を含む、前記［３］に記載の改質フライアッシュの製造方法；
［５］前記浮灰を除外する工程を経たフライアッシュスラリーから、マグネットキャッチャーにより磁性を有す粒子を除外する工程を含む、前記［４］に記載の改質フライアッシュの製造方法；
［６］前記磁性を有す粒子を除外する工程を経たフライアッシュスラリーを、動圧ろ過により分級する工程を含む、前記［５］に記載の改質フライアッシュの製造方法；
［７］前記［１］〜［６］のいずれかに記載の改質フライアッシュの製造方法に用いる装置であって、
フライアッシュと混合する水、ならびに、フライアッシュスラリーに添加する強アルカリおよび強酸の配合によるｐＨの制御を、改質フライアッシュスラリー貯蔵槽に設置された密度計からの信号の配信により検知して制御部にて管理する構成とする、改質フライアッシュの製造装置；
［８］フライアッシュの分級ＪＩＳ灰およびフライアッシュの非ＪＩＳ灰からなる原粉として、このフライアッシュ原粉５０±０．５ｇに水温２０±１℃の精製水又は上水道水１００±１ｍＬを加えて、中速攪拌しながら、１分後のｐＨ値を測定し、該ｐＨ値がｐＨ７以下の場合は、原粉フライアッシュがコンクリートのフレッシュ性状に大きく影響すると判断する、フライアッシュ原粉の品質判断方法。
The object of the present invention is achieved by the following [1] to [8].
[1] Classification of fly ash Fly fly ash slurry obtained by mixing raw powder consisting of JIS ash and non-JIS ash of fly ash with water and homogenizing the fly ash slurry by slow stirring; A method for producing modified fly ash, comprising a step of maintaining the pH of the ash slurry at pH 7 to pH 8;
[2] using a strong alkali and a strong acid to maintain the pH,
The strong alkali is a strong alkali supernatant generated from a plant water treatment facility in a ready-mixed concrete factory,
The method for producing a modified fly ash according to [1], wherein the strong acid is sulfuric acid used in a plant water treatment facility in a ready-mixed concrete plant;
[3] The method for producing a modified fly ash according to the above [1] or [2], comprising a step of converting the aggregated particles and agglomerated particles contained in the fly ash slurry into fine particles by centrifugal force;
[4] The method for producing a modified fly ash according to the above [3], comprising a step of removing floating ash from the fly ash slurry that has passed through the step of forming the fine particles;
[5] The method for producing a modified fly ash according to the above [4], comprising a step of removing particles having magnetism by a magnet catcher from the fly ash slurry that has passed through the step of removing the floating ash;
[6] The method for producing a modified fly ash according to the above [5], comprising a step of classifying the fly ash slurry having undergone the step of excluding the magnetic particles by dynamic pressure filtration;
[7] An apparatus used in the method for producing a modified fly ash according to any of [1] to [6],
Water mixed with fly ash and pH control by mixing strong alkali and strong acid to be added to fly ash slurry are detected and controlled by signal transmission from density meter installed in modified fly ash slurry storage tank. Equipment for producing modified fly ash, which is configured to be managed by the department;
[8] Classification of fly ash As raw powder consisting of JIS ash and non-JIS ash of fly ash, 100 ± 1 mL of purified water or tap water at a temperature of 20 ± 1 ° C. is added to 50 ± 0.5 g of the fly ash raw powder. The pH value after 1 minute was measured while stirring at a medium speed, and when the pH value was 7 or less, it was judged that the raw fly ash had a great effect on the fresh properties of the concrete. Method.
本発明によれば、微粉炭燃焼フライアッシュを安価で簡易な装置構成により、物理的・化学的改質により高品質化することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the quality of pulverized coal combustion fly ash can be increased by physical and chemical reforming with an inexpensive and simple apparatus configuration.
以下、本発明の実施の形態について説明をするが、本発明の趣旨に反しない限り、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments as long as the spirit of the present invention is not contradicted.
（改質フライアッシュの製造方法）
本発明の改質フライアッシュの製造方法においては、フライアッシュの分級ＪＩＳ灰およびフライアッシュの非ＪＩＳ灰からなる原粉（以下、「フライアッシュの原粉」又は「原粉」という）と水とを混合してなるフライアッシュスラリーを、緩慢攪拌によりフライアッシュスラリーを均質化する工程を含む。また、フライアッシュスラリーのｐＨを調整する工程、スラリーに含まれる凝集粒子および集塊粒子を微粒子にする工程、スラリーの浮灰を除去する工程、スラリーから磁性を有する粒子を除去する工程、動圧ろ過によりスラリーを分級する工程を含むことが好ましく、製造工程において、改質フライアッシュスラリーの濃度などを管理する制御部を含むことが好ましい。各工程について、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、改質フライアッシュの製造方法に用いるプラントの概略図である図１に沿って、以下に詳細に説明する。
(Production method of modified fly ash)
In the method for producing a modified fly ash of the present invention, a raw powder (hereinafter, referred to as “raw fly ash powder” or “raw powder”) composed of fly ash classified JIS ash and fly ash non-JIS ash, and water And homogenizing the fly ash slurry by slow stirring. A step of adjusting the pH of the fly ash slurry; a step of converting aggregated and agglomerated particles contained in the slurry into fine particles; a step of removing floating ash from the slurry; a step of removing magnetic particles from the slurry; It is preferable to include a step of classifying the slurry by filtration, and it is preferable to include a control unit that manages the concentration of the modified fly ash slurry in the manufacturing process. Each step will be described in detail below with reference to FIG. 1 which is a schematic diagram of a plant used in a method for producing a modified fly ash, which corresponds to at least one of the embodiments of the present invention.
原粉であるフライアッシュは、分級ＪＩＳ灰と非ＪＩＳ灰とからなり、すなわち、未燃炭素が付着した石炭灰（フライアッシュ）を含む状態である。原粉は、図１に示す原粉フライアッシュサイロ１０から、加湿器１１を経てフライアッシュ改質スラリー槽１２に供される。本明細書において、フライアッシュについてＪＩＳとは、ＪＩＳ Ａ６２０１：２０１５をいう。分級ＪＩＳ灰とは、ＪＩＳ Ａ６２０１の規定にしたがって、二酸化けい素含有量、湿分、強熱減量、密度、粉末度、フロー値比、活性度指数を測定した場合に、ＪＩＳ Ａ６２０１に規定する条件に適合し、合格となるものである。一方、非ＪＩＳ灰とは、ＪＩＳ Ａ６２０１の規定にしたがって、二酸化けい素含有量、湿分、強熱減量、密度、粉末度、フロー値比、活性度指数を測定した場合に、ＪＩＳ Ａ６２０１に規定する条件に適合せず、合格とならないものである。 Fly ash, which is a raw powder, is composed of classified JIS ash and non-JIS ash, that is, contains coal ash (fly ash) to which unburned carbon is attached. The raw powder is supplied from a raw powder fly ash silo 10 shown in FIG. 1 to a fly ash modified slurry tank 12 via a humidifier 11. In the present specification, JIS for fly ash refers to JIS A6201: 2015. Classified JIS ash refers to the conditions specified in JIS A6201 when the content of silicon dioxide, moisture content, loss on ignition, density, fineness, flow value ratio, and activity index are measured in accordance with JIS A6201. , And pass. On the other hand, non-JIS ash is defined in JIS A6201 when the content of silicon dioxide, moisture, loss on ignition, density, fineness, flow value ratio, and activity index are measured in accordance with JIS A6201. Do not conform to the conditions to be met and do not pass.
フライアッシュ改質スラリー槽１２には、前記フライアッシュサイロ１０の他、水を供給するための水供給設備、供給されたフライアッシュと水とを攪拌するための攪拌翼または渦巻きポンプ、後述のｐＨ調整槽１３へスラリーを循環させるためのスラリーポンプまたは渦巻きポンプがそれぞれ設置される。 In the fly ash modified slurry tank 12, in addition to the fly ash silo 10, a water supply facility for supplying water, a stirring blade or a spiral pump for stirring the supplied fly ash and water, a pH described later A slurry pump or a vortex pump for circulating the slurry to the adjustment tank 13 is provided.
原粉の供給前にフライアッシュ改質スラリー槽１２に予め水を供給し、攪拌またはポンプにより水が槽内を循環するように設定されていることが好ましい。原粉は水と混合されてフライアッシュスラリーを形成する。原粉と水との混合比は特に限定されるものではなく、処理効率および有害物質の無排水化の点からは、例えば、原粉の質量比を３０質量％以上とすることが好ましく、また原粉の質量比を５０質量％以下とすることが好ましい。フライアッシュの原粉の供給は、一度の前記質量比となるように添加しても、分割して添加してもよいが、後述の品質判断を行う場合は、フライアッシュスラリー原粉を一度で全量添加する。 It is preferable that water is supplied to the fly ash modified slurry tank 12 in advance before the raw powder is supplied, and the water is circulated in the tank by stirring or a pump. The raw powder is mixed with water to form a fly ash slurry. The mixing ratio of the raw powder and water is not particularly limited, and from the viewpoint of treatment efficiency and elimination of harmful substances, for example, the mass ratio of the raw powder is preferably 30% by mass or more. The mass ratio of the raw powder is preferably set to 50% by mass or less. The supply of the raw powder of fly ash may be added so as to have the mass ratio at one time, or may be added in a divided manner. Add all.
フライアッシュスラリーは、フライアッシュ改質スラリー槽１２において緩慢攪拌により、スラリーの沈殿を防止する。緩慢攪拌は、フライアッシュ改質スラリー槽１２中央部に設けた複数の攪拌翼の回転速度を１８０ｒｐｍ以下の低速パドル翼とすることや、渦巻きポンプを低揚程でスラリー容量分を２０分程度の滞留時間となる高容量の条件で稼働させることで実施することができる。また、このように緩慢攪拌を行うことで、処理対象であるスラリーが均質化される。 The fly ash slurry is prevented from settling out of the slurry by slow stirring in the fly ash modified slurry tank 12. The slow stirring is performed by using a low-speed paddle blade having a rotation speed of a plurality of stirring blades provided at the center portion of the fly ash reforming slurry tank 12 of 180 rpm or less, or by using a vortex pump with a low head and a slurry volume of about 20 minutes. It can be implemented by operating under high-capacity conditions that require time. Further, by performing the slow stirring in this manner, the slurry to be treated is homogenized.
本発明では、前記均質化されたフライアッシュスラリーのｐＨをｐＨ７〜ｐＨ８に維持する。ｐＨを前記範囲に維持することで、処理後のフライアッシュを含有するコンクリートの流動性、空気連行性などのフレッシュ性状が良好なものとなる。 In the present invention, the pH of the homogenized fly ash slurry is maintained at pH 7 to pH 8. By maintaining the pH in the above range, fresh properties such as fluidity and air entrainment of the concrete containing fly ash after the treatment are improved.
スラリーのｐＨ値は、ｐＨ調整槽１３に備えられたｐＨメータにより測定する。例えば、フライアッシュが添加された後、フライアッシュ改質スラリー槽１２からｐＨ調整槽１３にフライアッシュスラリーを循環させる循環運転の開始時にスラリーのｐＨを測定する。ｐＨがｐＨ７〜ｐＨ８の範囲にない場合、ｐＨ調整槽１３において、スラリーに必要に応じて強アルカリおよび／または強酸を添加してｐＨをｐＨ７〜ｐＨ８に調整する。ｐＨが調整されたスラリーは、ｐＨ調整槽１３に備えられた自動弁による切替え指令を受けて、次工程のフライアッシュスラリー分級機１５で処理させる。 The pH value of the slurry is measured by a pH meter provided in the pH adjusting tank 13. For example, after the fly ash is added, the pH of the slurry is measured at the start of the circulation operation for circulating the fly ash slurry from the fly ash modified slurry tank 12 to the pH adjusting tank 13. When the pH is not in the range of pH 7 to pH 8, the pH is adjusted to pH 7 to pH 8 by adding a strong alkali and / or a strong acid to the slurry in the pH adjusting tank 13 as needed. The pH-adjusted slurry is processed by a fly ash slurry classifier 15 in the next step in response to a switching command by an automatic valve provided in the pH adjustment tank 13.
前記ｐＨ調整槽１３は中速攪拌装置を備え、ｐＨ調整槽１３において強アルカリおよび／または強酸にて処理される系を均質化する。本発明において中速攪拌とは、回転速度を１８０〜３６０ｒｐｍとした中速プロペラ翼によって強力な軸流と上下循環流を形成し、系が反応かつ均一混合する条件で系を攪拌することをいう。また、前記ｐＨ調整槽１３において槽に備えたｐＨメータにより、調整後のスラリーのｐＨ値を測定する。 The pH adjustment tank 13 is provided with a medium-speed stirring device, and homogenizes a system to be treated with a strong alkali and / or a strong acid in the pH adjustment tank 13. In the present invention, the medium speed stirring means that a strong axial flow and a vertical circulating flow are formed by a medium speed propeller blade with a rotation speed of 180 to 360 rpm, and the system is stirred under conditions where the system reacts and uniformly mixes. . Further, the pH value of the adjusted slurry is measured by a pH meter provided in the pH adjusting tank 13.
強アルカリは、フライアッシュスラリーを中和する目的で使用するものであり、公知の強アルカリを適宜使用することができるが、生コンクリート工場においてプラント水処理設備から発生する強アルカリの上澄み液を用いることで、プラント全体の生産効率が向上する。生コンクリート工場においては、プラント水処理設備から発生する強アルカリの排出物はカルシウム塩固形分を含むため、カルシウム塩固形分を含まない上澄みの強アルカリを使用する。 The strong alkali is used for the purpose of neutralizing the fly ash slurry, and a known strong alkali can be appropriately used, but a strong alkali supernatant generated from a plant water treatment facility in a ready-mixed concrete factory is used. As a result, the production efficiency of the entire plant is improved. In a ready-mixed concrete plant, since the strong alkaline effluent generated from the plant water treatment equipment contains calcium salt solids, a supernatant strong alkali not containing calcium salt solids is used.
強酸は、フライアッシュスラリーを中和する目的で使用するものであり、公知の強アルカリを適宜使用することができるが、生コンクリート工場において強アルカリを中和するためにプラント水処理設備に使用する硫酸をｐＨ調整に用いることで、プラント全体の生産効率が向上する。 The strong acid is used for the purpose of neutralizing the fly ash slurry, and a known strong alkali can be appropriately used, but is used in a plant water treatment facility to neutralize the strong alkali in a ready-mixed concrete factory. By using sulfuric acid for pH adjustment, the production efficiency of the entire plant is improved.
フライアッシュ改質スラリー槽１２とｐＨ調整槽１３との間でのスラリーの循環は、フライアッシュ改質スラリー槽１２のスラリーのｐＨがｐＨ７〜ｐＨ８となるまで繰り返せばよい。このとき、フライアッシュ改質スラリー槽１２とｐＨ調整槽１３との間でのスラリーの循環にかかる時間は、フライアッシュスラリー容量の２〜３倍でスラリーを循環できる所用時間にすることが好ましい。 Circulation of the slurry between the fly ash reforming slurry tank 12 and the pH adjusting tank 13 may be repeated until the pH of the slurry in the fly ash reforming slurry tank 12 becomes pH 7 to pH 8. At this time, it is preferable that the time required for circulating the slurry between the fly ash reforming slurry tank 12 and the pH adjusting tank 13 be a time required for circulating the slurry at a rate of 2 to 3 times the volume of the fly ash slurry.
本発明は、さらに、フライアッシュスラリーに含まれる凝集粒子および集塊粒子を、遠心力により微粒子とする工程を含む。該工程は、ｐＨの調整後に別途に行ってもよいが、フライアッシュ改質スラリー槽１２において、フライアッシュスラリーを均質化することと同時に行うことがプラント構成や処理効率の点からは好ましい。 The present invention further includes a step of converting aggregated particles and agglomerated particles contained in the fly ash slurry into fine particles by centrifugal force. This step may be performed separately after the pH is adjusted, but is preferably performed simultaneously with homogenizing the fly ash slurry in the fly ash modified slurry tank 12 from the viewpoint of the plant configuration and the processing efficiency.
原粉のフライアッシュの粒子表面には、一般に、石炭中の鉱物由来の活性アルカリ金属が、燃焼ガスの温度でガス化して酸化物（Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）となり、さらに硫化物（Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４）となった硫酸アルカリ塩が低溶融のため付着固化しており、このため原粉のフライアッシュは５０〜１５０μｍ程度の凝集粒子または集塊粒子を形成している。このような凝集および集塊粒子の原因は、微粒子同士の融着や硫酸アルカリ塩による微粒子同士間の接着である。硫酸アルカリ塩による微粒子同士間の接着の場合には、水への溶解度が高いために、攪拌用やスラリー移送として設置されている渦巻きポンプなどを利用してスラリーに強力な遠心力が働かせて、せん断力や衝撃力により分離して、微粒子とすることで、フライアッシュの比表面積を向上させることが好ましい。比表面積を向上させることで、フライアッシュを用いたモルタル形成時に、微粉末効果が得られることでコンクリートの性状を良好なものとすることができる。 In general, active alkali metals derived from minerals in coal are gasified at the temperature of the combustion gas to form oxides (Na 2 O, K 2 O) and sulfides (Na) on the surface of the particles of the raw fly ash. 2 SO 4 , K 2 SO 4 ) has been solidified because of its low melting, so that the fly ash of the raw powder forms aggregated or agglomerated particles of about 50 to 150 μm. . The causes of such agglomeration and agglomerated particles are fusion between the particles or adhesion between the particles due to the alkali sulfate. In the case of adhesion between fine particles due to alkali sulfate, since the solubility in water is high, a strong centrifugal force is applied to the slurry using a vortex pump installed for stirring or slurry transfer, It is preferable to increase the specific surface area of fly ash by separating the particles by a shearing force or an impact force to form fine particles. By improving the specific surface area, a fine powder effect can be obtained at the time of forming mortar using fly ash, so that the properties of concrete can be improved.
ここで、微粉末効果とは、一般に空隙充填作用やセメントの水和促進等を微粉末効果と呼ぶことがある。これは、セメント粒子の集団の一部に微粉末粒子が入り込むことによって、セメント粒子周辺における水和物を析出できるスペースが広くなり、粒子周辺が水和物で満たされて物理的な水和の限界に達するまでの時間が遅くなり、等しい材齢でも多くの水和物を析出することができるために、水和の程度が増加するものと考察されている。 Here, the fine powder effect may generally refer to a void filling effect, promotion of hydration of cement, and the like as a fine powder effect. This is because fine powder particles enter a part of the population of cement particles, which increases the space where hydrates can be precipitated around the cement particles, and the periphery of the particles is filled with hydrates and the physical hydration occurs. It is believed that the degree of hydration increases because the time to reach the limit is slowed and more hydrates can be precipitated at the same age.
前記微粒子とする工程を経たフライアッシュスラリーは浮灰を含む。このような浮灰は、低比重中空粒子であって、真球形状であることからスラリーの循環に対するボールベアリング効果は期待できるが、衝突などにより簡単に割れる傾向にある。また、浮灰を構成するのは、結晶性酸化物のムライトであって、二酸化ケイ素のようなポゾラン活性は期待できない。よって、フライアッシュを高品質化するためには、微量ではあるものの浮遊分の浮灰を除外することが好ましい。 The fly ash slurry that has undergone the step of forming fine particles contains floating ash. Such floating ash is a hollow particle having a low specific gravity and has a true spherical shape, so that a ball bearing effect on the circulation of the slurry can be expected, but it tends to be easily broken by collision or the like. In addition, the ash that constitutes the ash is a crystalline oxide mullite, which cannot be expected to have a pozzolanic activity like silicon dioxide. Therefore, in order to improve the quality of fly ash, it is preferable to exclude a small amount of suspended ash.
浮遊分の浮灰の除外は、ｐＨ調整槽１３に備えられた浮灰回収器１３ａにより槽の液面において実施する。浮灰回収器１３ａは、スラリー液面から毛細管現象を利用して、浮灰を簡易ネットに付着回収させる簡易構成である。 The removal of floating ash is carried out on the liquid level of the tank by a floating ash collector 13a provided in the pH adjusting tank 13. The floating ash recovering device 13a has a simple configuration in which the floating ash is attached to and recovered from a simple net by utilizing the capillary phenomenon from the surface of the slurry.
なお、フライアッシュの色見合い上、フライアッシュ改質スラリー槽１２におけるフライアッシュスラリーから磁性を有する粒子（マグネタイト）を、マグネットキャッチャー１４にて除外する工程を有することが好ましい。 In addition, from the viewpoint of the color of the fly ash, it is preferable to include a step of removing particles (magnetite) having magnetism from the fly ash slurry in the fly ash modified slurry tank 12 by the magnet catcher 14.
前記マグネットキャッチャー１４とは、スラリー中から磁性を有する粒子を磁力により付着させ除去するものであり、例えば、コンパクト軽量、分解簡単で回収や掃除しやすいサニタリーパイプマグネットストレーナーにより構成される。このマグネットキャッチャー１４をスラリーの循環ラインに設置することで、フライアッシュスラリーから磁性を有する粒子を除外することができる。 The magnet catcher 14 attaches and removes magnetic particles from the slurry by magnetic force, and is made of, for example, a sanitary pipe magnet strainer that is compact, lightweight, easy to disassemble, and easy to collect and clean. By installing the magnet catcher 14 in the circulation line of the slurry, particles having magnetic properties can be excluded from the fly ash slurry.
中和処理、ならびに、浮灰およびマグネタイトを除外する処理をしたフライアッシュスラリーは、動圧ろ過により分級する工程へと供される。動圧ろ過はウェッジワイヤースクリーンを用いた分級とし、粒子の大きさにより選り分けて分級し粒径分布のムラをなくすことが好ましい。このように中和処理、ならびに、浮灰およびマグネタイトを除外する処理をしたフライアッシュスラリーを粒子の大きさにより分級することで、得られる改質フライアッシュを用いたコンクリートの流動性、空気連行性などのフレッシュ性状を良好なものとすることができる。 The fly ash slurry that has been subjected to the neutralization treatment and the treatment for removing the floating ash and magnetite is subjected to a step of classifying by dynamic pressure filtration. The dynamic pressure filtration is preferably performed using a wedge wire screen, and it is preferable to classify the particles according to the size of the particles to eliminate unevenness in the particle size distribution. By classifying fly ash slurry that has been neutralized in this way, and the fly ash slurry that has been treated to exclude float ash and magnetite according to the size of particles, the fluidity and air entrainment of concrete using the resulting modified fly ash And other fresh properties can be improved.
フライアッシュスラリーを改質処理の事前に分級する方法として、乾式分級法を適用することはできるが、分離により均一核生成される無色の単一高比重の０．０２〜０．５μｍのサブミクロン微粒子であるヒュームドシリカは、人が吸引すると塵肺になる可能性があるので粉塵対策が必要であり、また回収が困難であることから好ましくない。 As a method of classifying the fly ash slurry before the reforming treatment, a dry classification method can be applied, but a colorless single high specific gravity 0.02-0.5 μm submicron uniformly nucleated by separation. Fumed silica, which is a fine particle, is not preferable because it is necessary to take a countermeasure against dust because it may become pneumoconiosis when inhaled by a person, and it is difficult to collect it.
動圧ろ過に用いるウェッジワイヤースクリーンは、分離して得られる改質フライアッシュに求められる品質に適合するように選択すればよいが、例えば、０．１ｍｍ以下の固液分離を可能とするウェッジワイヤースクリーンを用いることが好ましい。このようなウェッジワイヤースクリーンとしては、東洋スクリーン工業株式会社製のファインアーク（登録商標）を用いることができる。 The wedge wire screen used for the dynamic pressure filtration may be selected so as to conform to the quality required for the modified fly ash obtained by separation. For example, a wedge wire screen capable of performing solid-liquid separation of 0.1 mm or less is used. It is preferable to use a screen. As such a wedge wire screen, Fine Arc (registered trademark) manufactured by Toyo Screen Industry Co., Ltd. can be used.
フライアッシュスラリーは、スラリー分級機１５表面に吐出され、粒子サイズにより分級されて、細粉スラリー槽１６と粗粒粉回収倉庫１７とに分離回収される。細粉スラリー槽１６に分離されたスラリーは、所望の粒子サイズを有する改質されたフライアッシュを含むスラリーである。 The fly ash slurry is discharged to the surface of a slurry classifier 15, classified according to particle size, and separated and collected in a fine powder slurry tank 16 and a coarse powder collection warehouse 17. The slurry separated into the fine powder slurry tank 16 is a slurry containing a modified fly ash having a desired particle size.
改質されたフライアッシュを含むスラリーは、適宜、改質フライアッシュスラリー貯蔵槽１８へ移動され、貯蔵される。改質フライアッシュスラリー貯蔵槽１８には、密度計や温度計が備えられ、貯蔵中の物性が安定するように管理されることが好ましい。また、改質フライアッシュスラリー貯蔵槽１８に貯蔵された改質フライアッシュスラリーは、コンクリートの混和材として使用するために、生コンクリートプラントへ搬送されたり、外販のために出荷設備２０などへ搬出される。 The slurry containing the modified fly ash is appropriately moved to and stored in the modified fly ash slurry storage tank 18. The modified fly ash slurry storage tank 18 is preferably provided with a density meter and a thermometer, and is preferably managed so that physical properties during storage are stabilized. Further, the modified fly ash slurry stored in the modified fly ash slurry storage tank 18 is transported to a ready-mixed concrete plant for use as a concrete admixture, or carried out to a shipping facility 20 for external sales. You.
本発明の改質フライアッシュの製造方法は、外熱式ロータリーキルンにより未燃カーボンを１％以下まで焼成除去する乾式の改質方法に比べて、コストを抑制した簡便な装置構成により所望の改質フライアッシュの製造を可能とするものである。 The production method of the modified fly ash of the present invention is a desired modification by a simple apparatus configuration in which cost is suppressed as compared with a dry modification method in which unburned carbon is baked and removed to 1% or less by an externally heated rotary kiln. It enables the manufacture of fly ash.
本発明の改質フライアッシュの製造方法を利用する生コンクリートプラントにおいては、生コンプラント制御上、フライアッシュと混合する水、ならびに、フライアッシュスラリーに添加する強アルカリおよび強酸の配合によるｐＨの調整および分級された細粉スラリーを、改質フライアッシュスラリー貯蔵槽１８に設置された密度計からの信号の配信により検知して制御部１９にて管理する構成とすることが好ましい。具体的には、たとえば、改質フライアッシュスラリー貯蔵槽１８に設置された密度計がρ=１．１７の値であると、固形分の表乾密度１．８３とろ液の比重１．０１から計算上、スラリー質量濃度が３６％と算出できる。このように、フライアッシュ粉体量と水のバランスが分かるため生コンクリートプラントへの配合設計に支障をきたさないように管理することができる。 In the ready-mixed concrete plant using the method for producing the modified fly ash of the present invention, on the ready-mixed plant control, water mixed with fly ash, and adjustment of pH by mixing strong alkali and strong acid added to fly ash slurry and It is preferable that the classified fine powder slurry is detected by distribution of a signal from a density meter installed in the modified fly ash slurry storage tank 18 and managed by the control unit 19. Specifically, for example, if the density meter installed in the modified fly ash slurry storage tank 18 has a value of ρ = 1.17, the surface dry density of solids is 1.83 and the specific gravity of the filtrate is 1.01. In calculation, the slurry mass concentration can be calculated as 36%. In this way, the balance between the amount of fly ash powder and water is known, so that it is possible to manage the mixture so as not to hinder the mixing design of the ready-mixed concrete plant.
（フライアッシュ原粉の品質判断方法）
本発明のフライアッシュ原粉の品質判断方法は、フライアッシュの分級ＪＩＳ灰およびフライアッシュの非ＪＩＳ灰からなる原粉として、このフライアッシュ原粉５０±０．５ｇに水温２０±１℃の精製水又は上水道水１００±１ｍＬを加えて、中速攪拌しながら、１分後のｐＨ値を測定し、該ｐＨ値がｐＨ７以下の場合は、原粉フライアッシュがコンクリートのフレッシュ性状に大きく影響すると判断するものである。
(How to determine the quality of raw fly ash)
The method for judging the quality of fly ash raw powder according to the present invention is a method of purifying fly ash raw powder 50 ± 0.5 g as a raw powder composed of classified fly ash ash and non fly ash ash at a water temperature of 20 ± 1 ° C. Add 100 ± 1 mL of water or tap water, measure the pH value after 1 minute while stirring at medium speed, and when the pH value is 7 or less, if the raw powder fly ash greatly affects the fresh properties of concrete To judge.
前記フライアッシュスラリー原粉５０±０．５ｇに水温２０±１℃の精製水又は上水道水１００±１ｍＬを加えて調整した試料は、ＪＩＳＡ６２１０モルタル試験配合フライアッシュ１１２．５±０．５ｋｇ、と水２２５±１ｋｇと同じ希釈濃度とした試料である。 A sample prepared by adding 100 ± 1 mL of purified water or tap water at a temperature of 20 ± 1 ° C. to 50 ± 0.5 g of the fly ash slurry raw powder was 112.5 ± 0.5 kg of JIS 6210 mortar test blended fly ash, and water This is a sample having the same dilution concentration as 225 ± 1 kg.
フライアッシュ原粉のｐＨがコンクリートのフレッシュ性状に良好でない大きな影響を及ぼすことは従来報告されている。非特許文献３には、コンクリート混和用石炭灰（フライアッシュ）の品質管理方法として、スラリーｐＨの測定が重要であると提案されており、非特許文献２には、強熱減量が３％以下の原粉では、低ｐＨのフライアッシュがモルタル試験のフロー値比に大きく影響し、フロー値比は低く、コンクリート試験においても、低ｐＨのフライアッシュは、スランプが極端に小さくフロー値比のときと同様、ｐＨの影響が確認されたと報告されている。しかしながら、原粉フライアッシュの品質を判断する基準は示されておらず、汎用性のある品質判断方法についての規定は存在しない。このため、フライアッシュ原粉のコンクリート性状に与える影響を懸念して、フライアッシュを用いたコンクリートの適用範囲は限定的なものとなっている。 It has been reported that the pH of fly ash raw powder has a great influence on the fresh properties of concrete. Non-Patent Document 3 proposes that the measurement of slurry pH is important as a quality control method of coal ash (fly ash) for mixing concrete, and Non-Patent Document 2 discloses that ignition loss is 3% or less. In the raw powder, low pH fly ash has a large effect on the flow value ratio in the mortar test, the flow value ratio is low, and even in the concrete test, low pH fly ash has an extremely small slump and a flow value ratio. It was reported that the effect of pH was confirmed as well. However, there is no standard for judging the quality of the raw fly ash, and there is no rule on a versatile quality judgment method. For this reason, the application range of the concrete using fly ash has been limited due to concerns about the effect of the raw fly ash powder on the concrete properties.
このような基準について、フライアッシュに関するＪＩＳに即した基準についての検討により、後述の実施例において示すように、本発明者らは、フライアッシュ原粉を添加１分後時点のフライアッシュスラリーのｐＨ値が、その後のコンクリートの特性に重要であることを見出した。すなわち、フライアッシュ原粉を添加後１分後時点のフライアッシュスラリー槽におけるｐＨ値が７以下の酸性の場合、該原粉を用いたコンクリートの製造において、陰イオン系界面活性剤をコンクリート用化学混和剤として使用すると、原粉をスラリーとした際の電荷を打ち消すために陰イオン系界面活性剤が消費される。その結果、コンクリートの流動性、空気連行性などのフレッシュ性状が良好でなくなる傾向があることがわかった。 As for such a standard, by studying the standard in accordance with JIS for fly ash, the present inventors found that the pH of the fly ash slurry at one minute after the addition of the raw fly ash powder, as shown in the examples below. The value was found to be important for the subsequent concrete properties. In other words, when the pH value of the fly ash slurry tank at 1 minute after the addition of the raw fly ash powder is acidic to 7 or less, in the production of concrete using the raw powder, an anionic surfactant is used as a chemical chemical for concrete. When used as an admixture, an anionic surfactant is consumed in order to cancel the charge when the raw powder is made into a slurry. As a result, it was found that fresh properties such as fluidity and air entrainment of concrete tended to be poor.
本発明のフライアッシュ原粉の品質判断方法における、フライアッシュの分級ＪＩＳ灰およびフライアッシュの非ＪＩＳ灰からなる原粉を用いたフライアッシュスラリーの試料は、ＪＩＳ Ａ ６２０１附属書Ｃ「フライアッシュのモルタルによるフロー値比及び活性度指数の試験方法」に記載の試験モルタル配合からセメントと標準砂を除いた配合、すなわちフライアッシュ１１２．５±０．５ｋｇ、と水２２５±１ｋｇにより調整したフライアッシュスラリーである。調整したフライアッシュスラリーの濃度は３３質量％程度となる。 In the method for judging the quality of fly ash raw powder of the present invention, a sample of fly ash slurry using a raw powder consisting of fly ash classified JIS ash and fly ash non-JIS ash is JIS A 6201 Appendix C “Fly Ash Test method of flow value ratio and activity index using mortar ”, a composition obtained by removing cement and standard sand from the composition of test mortar described in“ Four ash 112.5 ± 0.5 kg, and water 225 ± 1 kg. It is a slurry. The concentration of the adjusted fly ash slurry is about 33% by mass.
また、前記中速攪拌しながら、１分後のｐＨ値を測定する条件については、ＪＩＳ Ａ １１１９：２０１４「ミキサで練り混ぜたコンクリート中のモルタルの差及び粗骨材量の差の試験方法」に規定される、強制練りをミキサで１分行なうことを標準とすることに準拠する。このようにＪＩＳに規格されている試験方法の試験条件を採用することで、新規の測定系などを準備することなく、フライアッシュ原粉の品質判断をすることができる。 The conditions for measuring the pH value after 1 minute while stirring at the medium speed are described in JIS A 1119: 2014 “Test method for difference in mortar and difference in amount of coarse aggregate in concrete mixed with mixer”. The standard is that forced kneading is performed by a mixer for one minute, as defined in. By adopting the test conditions of the test method specified in JIS in this way, the quality of the raw fly ash powder can be determined without preparing a new measurement system or the like.
前記１分間の中速攪拌後のｐＨ値７以下の場合は、陰イオン系界面活性剤をコンクリート用化学混和剤として使用した場合、陰イオン系界面活性剤は親水基がイオンに解離しない状態で存在しやすくなるために界面活性作用が発揮されず、コンクリートの流動性、空気連行性などのフレッシュ性状に大きく影響する。 When the pH value after the medium stirring for 1 minute is 7 or less, when the anionic surfactant is used as a chemical admixture for concrete, the anionic surfactant is in a state where the hydrophilic group is not dissociated into ions. Since it is likely to be present, no surface activity is exerted, and this has a significant effect on the fresh properties of concrete such as fluidity and air entrainment.
測定したｐＨ値は、強熱減量値の参考値として併記することが好ましい。記載されたｐＨ値をもとに、コンクリートのフレッシュ性状に影響を与えるかを即時に確認でき、フライアッシュの用途についての検討を容易にすることができる。 It is preferable that the measured pH value is also described as a reference value of the ignition loss value. Based on the described pH value, it is possible to immediately confirm whether it affects the fresh property of the concrete, and it is possible to easily study the use of fly ash.
以下、本発明の改質フライアッシュの製造方法および製造装置ならびにフライアッシュ原粉の品質評価方法について、実施例を用いて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the method and apparatus for producing modified fly ash and the method for evaluating the quality of raw fly ash powder of the present invention will be described using examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
実施例に用いたフライアッシュの化学組成成分は、蛍光Ｘ線分析装置（株式会社リガク製、ＺＳＸ Ｐｒｉｍｕｓ ＩＩ）を用いた簡易定量分析によって分析した。強熱減量は、１１０℃で２時間以上乾燥させた試料を０．７ｇ量りとり、１０５０℃で２時間の熱処理をし、熱処理前後の重量変化から算出した。ＭＢ吸着量とは、石炭灰１ｇに吸着されるメチレンブルーのｍｇ数をいい、ＪＩＳ Ｋ １４７４：２０１４に準拠して算出した。結果を表１に示す。 The chemical composition components of fly ash used in the examples were analyzed by simple quantitative analysis using a fluorescent X-ray analyzer (ZSX Primus II, manufactured by Rigaku Corporation). The ignition loss was calculated from 0.7 g of a sample dried at 110 ° C. for 2 hours or more, heat-treated at 1050 ° C. for 2 hours, and the weight change before and after the heat treatment. The MB adsorption amount refers to the number of mg of methylene blue adsorbed on 1 g of coal ash, and was calculated according to JIS K 1474: 2014. Table 1 shows the results.
次に実施例で用いたフライアッシュの合成界面活性剤の吸着特性を測定した。本発明者は、フライアッシュを炭化汚泥と考えて事前に純水で洗浄し、１０５℃で１晩乾燥させたものを用い、合成界面活性剤の吸着特性を把握するために通水試験を試みた。試験試料はａ、ｂの２種を用いた。１００％品として濃度調整したものを試験原水とし、試験試料をそれぞれ５．８ｍｇ／Ｌの濃度なるように純水で溶解し試験に使用する。
試験試料ａ（陰イオン性合成界面活性剤）：花王株式会社製 マイティ１５０ 減水剤 β−ナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合物ナトリウム塩
試験試料ｂ（非イオン性合成界面活性剤）：花王株式会社製 マイティＡＥ−０３ ＡＥ剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム水
Next, the adsorption characteristics of the synthetic surfactant of the fly ash used in the examples were measured. The present inventor considered that fly ash was carbonized sludge, washed in advance with pure water, dried at 105 ° C. overnight, and tried a water flow test to grasp the adsorption characteristics of the synthetic surfactant. Was. Two kinds of test samples a and b were used. The sample whose concentration was adjusted as a 100% product was used as test raw water, and each test sample was dissolved in pure water to a concentration of 5.8 mg / L and used for the test.
Test sample a (anionic synthetic surfactant): Kao Corporation Mighty 150 water reducing agent β-naphthalene sulfonate formalin condensate sodium salt Test sample b (nonionic synthetic surfactant): Kao Corporation Mighty AE-03 AE agent Polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate aqueous solution
（通水試験要領）
通水試験は、以下（１）〜（３）の手順により行なった。
（１）乾燥させたフライアッシュを２ｇ量り採り、ガラス製カラム（１３ｍｍφ×１５０ｍｍｈ）に充填する。
（２）充填したカラムに６００ｍＬ/ｈｒ（約ＳＶ２８６／ｈｒ）で試験試料ａ、ｂの溶解液を通水させる。
（３）通水時間ごとに採取した処理液の全有機体炭素（ＴＯＣ）を測定する。
(Procedure for water flow test)
The water passage test was performed according to the following procedures (1) to (3).
(1) 2 g of the dried fly ash is weighed and packed in a glass column (13 mmφ × 150 mmh).
(2) The solutions of the test samples a and b are passed through the packed column at 600 mL / hr (about SV286 / hr).
(3) The total organic carbon (TOC) of the treatment liquid collected every water passage time is measured.
（通水試験結果）
試験試料ａは、ＴＯＣ出現率１．７ｍｇ／Ｌ、通水速度６００ｍＬ/ｈｒの条件での吸着能は、約３０分で０．５１ｍｇＬＡＳ吸着量／ｇである。結果を表２に示す。試験試料ｂは、ＴＯＣ出現率０．０４８ｍｇ／Ｌ、通水速度６００ｍＬ/ｈｒの条件での吸着能は、約３０分で吸着無し（測定不能）であった。結果を表３に示す。
(Results of water test)
The test sample a has an adsorption capacity of 0.51 mg LAS / g in about 30 minutes under the conditions of a TOC appearance rate of 1.7 mg / L and a water flow rate of 600 mL / hr. Table 2 shows the results. The test sample b had no adsorption (measurement was impossible) in about 30 minutes under the conditions of a TOC appearance rate of 0.048 mg / L and a water flow rate of 600 mL / hr. Table 3 shows the results.
フライアッシュコンクリートの一般的な示方配合（表４Ａおよび表４Ｂ）からフライアッシュドライ品の吸着量を予測する。 The amount of fly ash dry product adsorbed is predicted from the general recipe formulation of fly ash concrete (Table 4A and Table 4B).
試験試料ａ ３０００ｇに対しての吸着量は、吸着能が０．５１ｍｇ／ｇであるから、フライアッシュ７５ｋｇ当りの吸着量予想値は３８ｇである。よって投入減水剤量の１．３％となり、フライアッシュが陰イオン性減水剤を吸着する影響は少ないといえる。また、試験試料ｂの場合は、ほとんど吸着しないと予測できる。 As for the adsorption amount to 3000 g of the test sample a, the adsorption capacity is 0.51 mg / g, and the expected adsorption amount per 75 kg of fly ash is 38 g. Accordingly, the amount of the water reducing agent charged is 1.3%, and it can be said that fly ash has little effect of adsorbing the anionic water reducing agent. In the case of test sample b, it can be predicted that almost no adsorption occurs.
ここで、一般的な活性炭の物性と、実施例に用いた強熱減量５．２％、ＭＢ吸着量０．２８ｍｇ／ｇであるフライアッシュの物性と、陰イオン界面活性剤の吸着量についての比較を表５に示す。 Here, the physical properties of general activated carbon, the physical properties of fly ash with a loss on ignition of 5.2% and an MB adsorption amount of 0.28 mg / g used in Examples, and an adsorption amount of an anionic surfactant The comparison is shown in Table 5.
次いで、強熱減量５．２％、ＭＢ吸着量０．２８ｍｇ／ｇであるフライアッシュの吸水率の測定結果を表６に示す。フライアッシュの原粉の吸水率についての試験方法は、細骨材の密度及び吸水率試験方法（ＪＩＳ Ａ １１０９：２００６）に準拠して実施した。コンクリート用の細骨材である砂利、砂の品質は、ＪＩＳ Ａ ５３０８：２００３によると、砂利の吸水率３．０％以下、砂の吸水率３．５％以下であり、実施例に用いた強熱減量５．２％、ＭＢ吸着量０．２８ｍｇ／ｇの物性を有すフライアッシュの吸水率は１７．５％であることから、吸水量が多いことが分かった。 Next, Table 6 shows the measurement results of the water absorption of fly ash having an ignition loss of 5.2% and an MB adsorption amount of 0.28 mg / g. The test method for the water absorption of the raw powder of fly ash was performed in accordance with the density and water absorption test method of fine aggregate (JIS A 1109: 2006). According to JIS A 5308: 2003, the quality of gravel and sand, which are fine aggregates for concrete, is 3.0% or less for gravel and 3.5% or less for sand, and used in Examples. The fly ash having physical properties of a loss on ignition of 5.2% and an MB adsorption amount of 0.28 mg / g had a water absorption of 17.5%, indicating that the water absorption was large.
次に、表１に示した物性を有すフライアッシュの水溶液中での経時的ｐＨ値の変化測定について検討した。ｐＨは、ｐＨ計（横河電機株式会社製、ｐＨ７２パーソナルｐＨ／ＯＲＰメータ）を用いて測定した。
２００Ｌタンクに、ｐＨ７．５、２９℃の水道水を５０Ｌ入れ、水中ポンプ（鶴見製作所製、汚泥用水中ハイスピンポンプＰＵ型４０ＰＵ２．２５Ｓ、０．２５ｋｗ）にて水循環により攪拌を開始し、フライアッシュ４０ｋｇを投入し、スラリー濃度４４％のｐＨ値を測定した。フライアッシュ投入初期（投入１分後）ｐＨ値４．０であり、１５分後でｐＨ９．８となり水温が３１℃に上昇した。６０分後ｐＨ９．８となり水温は３３℃であった。ここで水中ポンプによる攪拌を一旦停止し、上澄み液をサンプリングした。さらに攪拌を停止したままスラリーを１６時間放置した（ｐＨ９．９、２７℃）。その後、再び水中ポンプにより攪拌を開始後１５分経過した時点でｐＨ１１．３であり、水温は３１℃に上昇した。さらに、３時間攪拌後のｐＨは１１．３であり、この時、タンク上部で、軽度のＮＨ３臭がした。これらの結果から、フライアッシュの物性によっては、水溶液中で短時間酸性を示すことがわかった。
Next, the change in pH value over time in an aqueous solution of fly ash having the physical properties shown in Table 1 was examined. The pH was measured using a pH meter (manufactured by Yokogawa Electric Corporation, pH72 Personal pH / ORP meter).
Fifty liters of tap water having a pH of 7.5 and 29 ° C. are put into a 200 liter tank, and stirring is started by water circulation with a submersible pump (manufactured by Tsurumi Seisakusho, underwater high spin pump PU type 40PU2.25S, 0.25 kw), and fly ash is started. 40 kg was charged, and the pH value at a slurry concentration of 44% was measured. The pH value was 4.0 at the initial stage of the introduction of fly ash (one minute after the introduction), and the pH became 9.8 after 15 minutes, and the water temperature rose to 31 ° C. After 60 minutes, the pH was 9.8, and the water temperature was 33 ° C. Here, the stirring by the submersible pump was temporarily stopped, and the supernatant was sampled. The slurry was left for 16 hours while stirring was stopped (pH 9.9, 27 ° C.). Thereafter, the pH was 11.3 when 15 minutes had passed after the stirring with the submersible pump was started again, and the water temperature rose to 31 ° C. Further, the pH after stirring for 3 hours was 11.3, and at this time, a slight NH 3 odor was found in the upper portion of the tank. From these results, it was found that depending on the physical properties of the fly ash, the fly ash was acidic for a short time in an aqueous solution.
（フライアッシュスラリーの均質化およびｐＨを調整する工程）
前記の３時間攪拌後、ｐＨ１１．３のスラリーを希硫酸を用いてｐＨ８．０に調整した。
(Step of homogenizing fly ash slurry and adjusting pH)
After stirring for 3 hours, the pH of the slurry was adjusted to pH 8.0 using diluted sulfuric acid.
（フライアッシュスラリーに含まれるフライアッシュ原粉を微粒子する工程）
前記ｐＨを調整したフライアッシュスラリーに、水中ポンプ（鶴見製作所製、汚泥用水中ハイスピンポンプＰＵ型４０ＰＵ２．２５Ｓ、０．２５ｋｗ）を動力比０．１〜０．０１ｋｗ／ｋｇの条件で稼働させることで強力な遠心力を働かせて、せん断力や衝撃力により微粒子を増やして比表面積を向上させた。フライアッシュの粒径は、粒度分析装置（日機装株式会社製、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ ＩＩ）を用いて行なった。５０％粒径（メディアン径）は、原粉が２１．８μｍからであったのに対し、２０．２μｍとなった。
(Process of finely dividing fly ash raw powder contained in fly ash slurry)
To operate the underwater pump (manufactured by Tsurumi Seisakusho, underwater high spin pump PU type 40PU2.25S, 0.25 kw) for the pH adjusted fly ash slurry under a power ratio of 0.1 to 0.01 kW / kg. By using a strong centrifugal force, the fine particles were increased by the shearing force and the impact force to improve the specific surface area. The particle size of the fly ash was measured using a particle size analyzer (Microtrac MT3300EX II, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The 50% particle size (median diameter) was 20.2 μm, compared to 21.8 μm for the raw powder.
（浮灰を除外する工程）
次に、フライアッシュスラリーのタンク液面に浮遊している浮灰を除外した。
(Process to exclude floating ash)
Next, floating ash floating on the tank surface of the fly ash slurry was excluded.
（磁性を有する粒子を除外する工程）
次に、フライアッシュスラリーから、磁石にて、磁性を有する粒子を除外した。
(Step of Excluding Magnetic Particles)
Next, magnetic particles were excluded from the fly ash slurry using a magnet.
（分級方法の検討）
本検討では、フライアッシュスラリー濃度を質粒子濃度が十分に薄い濃度、すなわち、濁質粒子の沈降速度が個々の粒子の物理的特性だけで決定される自由沈降の１０％以下として湿式分級を試みた。粒子のマイクロスコープ写真・電子顕微鏡観察結果を併せて表７に示す。
(Examination of classification method)
In this study, wet classification was attempted by setting the fly ash slurry concentration to a concentration where the particle concentration was sufficiently low, that is, the sedimentation speed of the suspended particles was 10% or less of the free sedimentation determined only by the physical characteristics of each particle. Was. Table 7 also shows the results of microscopic photography and electron microscopic observation of the particles.
浮灰である密度１ｇ／ｃｍ３以下の空孔を有する中空粒子は、溶融しにくく高融点灰で、結晶性酸化物のムライトの可能性が高い低比重中空粒子（直径４０〜１００μｍ）であることが観察された。沈降速度≦０．０００４ｍｍ／ｓｅｃのフライアッシュ粒子は、中空微粒子やすす、多孔質破片で密度が軽い強熱減量分が観察された。沈降速度０．０００５〜２．５ｍｍ／ｓｅｃのフライアッシュ粒子は、直径０．５〜５μｍ程度の透明および黒色微粒子を含む白色多泡体粒子（５０μｍ程度）が大半で、所々に軽い数μｍの黒玉が観察された。沈降速度５０≧ｍｍ／ｓｅｃのフライアッシュ粒子は、３５０μｍ以上の粗粒子で、触るとざらつく砂粒の感触が観察された。また、強力磁石につく粒子としては、直径数十μｍ程度の黒色微粒子で磁性を有するマグネタイトであった。 The hollow particles having pores with a density of 1 g / cm 3 or less, which are floating ash, are low-melting-weight hollow particles (40 to 100 μm in diameter) which are hard to melt and have a high melting point and are highly likely to be crystalline oxide mullite. Was observed. Fly ash particles having a sedimentation velocity of ≦ 0.0004 mm / sec were observed as hollow particles, soot, and porous fragments with a low density and a loss on ignition. Fly ash particles having a sedimentation velocity of 0.0005 to 2.5 mm / sec are mostly white polyfoam particles (about 50 μm) containing transparent and black fine particles having a diameter of about 0.5 to 5 μm, and are light in several places of several μm. A black ball was observed. The fly ash particles having a sedimentation velocity of 50 mm / sec were coarse particles of 350 μm or more, and a rough feel of sand particles when touched was observed. The particles attached to the strong magnet were magnetite, which was black fine particles having a diameter of about several tens of μm and had magnetism.
（動圧ろ過により分級する工程）
フライアッシュスラリーによる浮遊・沈降分級による粒子の挙動から、スラリーによる浮遊・沈降分級法は、同じ密度で液体中を粒子径により重力沈降速度に差が生じることを利用して、粉体粒子を粒子の大きさで分別するストークスの式からは可能であるが、密度がバラバラであり非常に難しい技術であり効率が悪い。そこで本発明の実施例においては、分級改質は、「超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過法で、粒子の大きさによって選り分けるスラリースクリーン分級法」とする。
(Classification by dynamic pressure filtration)
Based on the behavior of the particles by the classification of the floating and sedimentation by the fly ash slurry, the method of the classification by the floating and sedimentation by the slurry uses the fact that the difference in the gravity sedimentation speed is caused by the particle diameter in the liquid at the same density. Although it is possible from the Stokes's formula that separates by the size, the density varies, it is a very difficult technique and the efficiency is low. Therefore, in the embodiment of the present invention, the classification reforming is referred to as “slurry screen classification method in which particles are selected according to the size of particles by a dynamic pressure filtration method using an ultrafine wedge wire screen fine arc”.
フライアッシュスラリースクリーン分級処理法で回収されたフライアッシュは、ブレーン比表面積が増加する。煙霧状の溶融シリカは、低融点酸化物で、非晶質であり、単一高比重のサブミクロン微粒子や高比重のサブミクロン微粒子の凝集した状態で存在しており、回収率も高く、よって総合的にポゾラン活性が期待できる。 Fly ash collected by the fly ash slurry screen classification method has an increased Blaine specific surface area. Fume-like fused silica is a low-melting-point oxide, amorphous, exists in the form of a single high-specific-gravity submicron fine particle or an aggregate of high-specific-gravity submicron fine particles, and has a high recovery rate. Overall pozzolanic activity can be expected.
超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過によるスラリー分級に用いたフライアッシュ原粉の化学組成成分、強熱減量は、表８に示す。また、湿分は、ＪＩＳ Ａ ６２０１：１９９９に準拠して算出した。密度および比表面積の算出は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７に準拠して算出した。ＪＩＳ Ａ ６２０１：１９９９フライアッシュの品質基準値と実施例で用いたフライアッシュ原粉の測定結果を表９に示す。 Table 8 shows the chemical composition and the ignition loss of the fly ash raw powder used for the slurry classification by the dynamic pressure filtration using the ultrafine wedge wire screen fine arc. Further, the moisture was calculated in accordance with JIS A 6201: 1999. The density and the specific surface area were calculated in accordance with JIS R 5201: 1997. Table 9 shows the quality standard values of JIS A 6201: 1999 fly ash and the measurement results of the raw fly ash powder used in the examples.
（改質フライアッシュの標準モルタル試験結果）
ｐＨ調整し、微粒子化したのち、超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過により、スラリー分級した改質フライアッシュのスリット幅７５μｍスクリーン下の細粉サンプルと、スリット幅５０μｍスクリーン下の細粉サンプルの２種類を用いて、コンクート用フライアッシュＪＩＳ Ａ ６２０１ 付属書Ｃ「フライアッシュのモルタルによるフロー値及び活性度指数の試験方法」に準拠して、これらの試験項目を測定した。フライアッシュの物性は、原粉と同様に改質フライアッシュの密度および比表面積を、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７に準拠して算出した。モルタルの試験配合を、表１０Ａに、モルタルの試験結果を、表１０Ｂに示す。
(Standard mortar test results of modified fly ash)
The fine powder sample under the slit width of 75 μm screen and the fine powder sample under the slit width of 50 μm screen of the modified fly ash that has been subjected to the pH adjustment and fine-graining, and then subjected to dynamic pressure filtration using an ultra-fine wedge wire screen fine arc, and the slurry is classified as modified fly ash. These test items were measured in accordance with JIS A6201 Appendix C "Test method for flow value and activity index of fly ash by mortar" using fly ash for concrete. As for the physical properties of fly ash, the density and specific surface area of the modified fly ash were calculated in the same manner as the raw powder in accordance with JIS R 5201: 1997. Table 10A shows the test composition of the mortar, and Table 10B shows the test results of the mortar.
表１０Ｂ中の物性から、フライアッシュ原粉よりも、ｐＨ調整し、微粒子化したのち、超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過によりスラリー分級した改質フライアッシュ細粉の方が、物理的性質の比表面積ブレーン値、密度が改善され、モルタルの品質項目中のフロー値比、活性度指数の向上につながっている。ここで、超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークのスリット幅を７５μｍより５０μｍと小さくすれば、更に、フロー値比、活性度指数ともに向上する。ただし、表に示していないものの細粉回収率は低くなる。 From the physical properties in Table 10B, the modified fly ash fine powder, which was subjected to pH adjustment and micronization, and then subjected to dynamic pressure filtration using an ultra-fine wedge wire screen fine arc and then slurry classification was compared to the raw fly ash raw material, The specific surface area brane value and density of the properties have been improved, leading to the improvement of the flow value ratio and the activity index in the quality items of mortar. Here, if the slit width of the ultrafine wedge wire screen fine arc is reduced from 75 μm to 50 μm, both the flow value ratio and the activity index are further improved. However, although not shown in the table, the fine powder recovery rate is low.
（改質フライアッシュのセメント２０％内割置換コンクリート試験要領）
ｐＨ調整し、微粒子化したのち、超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過によりスラリー分級した改質フライアッシュのスリット幅５０μｍスクリーン下の細粉サンプルを用いて、フライアッシュコンクート試験を実施した。コンクリートの使用材料および仕様を、表１１Ａに示す。
(Procedure for testing 20% cement-replaced concrete with modified fly ash)
After the pH was adjusted and the particles were made fine, a fly ash concrete test was carried out using a fine powder sample under a 50 μm slit width screen of a modified fly ash which had been subjected to dynamic pressure filtration using an ultra-fine wedge wire screen fine arc and screened. Table 11A shows the materials used and the specifications of the concrete.
コンクリートの試験配合を、表１１Ｂに示す。基準コンクリートの種類は、呼び強度２４−スランプ８−粗骨材の最大寸法２０ｍｍ−セメントの種類による記号Ｎで表されるコンクリートである。コンクリートのスランプ目標は、８±２．５ｃｍとして、基準コンクリートのＡＥ減水剤は、Ｂ（＝Ｃ＋ＦＡ）×０．９％＝２．６８ｋｇ添加量で、スランプ値＝７．５ｃｍであり、フライアッシュコンクリートは、ＡＥ減水剤を２．６８ｋｇ、添加量一定として、フライアッシュコンクリートスランプ値を、成行きとして試験を行い、単位水量の減少効果を見極める。コンクリートの空気量目標は、５．０±１．０％として、基準コンクリートのＡＥ剤は、１．００Ａ＝Ｂ（＝Ｃ＋ＦＡ）×０．００３％＝０．００８９ｋｇ、添加量で、空気量値＝５．０％であり、フライアッシュコンクリートは、ＡＥ剤を調整して、目標空気量値合わせとして試験を行い、ＡＥ剤の使用量を見極める。
改質フライアッシュのセメント２０％内割置換コンクリート試験結果を、表１１Ｃに示す。
The test mix for the concrete is shown in Table 11B. The type of the reference concrete is a concrete represented by the symbol N according to the nominal strength 24-slump 8-maximum size of coarse aggregate 20 mm-type of cement. The slump target of the concrete is 8 ± 2.5 cm, the AE water reducing agent of the reference concrete is B (= C + FA) × 0.9% = 2.68 kg, the slump value is 7.5 cm, and fly ash is used. As for concrete, a test is performed with fly ash concrete slump value as a result, with 2.68 kg of AE water reducing agent and a constant addition amount, and the effect of reducing the unit water amount is determined. The target of the amount of air for concrete is 5.0 ± 1.0%, and the AE agent for the reference concrete is 1.00A = B (= C + FA) × 0.003% = 0.0089 kg. = 5.0%, and for fly ash concrete, the AE agent is adjusted and a test is performed as a target air amount adjustment to determine the amount of the AE agent used.
Table 11C shows the test results of the modified fly ash with a 20% cement internal displacement concrete.
表１１Ｃ中のフライアッシュの物性から、フライアッシュ原粉よりも、ｐＨ調整し、微粒子化したのち、超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過によりスラリー分級した改質フライアッシュ細粉の方が、物理的性質の比表面積ブレーン値、密度が改善され、表１１Ｃ中のフライアッシュコンクリートの品質試験評価のフロー値比、活性度指数の向上につながっていることがわかる。 From the physical properties of fly ash in Table 11C, the modified fly ash fine powder, which had been pH-adjusted and atomized from the raw fly ash powder, and then subjected to slurry classification by dynamic pressure filtration using an ultra-fine wedge wire screen fine arc, was better. It can be seen that the specific surface area brane value and density of the physical properties were improved, which led to the improvement of the flow value ratio and the activity index in the quality test evaluation of fly ash concrete in Table 11C.
表１１Ｃ中のフライアッシュコンクリート品質試験評価のスランプについて、一般にフライアッシュは、セメントと置換した場合に流動性が向上することにより、単位水量が同じ場合にはスランプが大きくなり、スランプを同一とすると単位水量を相当低くできると言われている。本実施例における結果は、基準コンクリートのスランプ値７．５ｃｍに対して、フライアッシュ原粉のスランプ値１０．０ｃｍである。改質フライアッシュ細粉のスランプ値は、１２．０ｃｍと流動性が著しく向上している。一般にスランプは１．０ｃｍの増減によって単位水量１．２％程度増減すると言われており、本実施例の改質フライアッシュ細粉のフレッシュ性状における優位性を意味している。 Regarding the slump of the fly ash concrete quality test evaluation in Table 11C, fly ash generally improves the fluidity when replaced with cement, so that when the unit water amount is the same, the slump becomes larger and the slump is the same. It is said that the unit water volume can be considerably reduced. The result in this example is that the slump value of the raw fly ash powder is 10.0 cm, while the slump value of the reference concrete is 7.5 cm. The slump value of the modified fly ash fine powder is 12.0 cm, and the fluidity is remarkably improved. It is generally said that the slump of the modified fly ash fine powder according to the present embodiment is superior in the fresh property by increasing or decreasing the unit water amount by about 1.2% by an increase or decrease of 1.0 cm.
表１１Ｂおよび表１１Ｃ中のフライアッシュコンクリート品質試験評価の空気量について、一般的にフライアッシュは、セメントとの内割置換率アップとともに空気が入らないと言われている。本実施例における結果は、基準コンクリートＡＥ剤添加量比１．００Ａに対して改質フライアッシュ細粉のＡＥ剤添加量比は４．５０Ａが必要であるもののフライアッシュ原粉のＡＥ剤添加量比７．５０Ａよりは、大幅に改善されている。このことは、表に示していないものの、改質フライアッシュは、フライアッシュ原粉よりも、ｐＨ調整とスラリー分級によって化学的性質が安定化したことによるものと推察される。 Regarding the air volume of the fly ash concrete quality test evaluation in Tables 11B and 11C, it is generally said that fly ash does not enter air with an increase in the percentage of internal replacement with cement. The results in this example show that the AE agent addition ratio of the modified fly ash fine powder needs to be 4.50 A with respect to the standard concrete AE agent addition ratio of 1.00 A, but the AE agent addition amount of the raw fly ash powder This is significantly improved from the ratio of 7.50A. Although not shown in the table, it is inferred that the modified fly ash is more stable in chemical properties than the raw fly ash by pH adjustment and slurry classification.
表１１Ｃ中のフライアッシュコンクリート品質試験評価の強度についてみると、基準コンクリートに比較して初期では劣るものの、９１日強度においては、同程度の強度を示しており、明らかに高いポゾラン活性が認められる。ここで、フライアッシュ原粉よりも高い強度の発現は、ポゾラン反応性が高いことを意味することから、改質フライアッシュ細粉の方が、微粒子化とスラリー分級効果による物理的性質の比表面積、密度が改善されたことでポゾラン反応上の比表面積依存性が良くなったことと、表に示していないものの非晶質シリカ成分が増加したこと、さらに、ｐＨ調整による化学的性質の安定化により、液ｐＨ依存性が良くなり、総合的にポゾラン反応性が高まったことが推察される。 Looking at the strength of the fly ash concrete quality test evaluation in Table 11C, it was inferior to the reference concrete at the initial stage, but at the 91-day strength, it showed the same level of strength, and clearly high pozzolanic activity was observed. . Here, the expression of higher strength than the raw fly ash powder means that the pozzolanic reactivity is high, so that the modified fly ash fine powder has a specific surface area of the physical properties due to the atomization and slurry classification effects. In addition, the improved density has improved the specific surface area dependence on the pozzolanic reaction, and although not shown in the table, the amorphous silica component has been increased, and the chemical properties have been stabilized by adjusting the pH. Thus, it is inferred that the solution pH dependency was improved and the pozzolanic reactivity was increased overall.
（改質フライアッシュ粗粉の細骨材１２ｋｇ外割置換コンクリート試験要領）
ｐＨ調整し、微粒子化したのち、超微細ウェッジワイヤースクリーンファインアークによる動圧ろ過によりスラリー分級した改質フライアッシュのスリット幅５０μｍスクリーン上の粗粉を、海砂の採取規制の強化から海砂に代わる良質なコンクリート用細骨材として利用できるかを、改質フライアッシュ粗粉の細骨材１２ｋｇ外割置換コンクリート試験を実施して評価した。コンクリートの使用材料および仕様を表１２Ａに、コンクリートの試験配合を表１２Ｂに示す。改質フライアッシュ粗粉の細骨材１２ｋｇ外割置換コンクリート試験結果を、表１２Ｃに示す。
(Procedure for testing 12kg finely divided concrete of modified fly ash coarse powder)
After adjusting the pH and forming fine particles, the coarse powder on the 50 μm slit width screen of the modified fly ash, which has been classified by dynamic pressure filtration using an ultra-fine wedge wire screen fine arc, is converted into sea sand due to the strengthening of sea sand collection regulations. It was evaluated whether it can be used as a substitute high-quality fine aggregate for concrete by carrying out a 12 kg external displacement concrete test of fine aggregate of modified fly ash coarse powder. Table 12A shows the materials used and the specifications of the concrete, and Table 12B shows the test composition of the concrete. Table 12C shows the results of the 12 kg finely divided replacement concrete test of the modified fly ash coarse powder.
表１２Ｂおよび表１２Ｃ中の改質フライアッシュ粗粉の細骨材１２ｋｇ外割置換コンクリート試験結果より外割１２ｋｇ（１．４５％）置換については、基準コンクリートに対してスランプ、空気量は、やや減少するが、ＡＥ剤のわずかな増量で所定のフレッシュ性状を得ることができる。強度については、いずれの材齢においても、基準コンクリートを上回り、細骨材の一部として、改質フライアッシュ粗粉を細骨材補充混和材として用いると、微粉末効果が認められ、９１日強度の伸びからもポゾラン活性も認められる。 The modified fly ash coarse powder in Tables 12B and 12C shows fine aggregates of 12 kg. The results of the concrete replacement test show that, for the 12 kg (1.45%) replacement, the slump and air amount are slightly higher than the reference concrete. Although it decreases, a predetermined fresh property can be obtained with a slight increase in the AE agent. Regarding the strength, at any age, when the modified fly ash coarse powder was used as a fine aggregate replenishment admixture as a part of fine aggregate, exceeding the standard concrete, a fine powder effect was observed, and 91 days Pozzolanic activity is also observed from the strength elongation.
表１１Ｃの改質フライアッシュのセメント２０％内割置換コンクリート試験結果および表１２Ｃの改質フライアッシュ粗粉の細骨材１２ｋｇ外割置換コンクリート試験結果から、フライアッシュ原粉に対して、強熱減量分に関係なく、改質フライアッシュ細粉をコンクリート用混和材および改質フライアッシュ粗粉を細骨材補充混和材として用いることで、コンクリート材料化の製造コストの抑制とフライアッシュの非ＪＩＳ灰からなる産業副産物および廃棄物のリサイクル利用が容易となり、環境負荷低減の実現化が進むことになる。 Based on the test results of the 20% cement-replaced concrete of the modified fly ash in Table 11C and the test results of the 12 kg externally-replaced concrete of the modified fly ash coarse powder in Table 12C, it was found that the raw fly ash was strongly heated. Regardless of weight loss, by using modified fly ash fine powder as a concrete admixture and modified fly ash coarse powder as a fine aggregate replenishment admixture, the production cost of concrete material can be reduced and fly ash non-JIS Recycling of industrial by-products and wastes made of ash becomes easy, and realization of reduction of environmental load is promoted.
１０ 原粉フライアッシュサイロ
１１ 加湿器
１２ フライアッシュ改質スラリー槽
１３ ｐＨ調整槽
１４ マグネットキャッチャー
１５ スラリー分級機
１６ 細粉スラリー槽
１７ 粗粒粉回収倉庫
１８ 改質フライアッシュスラリー貯蔵槽
１９ 制御部
２０ 出荷設備
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Raw powder fly ash silo 11 Humidifier 12 Fly ash reforming slurry tank 13 pH adjusting tank 14 Magnet catcher 15 Slurry classifier 16 Fine powder slurry tank 17 Coarse-grain powder collection warehouse 18 Modified fly ash slurry storage tank 19 Control unit 20 Shipping equipment
Claims (8)
前記強アルカリは、生コンクリート工場においてプラント水処理設備から発生する強アルカリの上澄み液であり、
前記強酸は、生コンクリート工場においてプラント水処理設備に使用する硫酸である、請求項１に記載の改質フライアッシュの製造方法。 Using a strong alkali and a strong acid to maintain the pH,
The strong alkali is a strong alkali supernatant generated from a plant water treatment facility in a ready-mixed concrete factory,
The method for producing modified fly ash according to claim 1, wherein the strong acid is sulfuric acid used in a plant water treatment facility in a ready-mixed concrete factory.
フライアッシュと混合する水、ならびに、フライアッシュスラリーに添加する強アルカリおよび強酸の配合によるｐＨの調整を、改質フライアッシュスラリー貯蔵槽に設置された密度計からの信号の配信により検知して制御部にて管理する構成とする、改質フライアッシュの製造装置。 An apparatus used in the method for producing a modified fly ash according to any one of claims 1 to 6,
Water mixed with fly ash, and pH adjustment by mixing strong alkali and strong acid added to fly ash slurry are detected and controlled by the distribution of signals from a densitometer installed in the modified fly ash slurry storage tank. Equipment for producing modified fly ash, which is configured to be managed by the department.
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