JP2020122750A - セメント組成物等の固結性評価方法および製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(イ)特許第2950331号公報には、セメントの凝結試験に使用する標準棒が特定の深さに差し込まれるようにフライアッシュを容器に詰め、この容器を相対湿度100%(RH=100%)に近い湿気箱に入れてフライアッシュを吸湿させ、上記標準棒の侵入深さを測定してその経時変化によって粉体の固結性を判断する方法が記載されている。
(ロ)特開2011−144070号公報には、フライアッシュを、相対湿度66%および温度32℃の恒温恒湿槽に18時間静置して吸湿させた後に、パクセットインデックス(Pack Set Index)を測定して固結性を判断する方法が記載されている。
(ハ)特開2002−286220号公報には、容器内にフライアッシュを充填し、この容器を相対湿度100%および温度30℃の恒温恒湿環境下に24時間静置し、この吸湿前後のフライアッシュのせん断強度をベーン法によって測定し、該せん断強度の増加幅によってその固結性を判断する方法が記載されている。
(へ)非特許文献1には、フライアッシュを対湿度90%および温度20℃に放置し、これにビカー針標準棒を差し込み、その貫入量を1〜5dまで測定して固結性を判断する方法が記載されている。
(ト)非特許文献2には、フライアッシュを相対湿度100%および温度20℃の環境下に24時間静置し、静置前後の貫入抵抗値を比較して固結性を判断する方法が記載されている。
〔1〕下記工程(イ)(ロ)および(ハ)を有することを特徴とする固結する性質を有する固結性粉体の固結性評価方法。
(イ)固結性粉体を容器内に充填する工程、
(ロ)該容器に充填した固結性粉体を圧力0.1〜2.0MPaおよび温度30℃以上〜90℃以下の環境下に一定期間静置する加圧加温工程、
(ハ)加圧加温工程の後に、容器に衝撃を加えて衝撃回数と粉体の崩落状態によって固結性を評価し、または容器内の粉体に始発針を差し込み、その貫入状態によって粉体に固結性を評価する評価工程。
〔2〕評価工程において、下記(イ)、(ロ)、または(ハ)の方法によって容器に衝撃を加え、容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落する落下回数によって粉体の固結性を評価する上記[1]に記載する固結性評価方法。
(イ)容器の開口部を下向きにして該容器を所定の高さから落下させることによって衝撃を加える方法、
(ロ)規格(JIS R 5201)に示されているフローテーブルに容器を載せて該フローテーブルを所定の振幅で落下運動を繰り返して衝撃を加える方法、
(ハ)規格(JISR5201)に規定されているモルタルの型詰に使用するテーブルバイブレータに容器を固定して所定の振幅と振動数で振動させて衝撃を加える方法、
〔3〕加圧加温工程の後に、容器内の粉体に始発針を一定圧力で差し込み、該始発針の貫入深さによって粉体の固結性を評価する上記[1]に記載する固結性評価方法。
〔4〕下記工程(イ)、(ロ)および(ハ)によって粉体の固結性を評価する工程を有するセメント組成物の製造方法。
(イ)固結性粉体を容器内に充填する工程、
(ロ)該容器に充填した固結性粉体を圧力0.1〜2.0MPaおよび温度30℃以上〜90℃以下の環境下に一定期間静置する加圧加温工程、
(ハ)加圧加温工程の後に、容器に衝撃を加えて衝撃回数と粉体の崩落状態によって固結性を評価し、または容器内の粉体に始発針を差し込み、その貫入状態によって粉体の固結性を評価する評価工程。
本発明の固結性評価方法は、セメント組成物、高炉スラグ微粉末、フライアッシュなどのように空気中の湿分や粉体の自重による圧密によって固結する性質を有する粉体(固結性粉体)の固結性を評価する方法である。
(イ)固結性粉体を容器内に充填する工程、
(ロ)該容器に充填した固結性粉体を圧力0.1〜2.0MPaおよび温度40℃以上〜100℃以下の環境下に置く加圧加温工程、
(ハ)加圧加温工程の後に、容器に衝撃を加えて衝撃回数と粉体の崩落状態によって固結性を評価し、または容器内の粉体に始発針を差し込み、その貫入状態によって粉体に固結性を評価する評価工程。
充填工程では容器に固結性粉体を充填する。容器は、例えば、内径50mm、高さ100mmのシリンダー型容器などを用いると良い。開口部が加圧用のステムによって塞がれるシリンダー型容器を用いれば、次工程の加圧が容易になる。この容器に固結性粉体を例えばタッピングしながら数回に分けて、高さ50mm〜60mm(容器の半分ほどの高さ)に充填し、上面を平らに均す。充填工程の環境は常温下(25℃前後)、相対湿度40%前後が好ましい。
充填工程の後に、容器に充填した固結性粉体の上面に上記ステムを押し当て、0.1〜2.0MPaの圧力を固結性粉体に静置期間を通じて継続的に加え、温度30℃以上〜90℃以下の環境下に1週間静置する。加温方法は容器の外周にヒータを設けて温度30℃以上〜90℃以下に加熱してもよい。圧力の大きさ、加温する温度、および静置期間は、例えば、輸送期間や貯蔵条件および貯蔵期間に応じて定めてもよい。なお、圧力が0.1MPa未満では固結状態を十分に再現することができず、2MPaを超えると容器内の粉体が固くなりすぎて評価に差が生じ難くなる。また、温度が30℃未満では固結状態を十分に再現することができず、90℃を超えると容器内の粉体が固くなりすぎて評価に差が生じ難くなる。
加圧加温工程の後に、容器に衝撃を加えて衝撃回数と粉体の崩落状態によって固結性を評価する。具体的には、例えば、容器の開口部を下向きにして該容器を所定の高さ、例えば30mmの高さから落下させることによって衝撃を加え、容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落する落下回数によって粉体の固結性を評価する。
例えば、5回の落下回数を基準にし、落下回数が5回未満で容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落するものを固結性なしとし、一方、容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落するまでに5回以上かかるものを固結性ありとする。
また、この落下回数によって粉体の固結性を相対的に評価することができる。例えば、7回の落下によって容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落する粉体Xと、12回の落下によって容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落する粉体Yについて、粉体Xは粉体Yよりも固結性が低いことが分かる。
具体的には、例えば、始発針の貫入深さが1mm未満の粉体は固結性ありと評価し、1mm以上の粉体は固結性なしと評価する。なお、始発針の形状や差し込み圧力などの測定条件は上記規格(JIS R 5201「セメントの物理試験方法」)に従えば良い。
この始発針の貫入試験によっても、上記落下試験と同様に粉体の固結性を判断することができる。
使用したセメント組成物A〜Dの物性を表1に示す。表1の圧縮度は次式で定義される。圧縮度が大きいほど粉体の流動性が低く、一般的なセメントの圧縮度は概ね50%前後である。
圧縮度(%)=100×(固め嵩密度−緩め嵩密度)/固め嵩密度
固め嵩密度:粉体を容器に入れて締固めを行ったときの嵩密度
緩め嵩密度:粉体を容器に入れて締固めないときの嵩密度
表1に示すセメント組成物A〜Dをおのおのアクリル製シリンダー型の容器(内径50mm、高さ100mm)に高さ50〜60mmになるまで、タッピングしながら2層にわけて充填した。次いで、加圧面が平滑なアクリル製のシリンダーを上記容器に挿入して粉体上面を軽く加圧して平らに均した。セメント組成物A〜Dは各々3個の容器に充填した。充填時の温度は25℃、RH40%であった(充填工程)。
次に、上記シリンダーを押し込んで容器内の粉体に0.1MPa、0.5MPa、1.6MPaの圧力を加えて該圧力を保持し、さらに該容器を30℃(常温)〜90℃の範囲で継続的に加熱し、1週間保持した(加圧加温工程)。
上記充填工程および加圧加温工程の後に、セメント組成物A〜Dが各々入った容器を逆さまにして開口部を下向きにし、規格(JIS R 5201「セメントの物理試験方法」)に記載されるフローテーブル上に設置し、フローテーブルを振幅10mmで落下運動させて容器内の粉体に衝撃を加えることを繰り返し、容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落するまでの落下回数を計測した(評価工程)。この結果を表2に示した。
実施例1で用いたセメント組成物A〜Dについて、実施例1と同様にしてシリンダー型の容器に充填して同様に加圧加温で1週間保持した後に、該容器を逆さまにして開口部を下向きにし、30mmの高さから落下して、容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落するまでの落下回数を計測した。この結果を表2に示した。
上記セメント組成物A〜Dをそれぞれ、輸送船の船内の温度および湿度を調整せずに、3週間輸送した後に、船倉内から排出する時に粉体が固結しているかどうかを確認した。この結果を表3に示した。フローテーブル落下試験において落下回数が12回以上であったセメント組成物A、B、および直接落下試験で落下回数が5回以上であったセメント組成物A、Bは何れもこの輸送中に固結が発生しており、一方、フローテーブル落下試験および直接落下試験において「固結性なし」と判断したセメント組成物C、Dは実際の輸送においても固結が発生しておらず、実施例1、2の落下試験は何れも実際の長期輸送と良く一致する結果が得られた。
Claims (4)
- 下記工程(イ)、(ロ)および(ハ)を有することを特徴とする固結する性質を有する固結性粉体の固結性評価方法。
(イ)固結性粉体を容器内に充填する工程、
(ロ)該容器に充填した固結性粉体を圧力0.1〜2.0MPaおよび温度30℃以上〜90℃以下の環境下に一定期間静置する加圧加温工程、
(ハ)加圧加温工程の後に、容器に衝撃を加えて衝撃回数と粉体の崩落状態によって固結性を評価し、または容器内の粉体に始発針を差し込み、その貫入状態によって粉体の固結性を評価する評価工程。
- 評価工程において、下記(イ)、(ロ)、または(ハ)の方法によって容器に衝撃を加え、容器内の粉体の半量以上が容器外に崩落する落下回数によって粉体の固結性を評価する請求項1に記載する固結性評価方法。
(イ)容器の開口部を下向きにして該容器を所定の高さから落下させることによって衝撃を加える方法、
(ロ)規格(JIS R 5201)に示されているフローテーブルに容器を載せて該フローテーブルを所定の振幅で落下運動を繰り返して衝撃を加える方法、
(ハ)規格(JISR5201)に規定されているモルタルの型詰に使用するテーブルバイブレータに容器を固定して所定の振幅と振動数で振動させて衝撃を加える方法、
- 加圧加温工程の後に、容器内の粉体に始発針を一定圧力で差し込み、該始発針の貫入深さによって粉体の固結性を評価する請求項1に記載する固結性評価方法。
- 下記工程(イ)、(ロ)および(ハ)によって粉体の固結性を評価する工程を有するセメント組成物の製造方法。
(イ)固結性粉体を容器内に充填する工程、
(ロ)該容器に充填した固結性粉体を圧力0.1〜2.0MPaおよび温度3℃以上〜90℃以下の環境下に一定期間静置する加圧加温工程、
(ハ)加圧加温工程の後に、容器に衝撃を加えて衝撃回数と粉体の崩落状態によって固結性を評価し、または容器内の粉体に始発針を差し込み、その貫入状態によって粉体の固結性を評価する評価工程。
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