JP3058446B2 - シリカ質の灰を含有する高耐久性セメント製品 - Google Patents
シリカ質の灰を含有する高耐久性セメント製品Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、ポルトランドセメントとシリカ質の灰との
新規な無水混合物と、新規なセメント組成物と、硬化し
たセメント製品の透過性を低下させる方法と、そしてコ
ンクリート混合物の早期強度を促進する方法とに関す
る。一定種の灰は、もみ殻あるいは稲わらといったよう
な一定のシリカ質作物残留物の制御された焼却から作る
ことができる。この灰は、本質的に非結晶性（無定形）
の状態に保持されたシリカを有する多孔性粒子からな
り、混合水硬性セメントの調製でポゾラン材料として使
用されることが知られている（1978年８月８日のPovind
ar K.Mehtaの米国特許第4105459号明細書参照）。水硬
性セメントは、水と混合すると凝結して、耐水性製品を
形成する硬化した固体の塊になる。
新規な無水混合物と、新規なセメント組成物と、硬化し
たセメント製品の透過性を低下させる方法と、そしてコ
ンクリート混合物の早期強度を促進する方法とに関す
る。一定種の灰は、もみ殻あるいは稲わらといったよう
な一定のシリカ質作物残留物の制御された焼却から作る
ことができる。この灰は、本質的に非結晶性（無定形）
の状態に保持されたシリカを有する多孔性粒子からな
り、混合水硬性セメントの調製でポゾラン材料として使
用されることが知られている（1978年８月８日のPovind
ar K.Mehtaの米国特許第4105459号明細書参照）。水硬
性セメントは、水と混合すると凝結して、耐水性製品を
形成する硬化した固体の塊になる。
クリストバル石、リン珪石、石英といったような結晶
質形態のシリカは肺癌や他の容易ならない呼吸疾患の原
因となることが知られているので、環境保護のための米
国の連邦及び州の機関は、燃焼によるもみ殻や稲わらの
処分は有意量の結晶性シリカを含有する灰を生じさせる
結果に至るべきではないということに大変に関心を持っ
ている。従って、もみ殻を効率的に燃やしてもみ殻灰
（RHA）を生成する（すなわち灰中の未燃焼炭素は通常1
0重量％未満に保たれる）ばかりでなく、本質的に無定
形の又は非結晶性のシリカをも生成する種々の設計の工
業用炉が、共同発電（cogeneration）プラントで使用さ
れている。20〜30重量％のポルトランドセメントと70〜
80重量％の灰とを含有してなる、シリカ質のもみ殻灰と
混合した水硬性セメントが、米国特許第4105459号明細
書に開示されている。これらの混合物中の灰粒子の大部
分は恐らく75マイクロメートル（μｍ）より大きい。
質形態のシリカは肺癌や他の容易ならない呼吸疾患の原
因となることが知られているので、環境保護のための米
国の連邦及び州の機関は、燃焼によるもみ殻や稲わらの
処分は有意量の結晶性シリカを含有する灰を生じさせる
結果に至るべきではないということに大変に関心を持っ
ている。従って、もみ殻を効率的に燃やしてもみ殻灰
（RHA）を生成する（すなわち灰中の未燃焼炭素は通常1
0重量％未満に保たれる）ばかりでなく、本質的に無定
形の又は非結晶性のシリカをも生成する種々の設計の工
業用炉が、共同発電（cogeneration）プラントで使用さ
れている。20〜30重量％のポルトランドセメントと70〜
80重量％の灰とを含有してなる、シリカ質のもみ殻灰と
混合した水硬性セメントが、米国特許第4105459号明細
書に開示されている。これらの混合物中の灰粒子の大部
分は恐らく75マイクロメートル（μｍ）より大きい。
灰とポルトランドセメントを一緒にした重量のおよそ
7.5〜15重量％の超微細（すなわちメジアン直径１〜３
μｍの粒子）もみ殻灰スラリーから作られるコンクリー
ト及びモルタル組成物が開示されている。（L.J.Kindt
の米国特許第4829107号明細書参照）。これらの組成物
は、硬化により塩素透過性が著しく低下することが分か
った。とは言うものの、このKindtの特許明細書はま
た、粒子メジアン直径が４μｍよりも大きいもみ殻灰を
含有している組成物は低い透過性を示さず、且つその塩
素透過性はもみ殻灰を含有しないモルタルやコンクリー
トに相当するものである、ということを開示した。たと
えこのKindtの特許明細書では混合物（すなわちスラリ
ー）だけが検討されて特許請求の範囲に記載されている
としても、Kindtの特許明細書は、４μｍ以下のメジア
ン粒径を有するもみ殻灰は乾燥粉末の形態で使用するこ
とができると述べている。しかしながら、超微粉砕によ
り生じるたくさんの表面電荷のために、Kindtの特許明
細書の粉末は凝集しやすく、乾燥形態のそのようなもみ
殻灰を標準的な混合手順（ASTM C 192）を使ってコンク
リート混合物に加えようとする試みは分散を不均一なも
のにした。
7.5〜15重量％の超微細（すなわちメジアン直径１〜３
μｍの粒子）もみ殻灰スラリーから作られるコンクリー
ト及びモルタル組成物が開示されている。（L.J.Kindt
の米国特許第4829107号明細書参照）。これらの組成物
は、硬化により塩素透過性が著しく低下することが分か
った。とは言うものの、このKindtの特許明細書はま
た、粒子メジアン直径が４μｍよりも大きいもみ殻灰を
含有している組成物は低い透過性を示さず、且つその塩
素透過性はもみ殻灰を含有しないモルタルやコンクリー
トに相当するものである、ということを開示した。たと
えこのKindtの特許明細書では混合物（すなわちスラリ
ー）だけが検討されて特許請求の範囲に記載されている
としても、Kindtの特許明細書は、４μｍ以下のメジア
ン粒径を有するもみ殻灰は乾燥粉末の形態で使用するこ
とができると述べている。しかしながら、超微粉砕によ
り生じるたくさんの表面電荷のために、Kindtの特許明
細書の粉末は凝集しやすく、乾燥形態のそのようなもみ
殻灰を標準的な混合手順（ASTM C 192）を使ってコンク
リート混合物に加えようとする試みは分散を不均一なも
のにした。
簡単な概要 本発明の一つの側面は、作物残留物のシリカ質の灰と
セメントとの新規な混合物を提供することである。本発
明のもう一つの側面は、作物残留物のシリカ質の灰、フ
ライアッシュ及びセメントの新規な混合物を提供するこ
とである。
セメントとの新規な混合物を提供することである。本発
明のもう一つの側面は、作物残留物のシリカ質の灰、フ
ライアッシュ及びセメントの新規な混合物を提供するこ
とである。
本発明の別の側面は、新規な水硬性セメント組成物を
提供することである。
提供することである。
本発明のいま一つの側面は、作物残留物のシリカ質の
灰から調製される水硬性セメント組成物を提供して、セ
メント組成物の強度を高くし、また水や塩素イオンの透
過性を低く、あるいは非常に低くすることである。
灰から調製される水硬性セメント組成物を提供して、セ
メント組成物の強度を高くし、また水や塩素イオンの透
過性を低く、あるいは非常に低くすることである。
本発明の更に別の側面は、セメント製品の水及び塩素
イオンの透過性を低下させる方法を提供することであ
る。
イオンの透過性を低下させる方法を提供することであ
る。
本発明のなお別の側面は、フライアッシュを含有する
コンクリート混合物の早期強度を促進する方法を提供す
ることである。
コンクリート混合物の早期強度を促進する方法を提供す
ることである。
図面の簡単な説明 第１図は、粉砕したもみ殻灰の試料の粒度分布分析か
ら得られたデータを表とグラフの形で例示する。
ら得られたデータを表とグラフの形で例示する。
第２図は、超微粉砕したもみ殻灰の試料の粒度分布分
析から得られたデータを表とグラフの形で示す。
析から得られたデータを表とグラフの形で示す。
第３図は、塩基透過性試験で使用した標準装置を説明
する模式図である。
する模式図である。
第４図は、通常のポルトランドセメント（ASTM C 15
0、タイプＩのポルトランドセメント）の粒度分布分析
から得られたデータをグラフの形で示す。
0、タイプＩのポルトランドセメント）の粒度分布分析
から得られたデータをグラフの形で示す。
発明の詳しい説明 本発明は、もみ殻のような作物残留物の燃焼から得ら
れる、セメント製品製造のために無機質添加物として利
用されるシリカ質の灰の使用を記載する。
れる、セメント製品製造のために無機質添加物として利
用されるシリカ質の灰の使用を記載する。
RILEM委員会73−SBCレポート（Jour.of Structures a
nd Materials,1988年１月、p.89）によれば、「無機質
添加物（mineral addition）」という用語は、セメント
の５質量％以上の量で使用され無機物質、天然物質と工
業副生物の両方、について使用される。無機質添加物
は、ポルトランドセメントと混合しもしくは相互粉砕し
てもよく、あるいは混合前もしくは混合中にコンクリー
トへ直接加えてもよい。
nd Materials,1988年１月、p.89）によれば、「無機質
添加物（mineral addition）」という用語は、セメント
の５質量％以上の量で使用され無機物質、天然物質と工
業副生物の両方、について使用される。無機質添加物
は、ポルトランドセメントと混合しもしくは相互粉砕し
てもよく、あるいは混合前もしくは混合中にコンクリー
トへ直接加えてもよい。
本発明のセメント組成物での無機質添加物の上限は、
タイプＩ（PM）及びタイプIP混合水硬性セメントについ
てASTM標準規格C 595により定められる。タイプＩ（P
M）は、ポルトランドセメントクリンカーとポゾランを
相互粉砕する（intergrinding）か、又はポルトランド
セメントと微細に分割されたポゾランを混合して製造さ
れるポゾラン変性ポルトランドセメントであって、ポゾ
ランの含有量はポゾラン変性ポルトランドセメントの15
重量％未満である。ポゾランは、化学的に反応性のシリ
カ質化合物又はシリカ質且つアルミナ質化合物から主と
してなり、そして湿分の存在下で石灰（水酸化カルシウ
ム、Ca（OH）２）と反応してケイ酸カルシウム水和物や
アルミン酸カルシウム水和物を生成することができる無
機物質である。タイプIPは、ポルトランドセメントクリ
ンカーとポゾランを相互粉砕するか、あるいはポルトラ
ンドセメントと微細に分割したポゾランを混合して製造
されるポルトランド−ポゾランセメントであって、ポゾ
ラン成分はポルトランド−ポゾランセメントの15重量％
と40重量％の間にある。
タイプＩ（PM）及びタイプIP混合水硬性セメントについ
てASTM標準規格C 595により定められる。タイプＩ（P
M）は、ポルトランドセメントクリンカーとポゾランを
相互粉砕する（intergrinding）か、又はポルトランド
セメントと微細に分割されたポゾランを混合して製造さ
れるポゾラン変性ポルトランドセメントであって、ポゾ
ランの含有量はポゾラン変性ポルトランドセメントの15
重量％未満である。ポゾランは、化学的に反応性のシリ
カ質化合物又はシリカ質且つアルミナ質化合物から主と
してなり、そして湿分の存在下で石灰（水酸化カルシウ
ム、Ca（OH）２）と反応してケイ酸カルシウム水和物や
アルミン酸カルシウム水和物を生成することができる無
機物質である。タイプIPは、ポルトランドセメントクリ
ンカーとポゾランを相互粉砕するか、あるいはポルトラ
ンドセメントと微細に分割したポゾランを混合して製造
されるポルトランド−ポゾランセメントであって、ポゾ
ラン成分はポルトランド−ポゾランセメントの15重量％
と40重量％の間にある。
コンクリート透過性の低減 本明細書で使用されるシリカ質のもみ殻灰は一般に、
RILEM 73−SBCレポートに記載された「高ポゾランタイ
プ（highly pozzolanictype」のものである。このレポ
ートによれば、もみ殻の制御された焼却で、表面積が大
きくて且つシリカが大部分無定形状態の（これらは高ポ
ゾラン性のもととなる二つの因子である）多孔性生成物
ができる。とは言うものの、RHA−３（表１参照）のよ
うな無定形の比較的少ないもみ殻灰も、本発明で使用し
て差支えない。
RILEM 73−SBCレポートに記載された「高ポゾランタイ
プ（highly pozzolanictype」のものである。このレポ
ートによれば、もみ殻の制御された焼却で、表面積が大
きくて且つシリカが大部分無定形状態の（これらは高ポ
ゾラン性のもととなる二つの因子である）多孔性生成物
ができる。とは言うものの、RHA−３（表１参照）のよ
うな無定形の比較的少ないもみ殻灰も、本発明で使用し
て差支えない。
米国の三つの異なる州にある異なる設計のもみ殻燃焼
炉からもみ殻灰（RHA）のランダムな試料が得られた
（表１参照）。これらの灰のうちの二つ、すなわちRHA
−１とRHA−２は、それぞれ4.9％及び5.5％の炭素を含
有していた。RHA−３は35％の炭素を含有していること
が分かった。Ｘ線回折分析により、RHA−１とRHA−２は
無定形状態のシリカをそれぞれ100％及び99％含有して
いることが測定された。定量Ｘ線回折分析によって、RH
A−３に存在しているシリカのうちの90％は無定形状態
にあり、残りはクリストバル石の形をしていることが推
定された。
炉からもみ殻灰（RHA）のランダムな試料が得られた
（表１参照）。これらの灰のうちの二つ、すなわちRHA
−１とRHA−２は、それぞれ4.9％及び5.5％の炭素を含
有していた。RHA−３は35％の炭素を含有していること
が分かった。Ｘ線回折分析により、RHA−１とRHA−２は
無定形状態のシリカをそれぞれ100％及び99％含有して
いることが測定された。定量Ｘ線回折分析によって、RH
A−３に存在しているシリカのうちの90％は無定形状態
にあり、残りはクリストバル石の形をしていることが推
定された。
表１はまた、これら三つの灰の粒度（すなわち有効
径）分析を示している。おのおのの灰における粒子の大
部分は75μｍより大きい（67〜90％の粒子が200番のメ
ッシュの標準篩上に残る）とは言え、粒子の多孔質特性
（cellular character）（米国特許第4105459号明細書
に示された典型的な走査電子顕微鏡写真により説明され
るような）は、窒素吸着技術により測定して（Monosorb
Apparatus,Quantachrome Corp.）非常に大きなB.E.T.
表面積値（24.3〜99.2）から明らかである、ということ
に注目すべきである。
径）分析を示している。おのおのの灰における粒子の大
部分は75μｍより大きい（67〜90％の粒子が200番のメ
ッシュの標準篩上に残る）とは言え、粒子の多孔質特性
（cellular character）（米国特許第4105459号明細書
に示された典型的な走査電子顕微鏡写真により説明され
るような）は、窒素吸着技術により測定して（Monosorb
Apparatus,Quantachrome Corp.）非常に大きなB.E.T.
表面積値（24.3〜99.2）から明らかである、ということ
に注目すべきである。
表１に示された三つの灰は全て、非常に無定形の形態
のシリカを49〜98％（残りは主として残留炭素）含有し
且つ窒素吸着によるB.E.T.表面積が10〜100 m2/gである
灰（農業物質に由来する）を包含する米国特許第410545
9号明細書に記載されたシリカに一致していた。実験質
用ボールミルでもってこれらの灰を15分間軽く粉砕して
から、タイプＩのポルトランドセメント（ASTM C 150の
標準規格を満たしている）20〜30重量％と表１に示され
た三つの灰のうちのいずれか一つ70〜80％とを混合し
て、混合ポルトランドセメントを調製した。これらの調
製で、米国特許第4105459号明細書の開示を確認する申
し分のない凝結及び硬化（強度）特性の水硬性セメント
ができた。
のシリカを49〜98％（残りは主として残留炭素）含有し
且つ窒素吸着によるB.E.T.表面積が10〜100 m2/gである
灰（農業物質に由来する）を包含する米国特許第410545
9号明細書に記載されたシリカに一致していた。実験質
用ボールミルでもってこれらの灰を15分間軽く粉砕して
から、タイプＩのポルトランドセメント（ASTM C 150の
標準規格を満たしている）20〜30重量％と表１に示され
た三つの灰のうちのいずれか一つ70〜80％とを混合し
て、混合ポルトランドセメントを調製した。これらの調
製で、米国特許第4105459号明細書の開示を確認する申
し分のない凝結及び硬化（強度）特性の水硬性セメント
ができた。
適当な添加物をポルトランドセメントクリンカーと相
互粉砕するか、又はポルトランドセメントを微細に粉砕
された添加物と混合して、混合セメントを製造する。混
合セメントを作る前に灰を細かく粉砕することは表面積
と反応性を増大させる目的には必要ないとは言うもの
の、非常に大きな粒子（すなわちメジアン直径が＞75μ
ｍである粒子）を砕くための軽い粉砕処理はより均質な
灰−ポルトランドセメント混合物を作るのに役立つと考
えられる。これは、相互粉砕により製造される混合セメ
ントには必要ない。別段の指示がない限りは、本発明で
使用されそして下記において説明される灰は、200番の
メッシュの篩での湿式の篩分けにより試験するとおよそ
10％の残留物があるように軽く粉砕された（すなわち軽
い粉砕の後に粒子の約10％はなお75μｍより大きいが、
90％は75μｍより小さい）。RHA−１の軽く粉砕された
試料（試料Ｇとしても識別される）の典型的粒度分析を
第１図に示す。第１図のデータは、粒子の89.3％は77μ
ｍより小さく、また粒子の9.7％のみが10μｍより小さ
い、ということを示している。これは、粒子のうちの80
％は10〜77μｍの大きさの範囲内にあることを意味す
る。第1,2及び４図に示された粒度分析は、分散試料の
レーザー光錯乱を利用してHoriba Apparatus（モデルLA
−500）により行った。
互粉砕するか、又はポルトランドセメントを微細に粉砕
された添加物と混合して、混合セメントを製造する。混
合セメントを作る前に灰を細かく粉砕することは表面積
と反応性を増大させる目的には必要ないとは言うもの
の、非常に大きな粒子（すなわちメジアン直径が＞75μ
ｍである粒子）を砕くための軽い粉砕処理はより均質な
灰−ポルトランドセメント混合物を作るのに役立つと考
えられる。これは、相互粉砕により製造される混合セメ
ントには必要ない。別段の指示がない限りは、本発明で
使用されそして下記において説明される灰は、200番の
メッシュの篩での湿式の篩分けにより試験するとおよそ
10％の残留物があるように軽く粉砕された（すなわち軽
い粉砕の後に粒子の約10％はなお75μｍより大きいが、
90％は75μｍより小さい）。RHA−１の軽く粉砕された
試料（試料Ｇとしても識別される）の典型的粒度分析を
第１図に示す。第１図のデータは、粒子の89.3％は77μ
ｍより小さく、また粒子の9.7％のみが10μｍより小さ
い、ということを示している。これは、粒子のうちの80
％は10〜77μｍの大きさの範囲内にあることを意味す
る。第1,2及び４図に示された粒度分析は、分散試料の
レーザー光錯乱を利用してHoriba Apparatus（モデルLA
−500）により行った。
この発明で説明される実験で使用した、タイプＩのポ
ルトランドセメントについてのASTM C 150の必要条件を
満たす標準のポルトランドセメントの化学的及び物理的
特性を表２に示す。サンフランシスコ湾地域から得られ
る粉砕石灰石骨材を本発明のコンクリート混合物を作る
ための粗大骨材として使用し、そして粗粒率3.0の珪砂
を微細骨材として使用した。ここで使用される水硬性セ
メント組成物という用語は、セメント、水及び微細又は
粗大骨材を含有していて、凝結して硬化した固体の塊に
なる任意の組成物をさすものである。セメント製品とい
う用語は、水硬性セメントの水和の結果得られる、セメ
ントペースト以外の任意の硬化生成物をさすものであっ
て、硬化したコンクリートやモルタルを包含する。ここ
で使用される時、モルタル製品はセメント、微細骨材及
び水を混合して得られる任意のセメント製品であり、コ
ンクリート製品はセメント、微細骨材と粗大骨材、そし
て水を混合して得られる任意のセメント製品である。
ルトランドセメントについてのASTM C 150の必要条件を
満たす標準のポルトランドセメントの化学的及び物理的
特性を表２に示す。サンフランシスコ湾地域から得られ
る粉砕石灰石骨材を本発明のコンクリート混合物を作る
ための粗大骨材として使用し、そして粗粒率3.0の珪砂
を微細骨材として使用した。ここで使用される水硬性セ
メント組成物という用語は、セメント、水及び微細又は
粗大骨材を含有していて、凝結して硬化した固体の塊に
なる任意の組成物をさすものである。セメント製品とい
う用語は、水硬性セメントの水和の結果得られる、セメ
ントペースト以外の任意の硬化生成物をさすものであっ
て、硬化したコンクリートやモルタルを包含する。ここ
で使用される時、モルタル製品はセメント、微細骨材及
び水を混合して得られる任意のセメント製品であり、コ
ンクリート製品はセメント、微細骨材と粗大骨材、そし
て水を混合して得られる任意のセメント製品である。
苛酷な環境への暴露に対する耐久性については、アメ
リカコンクリート学会（耐久性についてのACI委員会20
1）は水／セメント比0.4未満のコンクリートの使用を推
奨している。コンクリートをポンプで送って打ち込み、
また非常に強化された構造を使用する、といったような
最新式の建設実務は高軟度のまだ固まらないコンクリー
トを必要とするので、低い水／セメント比と高軟度（約
６〜10インチのスランプ）との組み合わせは通常、超可
塑化用（superplasticizing）混和剤（すなわちASTM C
494標準規格を満たすクラスＦハイレンジの減水剤）を
混入することで達成される。商業的に入手可能なナフタ
レン−スルホネート型超可塑化剤をここに記載の全ての
コンクリートで使用した。この超可塑化剤は、固形分を
40重量％含有する水溶液の形で使用した。
リカコンクリート学会（耐久性についてのACI委員会20
1）は水／セメント比0.4未満のコンクリートの使用を推
奨している。コンクリートをポンプで送って打ち込み、
また非常に強化された構造を使用する、といったような
最新式の建設実務は高軟度のまだ固まらないコンクリー
トを必要とするので、低い水／セメント比と高軟度（約
６〜10インチのスランプ）との組み合わせは通常、超可
塑化用（superplasticizing）混和剤（すなわちASTM C
494標準規格を満たすクラスＦハイレンジの減水剤）を
混入することで達成される。商業的に入手可能なナフタ
レン−スルホネート型超可塑化剤をここに記載の全ての
コンクリートで使用した。この超可塑化剤は、固形分を
40重量％含有する水溶液の形で使用した。
高強度超可塑化コンクリート混合物についての混合割
合を、８〜10インチのスランプ及び9000〜11,000 psiの
強度範囲（28日での圧縮強さ）について得た。実験室で
の試験から、28−ｄ（28日）でおよそ9000 psiの圧縮強
さを達成するのに0.34の最大の水／セメント比と、630
ポンド/yd3の最小セメント含有量が必要なことが示され
た。同様に、28日でおよそ11,000psiの圧縮強さを達成
するのには、0.28の水／セメント比と780ポンド/yd3の
セメント含有量が必要であった。三つの中間の混合物
を、それぞれ660,690及び720ポンド/yd3のセメント含有
量、そして0.327,0.31及び0.30の水／セメント比を含有
するように設計した。これらの五つのポルトランドセメ
ントコンクリート混合物の性質を、もみ殻灰をそれぞれ
５％、10％、15％、20％及び30％含有している混合ポル
トランドセメントを用いて作られた対応するコンクリー
ト混合物と比較した。いずれの場合にも同量の超可塑化
剤（コンクリート１立方ヤード当り7.5リットル）を使
用し、従ってスランプは７インチから10インチまでいろ
いろであった。これら五つの参照コンクリート混合物の
おのおのについての混合割合も、RHA−１を５〜30％含
有している混合RHAセメントを含有してなる対応混合物
についての混合割合（すなわち試験Ａ〜Ｅ）も、表３に
示されている。
合を、８〜10インチのスランプ及び9000〜11,000 psiの
強度範囲（28日での圧縮強さ）について得た。実験室で
の試験から、28−ｄ（28日）でおよそ9000 psiの圧縮強
さを達成するのに0.34の最大の水／セメント比と、630
ポンド/yd3の最小セメント含有量が必要なことが示され
た。同様に、28日でおよそ11,000psiの圧縮強さを達成
するのには、0.28の水／セメント比と780ポンド/yd3の
セメント含有量が必要であった。三つの中間の混合物
を、それぞれ660,690及び720ポンド/yd3のセメント含有
量、そして0.327,0.31及び0.30の水／セメント比を含有
するように設計した。これらの五つのポルトランドセメ
ントコンクリート混合物の性質を、もみ殻灰をそれぞれ
５％、10％、15％、20％及び30％含有している混合ポル
トランドセメントを用いて作られた対応するコンクリー
ト混合物と比較した。いずれの場合にも同量の超可塑化
剤（コンクリート１立方ヤード当り7.5リットル）を使
用し、従ってスランプは７インチから10インチまでいろ
いろであった。これら五つの参照コンクリート混合物の
おのおのについての混合割合も、RHA−１を５〜30％含
有している混合RHAセメントを含有してなる対応混合物
についての混合割合（すなわち試験Ａ〜Ｅ）も、表３に
示されている。
混合し（下記において例７で説明するようにRHA−Ｕ
を含有するコンクリート混合物を除く）、打ち込み、養
生し、そしてコンクリート混合物の性質を試験するため
に、ASTM C 192及びC 39により規定されるようなASTMの
標準試験手順を使用した。３日、７日及び28日での圧縮
強さを測定するために、円筒状の、４×８インチの、三
つの試験片を使用した。コンクリートの一般的耐久性を
評価するために下記において検討するように現在よく使
われている試験であるAASHTO T−277の方法により塩素
イオンの透過性を試験するために、28日間標準的に養生
した４×８インチのコンクリート試験片も使用した。
を含有するコンクリート混合物を除く）、打ち込み、養
生し、そしてコンクリート混合物の性質を試験するため
に、ASTM C 192及びC 39により規定されるようなASTMの
標準試験手順を使用した。３日、７日及び28日での圧縮
強さを測定するために、円筒状の、４×８インチの、三
つの試験片を使用した。コンクリートの一般的耐久性を
評価するために下記において検討するように現在よく使
われている試験であるAASHTO T−277の方法により塩素
イオンの透過性を試験するために、28日間標準的に養生
した４×８インチのコンクリート試験片も使用した。
コンクリートの水透過性は、凍結と解凍のサイクルに
よる割れとか、硫酸塩の攻撃とか、アルカリ骨材の攻撃
とか、補強用の鋼の腐食とかいったようなコンクリート
の劣化のプロセスの大部分に対して耐久性を決定する最
も重要な性質であると一般に認められる。水透過性の試
験は非常にやっかいであり且つ時間を消費するけれど
も、AASHTO T−277の方法による塩素透過性試験はかな
り簡単で且つ時間がかからない。塩素透過性試験で得ら
れた結果と水の透過性についての試験で得られた結果と
の間には強い相関関係がある（すなわち製品の塩素透過
性が低下すると水の透過性も低下する）。ポルトランド
セメント協会のD.Whitingの研究（FHWAレポート第RD−8
1/119号、1981年８月）を基礎とするAASHTO T−277試験
は、直径４インチ厚さ２インチのコンクリート円板を通
り抜ける電流の量を監視することを必要とする。試験片
の一方の端部を３％NaCl溶液に浸し（第３図参照）、そ
して他方を0.3N NaOH溶液に浸す。塩素イオンが試験片
を横切って移動するのを60ボルトの直流電位を印加して
促進することが可能である。６時間（６−ｈ）にわたっ
て測定される全電荷をコンクリートの塩素透過性に関連
するものと考える。
よる割れとか、硫酸塩の攻撃とか、アルカリ骨材の攻撃
とか、補強用の鋼の腐食とかいったようなコンクリート
の劣化のプロセスの大部分に対して耐久性を決定する最
も重要な性質であると一般に認められる。水透過性の試
験は非常にやっかいであり且つ時間を消費するけれど
も、AASHTO T−277の方法による塩素透過性試験はかな
り簡単で且つ時間がかからない。塩素透過性試験で得ら
れた結果と水の透過性についての試験で得られた結果と
の間には強い相関関係がある（すなわち製品の塩素透過
性が低下すると水の透過性も低下する）。ポルトランド
セメント協会のD.Whitingの研究（FHWAレポート第RD−8
1/119号、1981年８月）を基礎とするAASHTO T−277試験
は、直径４インチ厚さ２インチのコンクリート円板を通
り抜ける電流の量を監視することを必要とする。試験片
の一方の端部を３％NaCl溶液に浸し（第３図参照）、そ
して他方を0.3N NaOH溶液に浸す。塩素イオンが試験片
を横切って移動するのを60ボルトの直流電位を印加して
促進することが可能である。６時間（６−ｈ）にわたっ
て測定される全電荷をコンクリートの塩素透過性に関連
するものと考える。
この試験では、4,000クーロンより多くを許容するコ
ンクリートを高透過性の等級とし、2,000クーロンより
多く4,000クーロン未満を許容するものを中透過性と見
なし、1,000クーロンより多く2,000クーロン未満を許容
するものを低透過性であるとし、そして1,000クーロン
未満を許容するものを極低透過性であるとする（レポー
ト番号FHWA/RD−81/119、p.127、1981年８月）。通常の
ポルトランドセメントコンクリートはAASHTO T−277の
試験で9,000〜12,000クーロンの塩素透過性を示す、と
いうことに注目されたい。米国特許第4829107号明細書
で用いられた透過性試験はAASHTO T−277の透過性試験
の改良であると述べられている。あいにくなことに、こ
のKindtの米国特許第4829109号明細書に開示された透過
性試験結果はオームで示されており、そしてこの米国特
許第4829107号明細書は使用した試験方法を十分に説明
していないので、この米国特許明細書の試験結果をクー
ロンに換算してこの米国特許第4829107号明細書の透過
性試験結果を本発明で得られそして下記に記載される透
過性の結果と正確に比較することは不可能である。
ンクリートを高透過性の等級とし、2,000クーロンより
多く4,000クーロン未満を許容するものを中透過性と見
なし、1,000クーロンより多く2,000クーロン未満を許容
するものを低透過性であるとし、そして1,000クーロン
未満を許容するものを極低透過性であるとする（レポー
ト番号FHWA/RD−81/119、p.127、1981年８月）。通常の
ポルトランドセメントコンクリートはAASHTO T−277の
試験で9,000〜12,000クーロンの塩素透過性を示す、と
いうことに注目されたい。米国特許第4829107号明細書
で用いられた透過性試験はAASHTO T−277の透過性試験
の改良であると述べられている。あいにくなことに、こ
のKindtの米国特許第4829109号明細書に開示された透過
性試験結果はオームで示されており、そしてこの米国特
許第4829107号明細書は使用した試験方法を十分に説明
していないので、この米国特許明細書の試験結果をクー
ロンに換算してこの米国特許第4829107号明細書の透過
性試験結果を本発明で得られそして下記に記載される透
過性の結果と正確に比較することは不可能である。
上記の材料と手順とを使用して、試験Ａ〜Ｅ（表３参
照）のコンクリート混合物の性質を表４に要約して示
す。圧縮強さと透過性の試験データは３回の測定の平均
値であることに注目されたい。まだ固まらないコンクリ
ートの性質と硬化したコンクリートの圧縮強さは、予想
された通りである。例えば、混合セメントのもみ殻灰
（RHA）置換範囲５〜30％では、３日及び７日での圧縮
強さは参照コンクリートと有意に相違しないけれども、
28日での強さは７日から28日までの期間中のもみ殻灰の
ポゾラン反応の結果として幾分かより高くなる傾向があ
る。
照）のコンクリート混合物の性質を表４に要約して示
す。圧縮強さと透過性の試験データは３回の測定の平均
値であることに注目されたい。まだ固まらないコンクリ
ートの性質と硬化したコンクリートの圧縮強さは、予想
された通りである。例えば、混合セメントのもみ殻灰
（RHA）置換範囲５〜30％では、３日及び７日での圧縮
強さは参照コンクリートと有意に相違しないけれども、
28日での強さは７日から28日までの期間中のもみ殻灰の
ポゾラン反応の結果として幾分かより高くなる傾向があ
る。
AASHTO T−277の方法で透過性について試験を行って
いる間に、もみ殻灰を５％より多く有する混合セメント
を含有してなるコンクリートの透過性が非常に急激に低
下するのが認められた。以下に掲げる例は本発明を十分
に説明しよう。
いる間に、もみ殻灰を５％より多く有する混合セメント
を含有してなるコンクリートの透過性が非常に急激に低
下するのが認められた。以下に掲げる例は本発明を十分
に説明しよう。
例１ 試験Ａの結果（表４参照）は、もみ殻灰５％を含有す
る混合セメントから作られたコンクリートの圧縮強さと
塩素透過性は参照ポルトランドセメントコンクリートと
比べていくらか影響を受けたことを示している。しかし
ながら、試験Ｂでは、参照ポルトランドセメントコンク
リートと比べると、もみ殻灰10％を含有する混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ18％だけ上昇したけれども、透過性は参照の透過
性のほぼ三分の一に（3500クーロンから1250クーロンま
で）低下してコンクリートの透過性の等級を中から低に
向上させたことが示された。（表４参照）。
る混合セメントから作られたコンクリートの圧縮強さと
塩素透過性は参照ポルトランドセメントコンクリートと
比べていくらか影響を受けたことを示している。しかし
ながら、試験Ｂでは、参照ポルトランドセメントコンク
リートと比べると、もみ殻灰10％を含有する混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ18％だけ上昇したけれども、透過性は参照の透過
性のほぼ三分の一に（3500クーロンから1250クーロンま
で）低下してコンクリートの透過性の等級を中から低に
向上させたことが示された。（表４参照）。
例２ 試験Ｃでは、参照のポルトランドセメントコンクリー
トと比べると、もみ殻灰15％を含有している混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ20％だけ上昇したけれども、透過性はほぼ四分の
一に（3,260クーロンから870クーロンまで）低下して透
過性の等級を中から極低に向上させたことが示された。
（表４参照）。
トと比べると、もみ殻灰15％を含有している混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ20％だけ上昇したけれども、透過性はほぼ四分の
一に（3,260クーロンから870クーロンまで）低下して透
過性の等級を中から極低に向上させたことが示された。
（表４参照）。
例３ 試験Ｄでは、もみ殻灰20％を含有している混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ14％だけ上昇したけれども、透過性はほぼ八分の
一に（3,000クーロンから390クーロンまで）低下して透
過性の等級を中から極低に向上させたことが示された。
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ14％だけ上昇したけれども、透過性はほぼ八分の
一に（3,000クーロンから390クーロンまで）低下して透
過性の等級を中から極低に向上させたことが示された。
例４ 試験Ｅでは、参照のポルトランドセメントコンクリー
トと比べると、もみ殻灰30％を含有している混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ２％だけ上昇したけれども、透過性はほぼ１桁だ
け（2,900クーロンから300クーロンまで）低下したこと
が示された（表４参照）。試験Ａ〜Ｅに匹敵するもう一
つの試験をRHA−１を40％含有する混合セメントから作
られたコンクリートについて行った。結果として得られ
たコンクリートの28日での圧縮強さは11.1 ksi、（キロ
ポンド毎平方インチ）塩素の透過性は1,165クーロンで
あった。
トと比べると、もみ殻灰30％を含有している混合セメン
トを用いて作られたコンクリートの28日での圧縮強さは
およそ２％だけ上昇したけれども、透過性はほぼ１桁だ
け（2,900クーロンから300クーロンまで）低下したこと
が示された（表４参照）。試験Ａ〜Ｅに匹敵するもう一
つの試験をRHA−１を40％含有する混合セメントから作
られたコンクリートについて行った。結果として得られ
たコンクリートの28日での圧縮強さは11.1 ksi、（キロ
ポンド毎平方インチ）塩素の透過性は1,165クーロンで
あった。
例５ もみ殻灰を含有する混合セメントを使用する結果とし
てコンクリートの不透過性が著しく向上することがもみ
殻灰の特異の標本（すなわちもみ殻灰−１）を含有する
セメントに限られないことを保証するために、もみ殻灰
−２及びもみ殻灰−３を含有する混合セメントを用いて
追加の試験を行った。この目的のためには、試験混合物
のうちの一つだけ、例えば表３の試験Ｂで使用したコン
クリート混合物、を調査することで十分であった。従っ
て、試験Ｂ（表３）の材料と混合割合を使用して、試験
Ｆでは二つの追加のコンクリート混合物をもみ殻灰−２
かあるいはもみ殻灰−３を10％含有する混合セメントを
用いて作った。より均質な製品を得るため、三つの灰を
全部軽く粉砕して、200番のメッシュの標準篩（75μ
ｍ）上におよそ10％の残留物が残るようにした。（すな
わち粒子の10％は75μｍよりも大きく、90％はそれより
小さい。）これら三つの異なる種類のものを含有する混
合セメントを用いて作ったコンクリートの性質を表５で
比較する。表５は、透過性を含めた、まだ固まらないコ
ンクリートの性質も硬化したコンクリートの性質も、も
み殻灰−１の代りにもみ殻灰−２あるいはもみ殻灰−３
を使用することによって有意の影響を受けなかったこと
を示している。「中」の透過性等級を有する、AASHTOの
試験について推奨された仕様に従う参照コンクリート混
合物（3,500クーロン）と比べて、異なる種類のもみ殻
灰を10％含有している三つの混合セメントは全て「低」
の透過性等級（1,000〜2,000クーロン）を示した、とい
うことに注目されたい。このように、低比率のもみ殻灰
を含有する混合セメントを使用することからコンクリー
ト混合物において不透過性が向上する利益は、もみ殻灰
−１を含有してなるセメントに限られず、もっとはっき
り言えば、この利益は、軽く粉砕されたもみ殻灰−１、
もみ殻灰−２及びもみ殻灰−３により代表されるものを
含めて広範囲の物理的−化学的特性を有するもみ殻灰の
タイプについて有効である（種々のもみ殻灰の組成につ
いては表１を参照）。
てコンクリートの不透過性が著しく向上することがもみ
殻灰の特異の標本（すなわちもみ殻灰−１）を含有する
セメントに限られないことを保証するために、もみ殻灰
−２及びもみ殻灰−３を含有する混合セメントを用いて
追加の試験を行った。この目的のためには、試験混合物
のうちの一つだけ、例えば表３の試験Ｂで使用したコン
クリート混合物、を調査することで十分であった。従っ
て、試験Ｂ（表３）の材料と混合割合を使用して、試験
Ｆでは二つの追加のコンクリート混合物をもみ殻灰−２
かあるいはもみ殻灰−３を10％含有する混合セメントを
用いて作った。より均質な製品を得るため、三つの灰を
全部軽く粉砕して、200番のメッシュの標準篩（75μ
ｍ）上におよそ10％の残留物が残るようにした。（すな
わち粒子の10％は75μｍよりも大きく、90％はそれより
小さい。）これら三つの異なる種類のものを含有する混
合セメントを用いて作ったコンクリートの性質を表５で
比較する。表５は、透過性を含めた、まだ固まらないコ
ンクリートの性質も硬化したコンクリートの性質も、も
み殻灰−１の代りにもみ殻灰−２あるいはもみ殻灰−３
を使用することによって有意の影響を受けなかったこと
を示している。「中」の透過性等級を有する、AASHTOの
試験について推奨された仕様に従う参照コンクリート混
合物（3,500クーロン）と比べて、異なる種類のもみ殻
灰を10％含有している三つの混合セメントは全て「低」
の透過性等級（1,000〜2,000クーロン）を示した、とい
うことに注目されたい。このように、低比率のもみ殻灰
を含有する混合セメントを使用することからコンクリー
ト混合物において不透過性が向上する利益は、もみ殻灰
−１を含有してなるセメントに限られず、もっとはっき
り言えば、この利益は、軽く粉砕されたもみ殻灰−１、
もみ殻灰−２及びもみ殻灰−３により代表されるものを
含めて広範囲の物理的−化学的特性を有するもみ殻灰の
タイプについて有効である（種々のもみ殻灰の組成につ
いては表１を参照）。
例６ ASTMクラスＦのフライアッシュは米国で今日最もよく
使われるポゾラン混合剤であるが、それは無定形のもみ
殻灰よりもはるかに反応性が少ないことが知られてお
り、高強度と不透過性とを発現するのに28日よりもかな
り長い硬化期間を必要とする。この例は、フライアッシ
ュをもみ殻灰で部分的に置換することがどのようにして
28日でもコンクリートの不透過性を抜本的に改良するこ
とができるかを説明する。675ポンド/yd3のポルトラン
ドセメント、1500ポンド/yd3の微細骨材は、1600ポンド
/yd3の粗大骨材、３リットル/yd3の超可塑化剤及び237
ポンド/yd3の水を含有してなる参照コンクリート混合物
の性質を、セメントの20重量％でフライアッシュ添加剤
（すなわちフライアッシュ135ポンド/yd3）か、又は10
％のクラスＦフライアッシュと10％のもみ殻灰−１（各
67.5ポンド/yd3のクラスＦフライアッシュともみ殻灰−
１）を含有してなる対応混合物と比較した。この例で使
用した全部のフライアッシュは、ASTM C 595のクラスＦ
のフライアッシュの物理的及び化学的必要条件を満たし
た。
使われるポゾラン混合剤であるが、それは無定形のもみ
殻灰よりもはるかに反応性が少ないことが知られてお
り、高強度と不透過性とを発現するのに28日よりもかな
り長い硬化期間を必要とする。この例は、フライアッシ
ュをもみ殻灰で部分的に置換することがどのようにして
28日でもコンクリートの不透過性を抜本的に改良するこ
とができるかを説明する。675ポンド/yd3のポルトラン
ドセメント、1500ポンド/yd3の微細骨材は、1600ポンド
/yd3の粗大骨材、３リットル/yd3の超可塑化剤及び237
ポンド/yd3の水を含有してなる参照コンクリート混合物
の性質を、セメントの20重量％でフライアッシュ添加剤
（すなわちフライアッシュ135ポンド/yd3）か、又は10
％のクラスＦフライアッシュと10％のもみ殻灰−１（各
67.5ポンド/yd3のクラスＦフライアッシュともみ殻灰−
１）を含有してなる対応混合物と比較した。この例で使
用した全部のフライアッシュは、ASTM C 595のクラスＦ
のフライアッシュの物理的及び化学的必要条件を満たし
た。
28日での圧縮強さと透過性試験のデータは次の通りで
ある。
ある。
このデータは、コンクリートで添加剤として20％のク
ラスＦフライアッシュだけを使用するとコンクリートの
28日での圧縮強さと透過性は有意に変化するに至らなか
ったことを示している。AASHTO試験によるコンクリート
の透過性の等級は、参照コンクリートと、もみ殻灰なし
にフライアッシュを含有してなるコンクリートの両方の
場合に「中の透過性」であった。10％のフライアッシュ
と10％のもみ殻灰を添加すると強度が10％だけ増大した
のに、通過クーロンは参照コンクリートで得られた値の
およそ七分の一に、フライアッシュだけを含むコンクリ
ートで得られた値のおよそ五分の一に減少した。10％の
フライアッシュと10％のもみ殻灰を含有するコンクリー
ト混合物によって示された「極低」の等級は、フライア
ッシュ−もみ殻灰混合物を使ってわずか10％のもみ殻灰
を含む非常に不透過性のコンクリートを作るための方法
を提案する。しかしながら、表４に示されたように、も
み殻灰だけを使用する場合には「極低」の透過性の等級
を得るのにセメントの約15重量％以上のもみ殻灰が必要
であった。無機質添加剤として既にフライアッシュを含
有していたコンクリートにポルトランドセメントの10重
量％のもみ殻灰を加えることに由来するポルトランドセ
メントコンクリートの改良された性質は、ASTM C 595に
より定義された、ポゾラン混和剤又はセメント質混和剤
を含むタイプIP又はタイプＩ（PM）の混合セメントを純
粋ポルトランドセメントの代りに使用する場合にも得る
ことができる。圧縮強さを増大させそして低い又は極低
の透過性を得るために純粋ポルトランドセメント（ASTM
C 150）を使用することは必須ではない。純粋ポルトラ
ンドセメントの代りにタイプIP又はタイプＩ（PM）の混
合水硬性セメントを使って同様の結果を得ることができ
る。
ラスＦフライアッシュだけを使用するとコンクリートの
28日での圧縮強さと透過性は有意に変化するに至らなか
ったことを示している。AASHTO試験によるコンクリート
の透過性の等級は、参照コンクリートと、もみ殻灰なし
にフライアッシュを含有してなるコンクリートの両方の
場合に「中の透過性」であった。10％のフライアッシュ
と10％のもみ殻灰を添加すると強度が10％だけ増大した
のに、通過クーロンは参照コンクリートで得られた値の
およそ七分の一に、フライアッシュだけを含むコンクリ
ートで得られた値のおよそ五分の一に減少した。10％の
フライアッシュと10％のもみ殻灰を含有するコンクリー
ト混合物によって示された「極低」の等級は、フライア
ッシュ−もみ殻灰混合物を使ってわずか10％のもみ殻灰
を含む非常に不透過性のコンクリートを作るための方法
を提案する。しかしながら、表４に示されたように、も
み殻灰だけを使用する場合には「極低」の透過性の等級
を得るのにセメントの約15重量％以上のもみ殻灰が必要
であった。無機質添加剤として既にフライアッシュを含
有していたコンクリートにポルトランドセメントの10重
量％のもみ殻灰を加えることに由来するポルトランドセ
メントコンクリートの改良された性質は、ASTM C 595に
より定義された、ポゾラン混和剤又はセメント質混和剤
を含むタイプIP又はタイプＩ（PM）の混合セメントを純
粋ポルトランドセメントの代りに使用する場合にも得る
ことができる。圧縮強さを増大させそして低い又は極低
の透過性を得るために純粋ポルトランドセメント（ASTM
C 150）を使用することは必須ではない。純粋ポルトラ
ンドセメントの代りにタイプIP又はタイプＩ（PM）の混
合水硬性セメントを使って同様の結果を得ることができ
る。
例７ この例は、本発明に包含されるもみ殻灰（RHA）の粒
度範囲を説明する。この試験のためには、もみ殻灰−１
を次に説明する三つの異なる粒度範囲でもって使用し
た。
度範囲を説明する。この試験のためには、もみ殻灰−１
を次に説明する三つの異なる粒度範囲でもって使用し
た。
（試料Ｌ）：受け入れたままの状態において、全試料の
粒子の75％は75μｍより大きく、表面積はB.E.T.窒素吸
着によると24.3m2/gであった。
粒子の75％は75μｍより大きく、表面積はB.E.T.窒素吸
着によると24.3m2/gであった。
（試料Ｇ）：これは、粒子の80％が10〜77μｍの範囲内
にありそしてメジアン粒径が38μｍであるように試料Ｌ
を軽く粉砕して製造された材料であった（完全な粒度分
析については図１参照）。窒素吸着によるB.E.T.表面積
は25.5m2/gであって、これは軽い粉砕が表面積に少しし
かあるいはほとんど影響を与えなかったことを示してい
る。上述のように、説明した試験の大部分（例えば試験
Ａ〜Ｅ）はこのもみ殻灰（すなわち軽く粉砕したもみ殻
灰−１）を用いて行った。
にありそしてメジアン粒径が38μｍであるように試料Ｌ
を軽く粉砕して製造された材料であった（完全な粒度分
析については図１参照）。窒素吸着によるB.E.T.表面積
は25.5m2/gであって、これは軽い粉砕が表面積に少しし
かあるいはほとんど影響を与えなかったことを示してい
る。上述のように、説明した試験の大部分（例えば試験
Ａ〜Ｅ）はこのもみ殻灰（すなわち軽く粉砕したもみ殻
灰−１）を用いて行った。
（試料Ｕ）：これは、粒子の80％が１〜６μｍの範囲内
にありそしてメジアン粒径がおよそ３μｍであるように
超微細に粉砕した灰である（完全な粒度分析については
図２参照）。この試料の窒素吸着によるB.E.T.表面積は
26.5m2/gであって、これはやはり、表面の大部分は材料
の多孔質構造に存するのでもみ殻灰の粉砕は表面積に少
ししか又はほとんど影響を与えなかったことを示してい
る。超微粉砕により持つようにされたたくさんの表面電
荷のために、この粉末は凝集する傾向を持っていた。標
準の混合手順（ASTM C 192）を使ってこの灰を乾燥粉末
の形態でコンクリート混合物に混入することは、この材
料を均一に分散させることができないため困難であっ
た。その結果として、もみ殻灰−Ｕを含有してなるコン
クリート混合物の混合手順を次のように修正した。ま
ず、水と、当該コンクリート混合物で使用するために規
定された超可塑化剤とを使って、灰をスラリーの形で分
散させた。このフラリーに、混合操作を行いながらポル
トランドセメント、微細骨材及び粗大骨材を加えた。
にありそしてメジアン粒径がおよそ３μｍであるように
超微細に粉砕した灰である（完全な粒度分析については
図２参照）。この試料の窒素吸着によるB.E.T.表面積は
26.5m2/gであって、これはやはり、表面の大部分は材料
の多孔質構造に存するのでもみ殻灰の粉砕は表面積に少
ししか又はほとんど影響を与えなかったことを示してい
る。超微粉砕により持つようにされたたくさんの表面電
荷のために、この粉末は凝集する傾向を持っていた。標
準の混合手順（ASTM C 192）を使ってこの灰を乾燥粉末
の形態でコンクリート混合物に混入することは、この材
料を均一に分散させることができないため困難であっ
た。その結果として、もみ殻灰−Ｕを含有してなるコン
クリート混合物の混合手順を次のように修正した。ま
ず、水と、当該コンクリート混合物で使用するために規
定された超可塑化剤とを使って、灰をスラリーの形で分
散させた。このフラリーに、混合操作を行いながらポル
トランドセメント、微細骨材及び粗大骨材を加えた。
三つの異なる粒度のもみ殻灰−１、Ｌ、Ｇ及びＵ、を
10％含有する混合セメントを用いて、試験Ｂの混合割合
（表３参照）を有するコンクリート混合物を作った。結
果として得られた28日での圧縮強さと透過性試験のデー
タを表６に示す。
10％含有する混合セメントを用いて、試験Ｂの混合割合
（表３参照）を有するコンクリート混合物を作った。結
果として得られた28日での圧縮強さと透過性試験のデー
タを表６に示す。
このデータは、非常に大きな粒子を含んでいる受け入
れたままのもみ殻灰（例えば試料Ｌ、これでは粒子の75
％が75μｍより大きい）を使用すると、強度や不透過性
といったような混合セメントコンクリートの性質が向上
することにはならなかったことを示している。これは、
コンクリート混合物中のもみ殻灰の分布が均一でないた
めかもしれない。参照コンクリートと比較すると、軽く
粉砕したもみ殻灰（試料Ｇ）及び微細に粉砕したもみ殻
灰（試料Ｕ）を含んでいる混合セメント製品は、圧縮強
さが相対的に少し増加した（それぞれ19％及び23％）。
ところが、それらでは不透過性が極めて大きく向上し
た。例えば、AASHTO T−277試験での通過クーロンは、
それぞれおよそ三分の一及び四分の一に低下した（すな
わち透過性の等級が「中」から「低」又は「極低」にな
った）。もみ殻灰のより細かい粒子を含有している混合
セメントから作られたコンクリートのより良好な均質性
は、透過性を低下させるのに重要である。とは言うもの
の、このためには試料Ｕで代表されるタイプの超微粉砕
は必要でないことが上記のデータから明らかである。大
抵の実用目的のためには、良好なコンクリート耐久性に
とって「低透過性」の等級で十分であり、そして880ク
ーロン及び1250クーロンの塩素透過性を持つコンクリー
トの現場性能は互いに非常に異なるものとは予想されな
い。
れたままのもみ殻灰（例えば試料Ｌ、これでは粒子の75
％が75μｍより大きい）を使用すると、強度や不透過性
といったような混合セメントコンクリートの性質が向上
することにはならなかったことを示している。これは、
コンクリート混合物中のもみ殻灰の分布が均一でないた
めかもしれない。参照コンクリートと比較すると、軽く
粉砕したもみ殻灰（試料Ｇ）及び微細に粉砕したもみ殻
灰（試料Ｕ）を含んでいる混合セメント製品は、圧縮強
さが相対的に少し増加した（それぞれ19％及び23％）。
ところが、それらでは不透過性が極めて大きく向上し
た。例えば、AASHTO T−277試験での通過クーロンは、
それぞれおよそ三分の一及び四分の一に低下した（すな
わち透過性の等級が「中」から「低」又は「極低」にな
った）。もみ殻灰のより細かい粒子を含有している混合
セメントから作られたコンクリートのより良好な均質性
は、透過性を低下させるのに重要である。とは言うもの
の、このためには試料Ｕで代表されるタイプの超微粉砕
は必要でないことが上記のデータから明らかである。大
抵の実用目的のためには、良好なコンクリート耐久性に
とって「低透過性」の等級で十分であり、そして880ク
ーロン及び1250クーロンの塩素透過性を持つコンクリー
トの現場性能は互いに非常に異なるものとは予想されな
い。
ここで使用されるポゾランもみ殻灰のタイプは、幅広
い範囲の物理的−化学的特性、例えば、窒素吸着により
20〜100 m2/gのB.E.T.表面積、最高35％までの炭素含有
量、そして60〜95％のシリカ（そのうち10％までは結晶
性でよい）といったようなもの、に従う。試験Ａ〜Ｆ等
で説明した混合セメント中のもみ殻灰の所望される粒度
分布範囲は代表的なASTMタイプＩのポルトランドセメン
ト（第４図参照）と大して違わないので、相互粉砕され
たポルトランド−もみ殻灰セメント中のもみ殻灰粒子の
大きさの範囲は第４図に示されたポルトランドセメント
の大きさの範囲と同様であると予想することができる。
試験Ｂ〜Ｆのもの（すなわち混合セメントに10〜40％の
もみ殻灰を混入するのに由来して透過性が「低」又は
「極低」である）のようなセメント製品の独特の性質
は、粒子の大部分が10〜75μｍの範囲の粒度分布に従う
限りは幅広い範囲の粒子を有する灰を用いることで達成
することができる。
い範囲の物理的−化学的特性、例えば、窒素吸着により
20〜100 m2/gのB.E.T.表面積、最高35％までの炭素含有
量、そして60〜95％のシリカ（そのうち10％までは結晶
性でよい）といったようなもの、に従う。試験Ａ〜Ｆ等
で説明した混合セメント中のもみ殻灰の所望される粒度
分布範囲は代表的なASTMタイプＩのポルトランドセメン
ト（第４図参照）と大して違わないので、相互粉砕され
たポルトランド−もみ殻灰セメント中のもみ殻灰粒子の
大きさの範囲は第４図に示されたポルトランドセメント
の大きさの範囲と同様であると予想することができる。
試験Ｂ〜Ｆのもの（すなわち混合セメントに10〜40％の
もみ殻灰を混入するのに由来して透過性が「低」又は
「極低」である）のようなセメント製品の独特の性質
は、粒子の大部分が10〜75μｍの範囲の粒度分布に従う
限りは幅広い範囲の粒子を有する灰を用いることで達成
することができる。
コンクリートの早期強度の促進 フライアッシュを含有するコンクリート混合物の早期
強度はもみ殻灰の添加により促進される。
強度はもみ殻灰の添加により促進される。
例８ ASTMタイプＩの標準ポルトランドセメント、珪砂（粗
粒率3.0）、及び最大寸法0.5インチ（12mm）の破砕石灰
石を使って、参照（対照）コンクリートを作った。試験
混合物で使用したポゾランには、ASTMクラスＦのフライ
アッシュと、シリカ含有量90％、炭素含有量５％で、B.
E.T.表面積20m2/gの無定形もみ殻灰を含めた。この灰
は、75μｍより大きい粒子を10％未満含むように粉砕し
ておいた。
粒率3.0）、及び最大寸法0.5インチ（12mm）の破砕石灰
石を使って、参照（対照）コンクリートを作った。試験
混合物で使用したポゾランには、ASTMクラスＦのフライ
アッシュと、シリカ含有量90％、炭素含有量５％で、B.
E.T.表面積20m2/gの無定形もみ殻灰を含めた。この灰
は、75μｍより大きい粒子を10％未満含むように粉砕し
ておいた。
標準重量コンクリート混合物を配合するためのACIの
指針を使って、fc＝4000 psi（27MPa）そして５〜６イ
ンチ（125〜150 mmスランプ）のコンクリートについて
混合割合を決定した。対照混合物（混合物１）について
の混合割合を表７の左の欄に示す。表７のまん中の欄
（混合物２）は、セメントを部分的に置換するものとし
て使用した、セメントの20重量％のフライアッシュを含
む試験混合物の混合割合を示す。右の欄（混合物３）
は、10％のフライアッシュと10％の粉砕もみ殻灰を含む
もう一つの試験混合物の混合割合を示す。
指針を使って、fc＝4000 psi（27MPa）そして５〜６イ
ンチ（125〜150 mmスランプ）のコンクリートについて
混合割合を決定した。対照混合物（混合物１）について
の混合割合を表７の左の欄に示す。表７のまん中の欄
（混合物２）は、セメントを部分的に置換するものとし
て使用した、セメントの20重量％のフライアッシュを含
む試験混合物の混合割合を示す。右の欄（混合物３）
は、10％のフライアッシュと10％の粉砕もみ殻灰を含む
もう一つの試験混合物の混合割合を示す。
これらのコンクリート混合物は全てが優れたワーカビ
リチーを示した。フライアッシュの減水特性は、対照混
合物と比較すると同様のスランプ（６インチ又は150 m
m）を得るのにおよそ６％少ない水含有量が必要であっ
たということから明らかである。これは恐らくもみ殻灰
の初期表面が非常に大きかったため、混合物３は対照混
合物と同様の水含有量でもっと低いスランプ（６インチ
でなく５インチ）を示したが、このコンクリートは対照
よりも結合力があり（cohesive）且つ施工しやすかっ
た。
リチーを示した。フライアッシュの減水特性は、対照混
合物と比較すると同様のスランプ（６インチ又は150 m
m）を得るのにおよそ６％少ない水含有量が必要であっ
たということから明らかである。これは恐らくもみ殻灰
の初期表面が非常に大きかったため、混合物３は対照混
合物と同様の水含有量でもっと低いスランプ（６インチ
でなく５インチ）を示したが、このコンクリートは対照
よりも結合力があり（cohesive）且つ施工しやすかっ
た。
コンクリートを混合し、打ち込み、そして養生するた
めに、ASTMの標準試験手順を使用た。円筒状の４×８イ
ンチ（100×200 mm）の試験片を、３日、７日及び28日
の試験時期でのコンクリートの一軸圧縮強さを試験する
ために作製した。三つの試験片の平均の圧縮強さデータ
を表８に示す。
めに、ASTMの標準試験手順を使用た。円筒状の４×８イ
ンチ（100×200 mm）の試験片を、３日、７日及び28日
の試験時期でのコンクリートの一軸圧縮強さを試験する
ために作製した。三つの試験片の平均の圧縮強さデータ
を表８に示す。
対照と比較すると、フライアッシュだけを含んでいる
コンクリート混合物は早い時期（３日、７日）では対照
よりもおよそ20％小さい圧縮強さを示した。28日では強
さの差はいくらか少なく（17％）なり、これは遅いポゾ
ラン反応の影響を示している。これは多くの研究者らの
初期の観察と一致する。混合物２（フライアッシュだけ
を含有している）と比べると、フライアッシュともみ殻
灰を含んでいるコンクリート（混合物３）の圧縮強さは
全部の試験時期で有意により大きいことが分かった。フ
ライアッシュのコンクリートの場合の17〜20％小さい強
さの代りに、混合物３のコンクリートの強さは全部の試
験時期で対照コンクリートより10〜12％小さいだけであ
った。従って、もみ殻灰は、ポゾランとしてフライアッ
シュだけを使用することからくる早い時期の強度の喪失
の一部を埋め合わせるのに有効である。
コンクリート混合物は早い時期（３日、７日）では対照
よりもおよそ20％小さい圧縮強さを示した。28日では強
さの差はいくらか少なく（17％）なり、これは遅いポゾ
ラン反応の影響を示している。これは多くの研究者らの
初期の観察と一致する。混合物２（フライアッシュだけ
を含有している）と比べると、フライアッシュともみ殻
灰を含んでいるコンクリート（混合物３）の圧縮強さは
全部の試験時期で有意により大きいことが分かった。フ
ライアッシュのコンクリートの場合の17〜20％小さい強
さの代りに、混合物３のコンクリートの強さは全部の試
験時期で対照コンクリートより10〜12％小さいだけであ
った。従って、もみ殻灰は、ポゾランとしてフライアッ
シュだけを使用することからくる早い時期の強度の喪失
の一部を埋め合わせるのに有効である。
産業上の利用可能性 本発明で使用されるもみ殻灰の不透過性向上特性と早
期強度促進特性のために、もみ殻灰はセメント及びコン
クリート産業にとって有益な材料になる可能性を有す
る。それは、混合ポルトランドセメントを製造するた
め、又はコンクリート混合物へ直接添加するための無水
ポゾラン混和材を製造するためのポゾラン添加剤である
ことができる。
期強度促進特性のために、もみ殻灰はセメント及びコン
クリート産業にとって有益な材料になる可能性を有す
る。それは、混合ポルトランドセメントを製造するた
め、又はコンクリート混合物へ直接添加するための無水
ポゾラン混和材を製造するためのポゾラン添加剤である
ことができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−141448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−78968（ＪＰ，Ａ) 笠井．小林編 セメント．コンクリー ト用混和材料 昭和61年５月15日 技術 書院発行 121−126頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 28/02 - 28/08 C04B 18/10
Claims (22)
- 【請求項１】ポルトランドセメントとポルトランドセメ
ントの約５〜40重量％のシリカ質の灰を含んでなり、上
記の灰は作物残留物から得られるものであって約60〜95
重量％がシリカであり、このシリカのうちの少なくとも
約90％は無定形であり、また上記の灰の粒子のうちの少
なくとも75％は４μｍから約75μｍまでの大きさの範囲
内にあり、これらの灰粒子のうちの少なくとも10％は75
μｍよりも大きく、且つこれら灰粒子はレーザー光の散
乱により測定した平均粒径が少なくとも６μｍ、そして
B.E.T.表面積が少なくとも20m2/gである、コンクリート
又はモルタルで使用するための組成物。 - 【請求項２】前記灰のメジアン粒径が約15〜38μｍであ
る、請求の範囲第１項記載の組成物。 - 【請求項３】前記作物残留物がもみ殻である、請求の範
囲第１項記載の組成物。 - 【請求項４】前記ポルトランドセメントと灰が無水であ
る、請求の範囲第１項記載の組成物。 - 【請求項５】ポゾラン−ポルトランド混合水硬性セメン
トとこの水硬性セメントの約５〜40重量％のシリカ質の
灰を含んでなり、上記の灰は作物残留物から得られるも
のであって約60〜95重量％がシリカであり、このシリカ
のうちの少なくとも約90％は無定形であり、また上記の
灰の粒子のうちの少なくとも75％は４μｍから約75μｍ
までの大きさの分布範囲を有し、これらの灰粒子のうち
の少なくとも10％は75μｍよりも大きく、且つこれらの
灰粒子はレーザー光の散乱により測定した平均粒径が少
なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくとも20m2
/gである、コンクリート又はモルタルで使用するための
組成物。 - 【請求項６】タイプＩ（PM）又はタイプIP水硬性セメン
トのポルトランドセメント、微細骨材、粗大骨材、及び
作物残留物から得られるシリカ質の灰を含んでなり、上
記の灰は約60〜95重量％がシリカであって、この灰の重
量百分率はセメントの乾燥重量の約10〜40重量％であ
り、上記のシリカのうちの少なくとも約90％は無定形で
あり、上記の灰の粒子のうちの少なくとも75％は４μｍ
から約75μｍまで大きさの範囲内にあり、これらの灰粒
子のうちの少なくとも10％は75μｍよりも大きく、且つ
これら灰粒子はレーザー光の散乱により測定した平均粒
径が少なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくと
も20m2/gである、低透過性のセメント製品。 - 【請求項７】前記作物残留物から得られるシリカ質の灰
がもみ殻灰である、請求の範囲第６項記載の製品。 - 【請求項８】前記灰粒子のうちの少なくとも75％が約10
〜75μｍの大きさの範囲内にある、請求の範囲第７項記
載の製品。 - 【請求項９】タイプＩ（PM）もしくはタイプIPの水硬性
セメントのポルトランドセメント、微細骨材、粗大骨
材、及び作物残留物から得られるシリカ質の灰を含んで
なり、上記の灰は約60〜95重量％がシリカであって、こ
の灰の重量百分率はセメントの乾燥重量の約15〜30重量
％であり、上記のシリカのうちの少なくとも約90％は無
定形であり、上記の灰の粒子のうちの少なくとも75％は
４μｍから約75μｍまでの大きさの範囲内にあり、これ
らの灰粒子のうちの少なくとも10％は75μｍよりも大き
く、且つこれらの灰粒子はレーザー光の散乱により測定
した平均粒径が少なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積
が少なくとも20m2/gである、極低透過性のセメント製
品。 - 【請求項１０】ａ）タイプＩ（PM）もしくはタイプIPの
水硬性セメントのポルトランドセメント、微細骨材、粗
大骨材、水、及び作物残留物から得られるシリカ質の灰
を含んでなる組成物であって、上記の灰は少なくとも85
重量％がシリカであり、約10重量％以下が炭素であっ
て、上記のシリカのうちの少なくとも90％は無定形であ
り、上記の灰の粒子のうちの少なくとも75％は４μｍか
ら約75μｍまでの大きさの範囲内にあり、且つこれらの
灰粒子のうちの少なくとも10％は75μｍより大きく、ま
たこれらの粒子はレーザー光の散乱により測定した平均
粒径が少なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なく
とも20m2/gであって、当該組成物中の上記の灰の重量百
分率がセメントの乾燥重量の約10〜15重量％である水硬
性セメント組成物を混合し、そして ｂ）このセメント組成物を硬化させることを含む、 低透過性のセメント製品を得るための方法。 - 【請求項１１】ａ）タイプＩ（PM）もしくはタイプIP水
硬性セメントのポルトランドセメント、微細骨材、粗大
骨材、水、及び作物残留物から得られるシリカ質の灰を
含んでなる組成物であって、上記の灰は少なくとも85重
量％がシリカであり、約10重量％以下が炭素であって、
上記のシリカのうちの少なくとも90％は無定形であり、
上記の灰の粒子のうちの少なくとも75％は４μｍから約
75μｍまでの大きさの範囲内にあり、これらの灰粒子の
うちの少なくとも10％は75μｍより大きく、またこれら
の粒子はレーザー光の散乱により測定した平均粒径が少
なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくとも20m2
/gであって、当該組成物中の上記の灰の重量百分率がセ
メントの乾燥重量の約15〜30重量％である水硬性セメン
ト組成物を混合し、そして ｂ）このセメント組成物を硬化させることを含む、 極低透過性のセメント製品を得るための方法。 - 【請求項１２】タイプＩ（PM）もしくはタイプIP水硬性
セメントのポルトランドセメント、微細骨材、粗大骨
材、もみ殻灰及び水の混合物を含んでなる組成物であっ
て、上記の灰は少なくとも85重量％がシリカであり、10
重量％以下が炭素であって、上記のシリカのうちの少な
くとも90％は無定形であり、上記の灰の粒子のうちの少
なくとも75％は４μｍから約75μｍまでの大きさの範囲
内にあり、これらの灰粒子のうちの少なくとも10％は75
μｍより大きく、またこれらの粒子はレーザー光の散乱
により測定した平均粒径が少なくとも６μｍ、そしてB.
E.T.表面積が少なくとも20m2/gであって、この組成物中
の上記の灰の重量百分率がセメントの乾燥重量の約15〜
30重量％である、硬化して強度が高く、極低透過性のセ
メント製品になる性質を有するセメント組成物。 - 【請求項１３】タイプＩ（PM）もしくはタイプIPの水硬
性セメントのポルトランドセメントと、セメントの約10
〜30重量％のシリカ質の灰とを含んでなり、上記の灰は
作物残留物から得られるものであって、約60〜95重量％
がシリカであり、このシリカのうちの少なくとも90％は
無定形であり、上記の灰のうちの少なくとも75％は４μ
ｍから約75μｍまでの大きさの分布範囲を有し、この灰
のうちの少なくとも10％は75μｍよりも大きく、またこ
の灰はレーザー光の散乱により測定した平均粒径が６〜
約38μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくとも20m2/gであ
る、コンクリート又はモルタルで使用するための組成
物。 - 【請求項１４】ａ）有効量のタイプＩ（PM）もしくはタ
イプIPの水硬性セメントのポルトランドセメント、微細
骨材、粗大骨材及び水と、作物残留物から得られるシリ
カ質の灰とを含んでなる組成物であって、上記の灰は少
なくとも60重量％がシリカであり、40重量％以下が炭素
であって、上記のシリカのうちの少なくとも90％は無定
形であり、上記の灰のうちの少なくとも75％は４μｍか
ら約75μｍまでの大きさの分布範囲を有し、この灰のう
ちの少なくとも50％は75μｍよりも小さく、且つこの灰
のうちの少なくとも10％は75μｍよりも大きくて、また
この灰はレーザー光の散乱により測定した平均粒径が６
〜38μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくとも20m2/gであ
って、この組成物中の上記の灰の百分率がセメントの乾
燥重量の５重量％より多く約40重量％までの範囲内にあ
る水硬性セメント組成物を混合し、そして ｂ）このセメント組成物を硬化させることを含む、 セメント製品の透過性を低下させるための方法。 - 【請求項１５】ポゾラン−ポルトランド混合水硬性セメ
ントと、この水硬性セメントの約５〜40重量％のシリカ
質の灰とを含んでなり、この灰は作物残留物から得られ
るものであって、約60〜95重量％がシリカであり、この
シリカのうちの少なくとも90％は無定形であり、上記の
灰の粒子のうちの少なくとも75％は４μｍから約75μｍ
までの大きさの分布範囲を有し、これらの灰粒子のうち
の少なくとも10％は75μｍよりも大きく、またこれらの
灰粒子はレーザー光の散乱により測定した平均粒径が少
なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくとも20m2
/gである、コンクリート又はモルタルで使用するための
組成物。 - 【請求項１６】ポゾラン−ポルトランド混合水硬性セメ
ント、微細骨材、粗大骨材、及び作物残留物から得られ
るシリカ質の灰を含んでなり、上記の灰は約60〜95重量
％がシリカであり、この灰の重量百分率は水硬性セメン
トの約15〜30重量％であって、上記シリカのうちの少な
くとも約90％は無定形であり、上記の灰の粒子のうちの
少なくとも75％は４μｍから約75μｍまでの大きさの範
囲内にあり、これらの灰粒子のうちの少なくとも10％は
75μｍよりも大きく、且つこれらの灰粒子はレーザー光
の散乱により測定した平均粒径が少なくとも６μｍ、そ
してB.E.T.表面積が少なくとも20m2/gである、極低透過
性のセメント製品。 - 【請求項１７】ａ）ポゾラン−ポルトランド混合水硬性
セメント、微細骨材、粗大骨材、水、及び作物残留物か
ら得られるシリカ質の灰を含んでなる組成物であって、
上記の灰は少なくとも85重量％がシリカであり、10重量
％以下が炭素であって、上記のシリカのうちの少なくと
も90％は無定形であり、上記の灰の粒子のうちの少なく
とも75％は４μｍから約75μｍまでの大きさの範囲内に
あり、これらの灰粒子のうちの少なくとも10％は75μｍ
より大きく、またこれらの粒子はレーザー光の散乱によ
り測定した平均粒径が少なくとも６μｍ、そしてB.E.T.
表面積が少なくとも20m2/gであって、この組成物中の上
記の灰の重量百分率が当該水硬性セメントの乾燥重量の
約15〜30重量％である、水硬性セメント組成物を混合
し、そして ｂ）このセメント組成物を硬化させることを含む、 極低透過性のセメント製品を得るための方法。 - 【請求項１８】ａ）タイプＩ（PM）もしくはタイプIPの
水硬性セメントのポルトランドセメント、微細骨材、粗
大骨材及び水と、作物残留物から得られるシリカ質の灰
及びフライアッシュとを含んでなる組成物であって、上
記の作物残留物のシリカ質の灰は少なくとも85重量％が
シリカであり、10重量％以下が炭素であって、上記のシ
リカのうちの少なくとも90％は無定形であり、上記の作
物残留物のシリカ質の灰の粒子のうちの少なくとも75％
は４μｍから約75μｍまでの大きさの範囲内にあり、こ
れらの作物残留物のシリカ質の灰粒子のうちの少なくと
も10％は75μｍよりも大きくて、またこれらの作物残留
物のシリカ質の灰粒子はレーザー光線の散乱により測定
した平均粒径が少なくとも６μｍ、そしてB.E.T.表面積
が少なくとも20m2/gであって、この組成物中の作物残留
物のシリカ質の灰の重量百分率がセメントの乾燥重量の
約10％、そしてフライアッシュの重量百分率がセメント
の乾燥重量の約10％である水硬性セメント組成物を混合
し、そして ｂ）このセメント組成物を硬化させることを含む、 極低透過性のセメント製品を得るための方法。 - 【請求項１９】ａ）タイプＩ（PM）もしくはタイプIPの
水硬性セメントのポルトランドセメント、微細骨材、粗
大骨材及び水と、作物残留物から得られるシリカ質の灰
及びフライアッシュとを含んでなる組成物であって、上
記の作物残留物から得られるシリカ質の灰は少なくとも
60重量％がシリカであり、40重量％以下が炭素であっ
て、上記のシリカのうちの少なくとも90％は無定形であ
り、上記の作物残留物から得られるシリカ質の灰の粒子
のうちの少なくとも75％は４μｍから約75μｍまでの大
きさの範囲内にあり、これらの作物残留物のシリカ質の
灰粒子のうちの少なくとも10％は75μｍよりも大きく
て、またこの作物残留物から得られるシリカ質の灰はレ
ーザー光線の散乱により測定した平均粒径が６〜約38μ
ｍ、そしてB.E.T.表面積が少なくとも20m2/gであって、
この組成物中の作物残留物のシリカ質の灰の重量百分率
がセメントの乾燥重量の約10％、そしてフライアッシュ
の重量百分率がセメントの乾燥重量の約10％である水硬
性セメント組成物を混合し、そして ｂ）このセメント組成物を硬化させることを含む、 中透過性よりも良好なコンクリート製品を得るための方
法。 - 【請求項２０】シリカ質の灰の百分率がセメントの13〜
約40重量％である、請求の範囲第１項記載の組成物。 - 【請求項２１】灰の百分率がセメントの13〜約40重量％
である、請求の範囲第６項記載のセメント製品。 - 【請求項２２】灰の百分率がセメントの13〜約30重量％
である、請求の範囲第13項記載の組成物。
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