JP5335222B2 - Method for determining type of fly ash and method for determining pozzolanic reactivity of fly ash using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フライアッシュのタイプの判定方法及びこれを利用したフライアッシュのポゾラン反応性判定方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、石炭火力発電所から産出されるフライアッシュをセメントと混合した場合に硬化体中でもたらされる強度発現性即ちフライアッシュのポゾラン反応性の迅速な判定並びにフライアッシュの品質指標値の迅速な提示に用いて好適な方法に関する。 The present invention relates to a method for determining the type of fly ash and a method for determining pozzolanic reactivity of fly ash using the same. More specifically, the present invention relates to a rapid determination of strength development, i.e., pozzolanic reactivity of fly ash, which is brought about in a hardened body when fly ash produced from a coal-fired power plant is mixed with cement. The present invention relates to a method suitable for prompt presentation of quality index values.
従来のポゾラン反応性評価手法としては、ＪＩＳ Ａ ６２０１に示されているモルタル試験法により求められるモルタル活性度指数、すなわち、セメント単味モルタルの圧縮強度に対するフライアッシュ２５％置換混合モルタルの圧縮強度の比率を用いる方法がある（非特許文献１）。 As a conventional method for evaluating pozzolanic reactivity, the mortar activity index determined by the mortar test method shown in JIS A 6201, that is, the compressive strength of a fly ash 25% substituted mixed mortar with respect to the compressive strength of cement plain mortar. There is a method using a ratio (Non-patent Document 1).
しかしながら、ＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法では、試験体作成の１日間に加えてモルタル圧縮強度試験に供するまでの養生期間に９１日間を要するために出荷後３ヶ月以降にフライアッシュの品質が提示されることになる。このため、フライアッシュの特性が未だ不明の段階で使用することになるという問題がある。 However, in the method shown in JIS A 6201, 91 days is required for the curing period until it is used for the mortar compressive strength test in addition to 1 day for the preparation of the specimen, so that the fly ash quality is improved after 3 months after shipment. Will be presented. For this reason, there exists a problem that it will be used in the stage in which the characteristic of fly ash is still unknown.
また、ＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法では、養生期間９１日までに発揮されるモルタル圧縮強度を長期的な圧縮強度の指標として、すなわち、養生期間９１日までの圧縮強度発現の傾向が同じフライアッシュについてはそれ以降の長期的な圧縮強度発現の傾向も同じであるとの前提に立ち、養生期間９１日までの圧縮強度に基づいて長期的な圧縮強度を予測している。 In the method shown in JIS A 6201, the mortar compressive strength exerted by the curing period of 91 days is used as an indicator of long-term compressive strength, that is, the tendency of the compressive strength to be expressed by the curing period of 91 days is the same. As for fly ash, the long-term compressive strength is predicted based on the compressive strength up to 91 days after the premise that the tendency of the long-term compressive strength expression after that is the same.
しかしながら、本発明者は、ＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法に代わるポゾラン反応性評価方法の検討を行う中で、フライアッシュが産出される発電用ボイラーや使用される燃料炭種や燃料炭種の粉末度や発電用ボイラーの燃焼条件が異なる場合に、そして、発電用ボイラーや燃料炭種が異なる場合に特に、養生初期から中期にかけてのモルタル活性度指数の変化の挙動即ちモルタル圧縮強度の発現の傾向が同じでも長期的なモルタル活性度指数の変化の挙動が異なる場合があることを発見した。 However, the present inventor, while studying a pozzolanic reactivity evaluation method in place of the method shown in JIS A 6201, has a boiler for power generation that produces fly ash, a fuel coal type and a fuel coal type to be used. Behavior of mortar activity index from the beginning to the middle of curing, that is, development of mortar compressive strength, especially when the fineness of powder and the combustion conditions of the boiler for power generation are different, and especially when the boiler for power generation and fuel coal type are different It was found that the behavior of changes in the mortar activity index over the long term may be different even if the tendency of
具体的には、本発明者は、三つの発電用ボイラーから産出された合計２６のフライアッシュ試料のそれぞれについてＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法によって養生期間別のモルタル活性度指数を求めた。そして、養生期間２８日におけるモルタル活性度指数に対する養生期間９１日，６ヶ月，１年におけるモルタル活性度指数を比較し、養生期間の長期化即ち材齢の増加に伴うモルタル活性度指数の変化の挙動の検証を行った。 Specifically, the present inventor obtained a mortar activity index for each curing period by a method shown in JIS A 6201 for each of a total of 26 fly ash samples produced from three boilers for power generation. Then, the mortar activity index in the curing period of 28 days is compared with the mortar activity index in the curing period of 91 days, 6 months, and 1 year. The behavior was verified.
検証の結果、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるフライアッシュ試料と、養生期間６ヶ月までは養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるものの６ヶ月以降は養生期間が長くなってもモルタル活性度指数が増加しないフライアッシュ試料とがあることが確認された。 As a result of the verification, a fly ash sample in which the mortar activity index continues to increase as the curing period becomes longer, and the mortar activity index continues to increase as the curing period increases until the curing period reaches 6 months, but the curing period after 6 months It was confirmed that there is a fly ash sample in which the mortar activity index does not increase even when the length is long.
ここで、ＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法では、養生期間９１日までのモルタル圧縮強度の増加傾向が同じフライアッシュはそれ以降の長期的な圧縮強度の増加傾向も同じであるとの前提に立ち、養生期間９１日までの圧縮強度の増加傾向に基づいて長期的な圧縮強度を予測している。しかしながら、実際には、上述のように、モルタル圧縮強度が養生期間６ヶ月以降増加を続けるフライアッシュと増加が停止するフライアッシュとがある。したがって、長期的に発揮されるモルタル圧縮強度をＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法を用いて養生期間９１日までの強度発現の傾向に基づいていずれのフライアッシュについても一様に見込むと、圧縮強度の増加が養生期間６ヶ月以降停止するフライアッシュについては圧縮強度を過大に評価してしまうという問題がある。よって、ＪＩＳ Ａ ６２０１に示されている方法はモルタル圧縮強度の予測精度が高いとは言い難い。 Here, in the method shown in JIS A 6201, it is assumed that fly ash having the same increasing tendency of mortar compressive strength up to the curing period of 91 days has the same increasing tendency of long-term compressive strength thereafter. Standing, the long-term compressive strength is predicted based on the increasing tendency of the compressive strength up to the curing period of 91 days. However, as described above, there are actually fly ash in which the mortar compressive strength continues to increase after the curing period of 6 months and fly ash in which the increase stops. Therefore, when the mortar compressive strength exerted over a long period of time is uniformly estimated for any fly ash based on the tendency of the strength expression up to the curing period of 91 days using the method shown in JIS A 6201, the compression There is a problem in that the compressive strength is overestimated for fly ash in which the increase in strength stops after the curing period of 6 months. Therefore, it cannot be said that the method shown in JIS A 6201 has high prediction accuracy of mortar compressive strength.
そこで、本発明は、ポゾラン反応性を判定するための試験体作成及び養生期間を大幅に短縮することができると共に、コンクリート用混和材としてのフライアッシュ毎の長期的な強度発現の傾向に合わせてモルタル圧縮強度を適確に評価することができるフライアッシュのタイプの判定方法及びこれを利用したフライアッシュのポゾラン反応性判定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can greatly shorten the preparation time and curing period for determining pozzolanic reactivity, and match the tendency of long-term strength development for each fly ash as an admixture for concrete. It is an object of the present invention to provide a fly ash type determination method capable of accurately evaluating the mortar compressive strength and a fly ash pozzolanic reactivity determination method using the fly ash type determination method.
請求項１記載のポゾラン反応性に係るフライアッシュのタイプの判定方法は、前記の発明者独自の新たな発見に基づくものであり、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュの養生期間別のモルタル活性度指数を求めると共にモルタル活性度指数を養生期間別に比較し、養生期間２８日のモルタル活性度指数に対して養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるポゾラン反応中庸型か、または、養生期間２８日以降において一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するポゾラン反応初期卓越型かを判定するようにしている。
The method for determining the type of fly ash relating to pozzolanic reactivity according to
このフライアッシュのタイプの判定方法によると、モルタル活性度指数を養生期間別に比較することによって、フライアッシュが、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるポゾラン反応中庸型と一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するポゾラン反応初期卓越型とのどちらであるのかが判定される。 According to this method for determining the type of fly ash, by comparing the mortar activity index according to the curing period, the fly ash has a moderate curing type with a pozzolanic reaction type in which the mortar activity index continues to increase as the curing period increases. It is determined whether it is the pozzolanic initial superiority type in which the increase in the mortar activity index stops when the period is exceeded.
さらに、請求項２記載のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法は、前記の発明者独自の新たな発見を利用するものであり、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュのポゾラン活性度評価指数及び養生期間別のモルタル活性度指数を求める工程と、モルタル活性度指数を養生期間別に比較する工程と、比較の結果に基づいてフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせ毎にポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型とのどちらであるかを判断する工程と、ポゾラン活性度評価指数と養生期間別モルタル活性度指数との相関の回帰直線をポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型との別に推定する工程と、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求める工程と、判定対象のフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせから判断されるポゾラン反応中庸型若しくはポゾラン反応初期卓越型の回帰直線に判定対象のフライアッシュのポゾラン活性度評価指数を代入して養生期間別のモルタル活性度指数を求める工程とを有するようにしている。 Furthermore, the fly ash pozzolanic reactivity determination method according to claim 2 utilizes the above-mentioned new discovery unique to the inventor, and the pozzolanic activity evaluation index and curing of fly ash produced from a boiler for power generation The process of obtaining the mortar activity index by period, the process of comparing the mortar activity index by curing period, and the intermediate type of pozzolanic reaction for each combination of fly ash power boiler and fuel coal type based on the comparison results And the regression line of the correlation between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index according to the curing period, the intermediate line type of pozzolanic reaction and the early dominant type of pozzolanic reaction Separate estimation step, determination of pozzolanic activity evaluation index for fly ash for determining mortar activity index, determination The curing period by substituting the pozzolanic activity evaluation index of the fly ash to be judged into the regression line of the intermediate type of pozzolanic reaction or the initial dominant type of pozzolanic reaction judged from the combination of the boiler for power generation of elephant fly ash and the fuel coal type Another mortar activity index is obtained.
したがって、このフライアッシュのポゾラン反応性判定方法によると、ポゾラン活性度評価指数と養生期間別のモルタル活性度指数との相関の回帰直線を推定すると共に、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求めることにより養生期間別のモルタル活性度指数が求められる。さらに、モルタル活性度指数を求めるための回帰直線をポゾラン反応中庸型フライアッシュの場合とポゾラン反応初期卓越型フライアッシュの場合とに分けて推定することによりフライアッシュの属性であるフライアッシュが産出される発電用ボイラーと使用される燃料炭種との組み合わせに基づいて決定されるフライアッシュの特性に適確に対応したモルタル活性度指数が求められる。 Therefore, according to this method for determining pozzolanic reactivity of fly ash, it is possible to estimate the regression line of the correlation between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index for each curing period, and to determine the mortar activity index. By obtaining the pozzolanic activity evaluation index, the mortar activity index for each curing period is obtained. Furthermore, the fly ash, which is the attribute of fly ash, is produced by estimating the regression line for determining the mortar activity index separately for the case of the pozzolanic intermediate fly ash and the case of the fly ash with the early stage of the pozzolanic reaction. A mortar activity index that accurately corresponds to the characteristics of fly ash determined based on the combination of the power generation boiler and the type of fuel coal used.
なお、本発明において、ポゾラン活性度評価指数とは、フライアッシュを含むモルタル試料の懸濁液とフライアッシュを含まないモルタル試料の懸濁液とのカルシウムイオン（Ｃａ２＋）消費率に基づく指標である。 In the present invention, the pozzolanic activity evaluation index is an index based on the calcium ion (Ca 2+) consumption rate between a suspension of a mortar sample containing fly ash and a suspension of a mortar sample not containing fly ash. .
また、請求項３記載のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法は、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュの養生期間別のモルタル活性度指数を求める工程と、モルタル活性度指数を養生期間別に比較する工程と、比較の結果に基づいてフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせ毎にポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型とのどちらであるかを判断する工程と、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求める工程と、判定対象のフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせからポゾラン反応中庸型フライアッシュと判断される場合には判定対象のフライアッシュのポゾラン活性度評価指数ｘをｙ＝０．３１ｘ＋８３．９に代入して養生期間９１日のモルタル活性度指数ｙを求め、判定対象のフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせからポゾラン反応初期卓越型フライアッシュと判断される場合には判定対象のフライアッシュのポゾラン活性度評価指数ｘをｙ＝０．２９ｘ＋８０．１に代入して養生期間９１日のモルタル活性度指数ｙを求める工程とを有するようにしている。 The fly ash pozzolanic reactivity determination method according to claim 3 is a step of obtaining a mortar activity index for each curing period of fly ash produced from a boiler for power generation, and compares the mortar activity index for each curing period. Mortar activity index based on the results of the process and the determination of whether it is a mid-pozzolare reaction type or a pozzolanic reaction initial superiority for each combination of fly ash power boiler and fuel coal type When determining the pozzolanic activity evaluation index for the fly ash to be judged, and the combination of the fly ash power generation boiler and the fuel coal type to be judged, it is judged that the pozzolanic intermediate fly ash is judged Substitute the fozash pozzolanic activity evaluation index x into y = 0.31x + 83.9, curing period 91 days Obtain the mortar activity index y, and if it is determined that the fly ash from the combination of the fly ash power generation boiler and the fuel coal type is the premier fly ash of the pozzolanic reaction, the pozzolanic activity evaluation index of the fly ash to be judged and substituting x into y = 0.29x + 80.1 to obtain a mortar activity index y for a curing period of 91 days.
さらに、請求項４記載のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法は、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュの養生期間別のモルタル活性度指数を求める工程と、モルタル活性度指数を養生期間別に比較する工程と、比較の結果に基づいてフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせ毎にポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型とのどちらであるかを判断する工程と、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求める工程と、判定対象のフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせからポゾラン反応中庸型フライアッシュと判断される場合には判定対象のフライアッシュのポゾラン活性度評価指数ｘをｙ＝０．４５ｘ＋９８．８に代入して養生期間１年のモルタル活性度指数ｙを求め、判定対象のフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせからポゾラン反応初期卓越型フライアッシュと判断される場合には判定対象のフライアッシュのポゾラン活性度評価指数ｘをｙ＝０．４５ｘ＋８５．３に代入して養生期間１年のモルタル活性度指数ｙを求める工程とを有するようにしている。
Furthermore, the method for determining the pozzolanic reactivity of fly ash according to claim 4 is a step of obtaining a mortar activity index for each curing period of fly ash produced from a boiler for power generation, and comparing the mortar activity index for each curing period. Mortar activity index based on the results of the process and the determination of whether it is a mid-pozzolare reaction type or a pozzolanic reaction initial superiority for each combination of fly ash power boiler and fuel coal type When determining the pozzolanic activity evaluation index for the fly ash to be judged, and the combination of the fly ash power generation boiler and the fuel coal type to be judged, it is judged that the pozzolanic intermediate fly ash is judged Substituting fly ash pozzolanic activity evaluation index x into y = 0.45x + 98.8,
したがって、このフライアッシュのポゾラン反応性判定方法によると、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求めると共に、ポゾラン活性度評価指数と養生期間別のモルタル活性度指数との間の関係式を用いることによって養生期間別のモルタル活性度指数が求められる。さらに、モルタル活性度指数を求めるための回帰直線をポゾラン反応中庸型フライアッシュの場合とポゾラン反応初期卓越型フライアッシュの場合とに分けて推定することによりフライアッシュの属性であるフライアッシュが産出される発電用ボイラーと使用される燃料炭種との組み合わせに基づいて決定されるフライアッシュの特性に適確に対応したモルタル活性度指数が求められる。 Therefore, according to this fly ash pozzolanic reactivity determination method, a pozzolanic activity evaluation index is obtained for fly ash for which a mortar activity index is determined, and the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index for each curing period are calculated. By using the relational expression between them, the mortar activity index for each curing period is obtained. Furthermore, the fly ash, which is the attribute of fly ash, is produced by estimating the regression line for determining the mortar activity index separately for the case of the pozzolanic intermediate fly ash and the case of the fly ash with the early stage of the pozzolanic reaction. A mortar activity index that accurately corresponds to the characteristics of fly ash determined based on the combination of the power generation boiler and the type of fuel coal used.
本発明のフライアッシュのタイプの判定方法によれば、フライアッシュが、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるポゾラン反応中庸型と一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するポゾラン反応初期卓越型とのどちらであるのかが判定されるので、コンクリート用混和材としてのフライアッシュの特性を明らかにし、その特性に応じてフライアッシュの性能を適確に評価することが可能である。 According to the fly ash type determination method of the present invention, the fly ash has a pozzolanic intermediate reaction type in which the mortar activity index continues to increase as the curing period becomes longer, and the mortar activity index increases after a certain curing period. The characteristics of fly ash as an admixture for concrete will be clarified and the performance of fly ash will be evaluated appropriately according to the characteristics. Is possible.
また、本発明のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法によれば、フライアッシュのポゾラン活性度評価指数を求めると共にポゾラン活性度評価指数と養生期間別のモルタル活性度指数との間の関係式を用いて養生期間別のモルタル活性度指数を求めるようにしているので、長期間に亘る養生は必要とされず、フライアッシュのポゾラン反応性の判定に要する時間を大幅に短縮することが可能である。 Further, according to the method for determining the pozzolanic reactivity of fly ash according to the present invention, the pozzolanic activity evaluation index of fly ash is obtained, and a relational expression between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index according to the curing period is used. Thus, since the mortar activity index for each curing period is obtained, curing over a long period of time is not required, and the time required for determining the pozzolanic reactivity of fly ash can be greatly shortened.
さらに、本発明のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法によれば、ポゾラン反応中庸型及びポゾラン反応初期卓越型の二つのフライアッシュの特性に適確に対応したモルタル活性度指数が求められるので、コンクリート用混和材としてのフライアッシュの長期的な強度発現の予測精度の向上を図ることができ、モルタル圧縮強度を適確に評価することが可能である。 Further, according to the method for determining pozzolanic reactivity of fly ash according to the present invention, since a mortar activity index corresponding to the characteristics of two types of fly ash, the intermediate type of pozzolanic reaction and the early dominant type of pozzolanic reaction, can be obtained. As a result, it is possible to improve the prediction accuracy of long-term strength expression of fly ash as an admixture, and to accurately evaluate the mortar compressive strength.
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.
本発明のポゾラン反応性に係るフライアッシュのタイプの判定方法は、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュの養生期間別のモルタル活性度指数を求めると共にモルタル活性度指数を養生期間別に比較し、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるポゾラン反応中庸型か、または、一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するポゾラン反応初期卓越型かを判定するものである。 The method for determining the type of fly ash relating to the pozzolanic reactivity of the present invention is to determine a mortar activity index for each curing period of fly ash produced from a boiler for power generation, compare the mortar activity index for each curing period, It is determined whether it is a pozzolanic intermediate reaction type in which the mortar activity index continues to increase as the period increases, or a pozzolanic reaction initial dominant type in which the increase in the mortar activity index stops after a certain curing period.
そして、図１に、このポゾラン反応性に係るフライアッシュのタイプの判定方法を利用した本発明のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法の実施形態の一例を示す。このフライアッシュのポゾラン反応性判定方法は、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュのポゾラン活性度評価指数及び養生期間別のモルタル活性度指数を求める工程（Ｓ１−１ａ及びＳ１−１ｂ）と、モルタル活性度指数を養生期間別に比較する工程（Ｓ１−２）と、比較の結果に基づいてフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせ毎にポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型とのどちらであるかを判断する工程（Ｓ１−２）と、ポゾラン活性度評価指数と養生期間別モルタル活性度指数との相関の回帰直線をポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型との別に推定する工程（Ｓ１−３及びＳ１−４）と、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求める工程（Ｓ２）と、判定対象のフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせから判断されるポゾラン反応中庸型若しくはポゾラン反応初期卓越型の回帰直線に判定対象のフライアッシュのポゾラン活性度評価指数を代入して養生期間別のモルタル活性度指数を求める工程（Ｓ３）とを有する。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of the fly ash pozzolanic reactivity determination method of the present invention using the fly ash type determination method related to pozzolanic reactivity. This fly ash pozzolanic reactivity determination method includes a step (S1-1a and S1-1b) of obtaining a pozzolanic activity evaluation index of fly ash produced from a boiler for power generation and a mortar activity index for each curing period, and mortar. The step of comparing the activity index according to the curing period (S1-2) and, based on the result of comparison, for each combination of the fly ash power boiler and the fuel coal type, the pozzolanic medium-poll type and the pozzolanic initial superior type The step (S1-2) for determining which is the case, and the regression line of the correlation between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index according to the curing period are estimated separately for the pozzolanic intermediate-poison type and the pozzolanic initial initial dominant type Steps (S1-3 and S1-4) and a step of obtaining a pozzolanic activity evaluation index for fly ash for determining a mortar activity index S2) and the pozzolanic activity evaluation index of the target fly ash on the regression line of the mid-pozzola reaction type or initial pozzolanic reaction type determined from the combination of the fly ash power generation boiler and fuel coal type And substituting and obtaining a mortar activity index for each curing period (S3).
なお、Ｓ１の処理（即ちＳ１−１からＳ１−４までの処理）はフライアッシュのポゾラン反応性を判定するための事前の準備に該当する処理であってポゾラン反応性の判定を行うフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせ毎に一回だけ行えば良く、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュ毎に品質指標値としてのポゾラン反応性を判定する際にはＳ２及びＳ３の処理のみを行う。 In addition, the process of S1 (namely, the process from S1-1 to S1-4) is a process corresponding to the preliminary preparation for determining the pozzolanic reactivity of fly ash, and is the fly ash for determining the pozzolanic reactivity. It only needs to be performed once for each combination of the power generation boiler and the fuel coal type. When determining the pozzolanic reactivity as the quality index value for each fly ash produced from the power generation boiler, only the processes of S2 and S3 are performed. I do.
本発明のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法の実行にあたっては、まず、促進化学試験を行ってフライアッシュのポゾラン活性度評価指数を求める（Ｓ１−１ａ）。 In executing the method for determining pozzolanic reactivity of fly ash according to the present invention, first, an accelerated chemical test is performed to obtain a pozzolanic activity evaluation index of fly ash (S1-1a).
ポゾラン活性度評価指数を求めるための促進化学試験は、まず、フライアッシュ、普通ポルトランドセメント及びイオン交換水を調合した評価用試料と、普通ポルトランドセメント及びイオン交換水を調合した基準試料とを作成する。評価用試料及び基準試料それぞれの材料の調合割合を表１に示す。なお、試料作成に用いる各材料及びイオン交換水の使用量は表１に示す量に限られるものではなく、各材料及びイオン交換水の比率が同じであればそれぞれの使用量を増減させても良い。本実施形態では、試験実施に係る作業性を考慮して表１に示す配合量を基本配合とする。 In the accelerated chemical test for determining the pozzolanic activity evaluation index, first, an evaluation sample prepared from fly ash, ordinary Portland cement and ion-exchanged water, and a reference sample prepared from ordinary Portland cement and ion-exchanged water are prepared. . Table 1 shows the mixing ratio of the materials of the evaluation sample and the reference sample. Note that the amount of each material and ion-exchanged water used for sample preparation is not limited to the amount shown in Table 1. If the ratio of each material and ion-exchanged water is the same, the amount used may be increased or decreased. good. In the present embodiment, the blending amount shown in Table 1 is set as the basic blend in consideration of workability related to the test execution.
試料の作成は、まず、各材料を計量して密封性の高いポリプロピレン製のふた付き容器（表１に示す配合量の場合には例えば１００ｍｌ程度の容量のもの）に入れ、攪拌器を用いて室温にて１時間の攪拌を行う。この際、十分な懸濁状態となるように攪拌し、容器の底で材料が沈殿・固化しないようにする。 To prepare the sample, each material is first weighed and placed in a highly sealed polypropylene container with a lid (for example, a capacity of about 100 ml in the case of the compounding amount shown in Table 1), and a stirrer is used. Stir for 1 hour at room temperature. At this time, the mixture is agitated so as to be sufficiently suspended so that the material does not precipitate or solidify at the bottom of the container.
続いて、ふたを締付けた容器を８０℃の恒温槽内に１８時間入れて懸濁液内での反応を促進させる。なお、反応初期の段階において容器を振る攪拌作業を数回行う。 Subsequently, the container with the lid tightened is placed in a constant temperature bath at 80 ° C. for 18 hours to promote the reaction in the suspension. In the initial stage of the reaction, the stirring operation of shaking the container is performed several times.
反応液を室温まで冷却した後、開口径が０．２μｍのポリエチレン製のメンブレンフィルターでろ液を採取し、５０倍に希釈する。 After cooling the reaction solution to room temperature, the filtrate is collected with a polyethylene membrane filter having an opening diameter of 0.2 μm and diluted 50 times.
そして、希釈状態のろ液中のカルシウムイオンの濃度を定量する。カルシウムイオン濃度の定量は、具体的には例えば、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰとも呼ばれる）や原子吸光光度計等の分析装置を用いて行う。 And the density | concentration of the calcium ion in the filtrate of a dilution state is quantified. Specifically, the calcium ion concentration is quantified using an analyzer such as an inductively coupled plasma emission spectrometer (also referred to as ICP) or an atomic absorption photometer.
評価用試料及び基準試料の各ろ液のカルシウムイオン濃度を用い、数式１によってカルシウムイオン消費率を算出する。この数式１によって算出されるカルシウムイオン消費率がポゾラン活性度評価指数ＡＰＩ（Ａssessed Ｐozzolanic−activity Ｉndexの略）である。
Using the calcium ion concentration of each filtrate of the sample for evaluation and the reference sample, the calcium ion consumption rate is calculated by
さらに、ＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験を行ってフライアッシュのモルタル活性度指数を求める（Ｓ１−１ｂ）。 Furthermore, a mortar strength test based on JIS A 6201 is performed to obtain a mortar activity index of fly ash (S1-1b).
日本工業規格の一つであるＪＩＳ Ａ ６２０１は、コンクリート用フライアッシュについての規格であり、コンクリートの性能・品質について規定している。ＪＩＳ Ａ ６２０１自体は周知であり、これに定められているモルタル強度試験の方法並びにモルタル活性度指数の導出方法も周知であるのでここでは詳細については省略する。 JIS A 6201, which is one of the Japanese industrial standards, is a standard for fly ash for concrete and regulates the performance and quality of concrete. JIS A 6201 itself is well known, and the mortar strength test method and the derivation method of the mortar activity index defined therein are also well known, so the details are omitted here.
本発明では、養生期間２８日，９１日，６ヶ月，１年についてＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験を行ってモルタル活性度指数を算出する。なお、モルタル活性度指数とは、フライアッシュのポゾラン活性を評価する指標であって、水結合材比を一定としたときの、基準モルタルであるセメント単味モルタルの圧縮強度に対する試験モルタルであるフライアッシュ２５％置換混合モルタルの圧縮強度の比率をいう。 In the present invention, the mortar activity index is calculated by conducting a mortar strength test based on JIS A 6201 for a curing period of 28 days, 91 days, 6 months, and 1 year. The mortar activity index is an index for evaluating the pozzolanic activity of fly ash, and is a test mortar that is a test mortar against the compressive strength of a cement mortar that is a standard mortar when the water binder ratio is constant. The ratio of the compressive strength of ash 25% substituted mixed mortar.
ＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験は、Ｓ１−１ａの処理においてポゾラン活性度評価指数を求めたフライアッシュそれぞれについて行う。すなわち、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュ試料毎にポゾラン活性度評価指数と養生期間別モルタル活性度指数とが整理される。 The mortar strength test based on JIS A 6201 is performed for each fly ash for which the pozzolanic activity evaluation index is obtained in the treatment of S1-1a. That is, the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index for each curing period are arranged for each fly ash sample produced from the power generation boiler.
次に、Ｓ１−１ｂの処理で得られたＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験の結果を用いて養生期間別のモルタル活性度指数の比較を行う（Ｓ１−２）。 Next, using the result of the mortar strength test based on JIS A 6201 obtained by the process of S1-1b, the mortar activity index for each curing period is compared (S1-2).
具体的には、Ｓ１−１ｂの処理において算出された養生期間別のモルタル活性度指数を用いて、フライアッシュ毎の養生期間２８日のモルタル活性度指数に対する養生期間９１日，６ヶ月，１年のモルタル活性度指数の増減を整理する。
Specifically, using the mortar activity index for each curing period calculated in the process of S1-1b, the curing period is 91 days, 6 months, and 1 year for the mortar activity index of the
この養生期間別のモルタル活性度指数の比較結果から、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュが、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるタイプか、一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するタイプかを判断する。具体的には例えば、養生期間９１日のモルタル活性度指数と養生期間６ヶ月及び１年のモルタル活性度指数との間に大きな増加がみられない場合や、養生期間６ヶ月のモルタル活性度指数と養生期間１年のモルタル活性度指数との間に大きな増加がみられない場合には後者のタイプであると判断する。 Based on the comparison results of the mortar activity index for each curing period, the fly ash produced from the boiler for power generation is a type in which the mortar activity index continues to increase as the curing period becomes longer, or when the mortar activity index exceeds a certain curing period, the mortar Determine whether the activity index increase stops. Specifically, for example, when there is no significant increase between the mortar activity index for the curing period of 91 days and the mortar activity index for the curing period of 6 months and 1 year, or the mortar activity index for the curing period of 6 months If there is no significant increase between the mortar activity index and the mortar activity index for 1 year, the latter type is determined.
そして、養生期間２８日のモルタル活性度指数に対し養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるタイプのフライアッシュをポゾラン反応中庸型フライアッシュと呼ぶ。また、一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するタイプのフライアッシュをポゾラン反応初期卓越型フライアッシュと呼ぶ。なお、以降では、適宜、ポゾラン反応中庸型とポゾラン反応初期卓越型とのことをフライアッシュのタイプと呼ぶ。
A type of fly ash in which the mortar activity index continues to increase as the curing period becomes longer than the mortar activity index of the
なお、本発明においては、Ｓ１−４の処理において相関データの回帰直線を推定するために、発電用ボイラーから産出されポゾラン反応性の判定を行うフライアッシュのタイプ毎に二以上のフライアッシュ試料についての試験データ即ちポゾラン活性度評価指数と養生期間別モルタル活性度指数との組み合わせデータが必要とされる。また、一つの試料に対して試験を複数回繰り返して行って平均値を試験値とすることが望ましい。 In the present invention, in order to estimate the regression line of the correlation data in the process of S1-4, two or more fly ash samples are produced for each type of fly ash produced from the power generation boiler and used to determine pozzolanic reactivity. Test data, that is, a combination data of a pozzolanic activity evaluation index and a mortar activity index for each curing period is required. In addition, it is desirable that the test is repeated a plurality of times for one sample and the average value is used as the test value.
次に、Ｓ１−１ａの処理によって整理されたポゾラン活性度評価指数とＳ１−１ｂの処理によって整理されたモルタル活性度指数との相関データを作成する（Ｓ１−３）。 Next, correlation data between the pozzolanic activity evaluation index arranged by the process of S1-1a and the mortar activity index arranged by the process of S1-1b is created (S1-3).
発電用ボイラーで産出されたフライアッシュに関するポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データ（以下適宜、単に相関データと表記する）の作成は、Ｓ１−２の処理によって判断されたフライアッシュのタイプ別、即ちポゾラン反応中庸型フライアッシュとポゾラン反応初期卓越型フライアッシュとの別に行う。 The creation of correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index related to fly ash produced by the boiler for power generation (hereinafter simply referred to as correlation data as appropriate) was determined by the process of S1-2. In other words, it is performed separately for the intermediate type fly ash in the pozzolanic reaction and the fly ash in the early stage of the pozzolanic reaction.
次に、Ｓ１−３の処理によって整理されたポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線を推定する（Ｓ１−４）。 Next, a regression line of correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index arranged by the process of S1-3 is estimated (S1-4).
ポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線の推定も、Ｓ１−２の処理によって判断されたフライアッシュのタイプ別に行う。 The estimation of the regression line of the correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index is also performed for each type of fly ash determined by the processing of S1-2.
さらに、この処理では、モルタル活性度指数の養生期間別データを用いて材齢別に相関データの回帰直線を推定する。例えば、養生期間９１日のモルタル活性度指数予測のための回帰直線は養生期間９１日のモルタル活性度指数データとポゾラン活性度評価指数データとを用いて推定し、養生期間１年のモルタル活性度指数予測のための回帰直線は養生期間１年のモルタル活性度指数データとポゾラン活性度評価指数データとを用いて推定する。なお、相関データの回帰直線の推定は、例えば最小二乗法を用いて行う。 Furthermore, in this process, the regression line of the correlation data is estimated for each age using the data for each curing period of the mortar activity index. For example, the regression line for predicting the mortar activity index for the curing period 91 days is estimated using the mortar activity index data for the curing period 91 days and the pozzolanic activity evaluation index data, and the mortar activity for the curing period of 1 year is estimated. The regression line for predicting the index is estimated using mortar activity index data and pozzolanic activity evaluation index data for a curing period of 1 year. Note that the regression line of the correlation data is estimated using, for example, the least square method.
以上のＳ１の処理により、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュのポゾラン活性度評価指数からポゾラン反応中庸型フライアッシュとポゾラン反応初期卓越型フライアッシュとの別に材齢別のモルタル活性度指数を推定する関係式が求まる。そして、発電用ボイラーから産出されるフライアッシュがポゾラン反応中庸型フライアッシュとポゾラン反応初期卓越型フライアッシュとのどちらであるのかはフライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせから判断される。 Based on the above S1, the mortar activity index for each material age is estimated separately from the pozzolanic intermediate fly ash and the pozzolanic early fly ash from the pozzolanic activity evaluation index of fly ash produced from the boiler for power generation. A relational expression is obtained. And it is judged from the combination of the fly ash power generation boiler and the fuel coal type whether the fly ash produced from the power generation boiler is a pozzolanic intermediate fly ash or a pozzolanic early fly ash. .
次に、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュを用いて促進化学試験を行ってポゾラン活性度評価指数を求める（Ｓ２）。 Next, an accelerated chemical test is performed using fly ash for determining the mortar activity index to obtain a pozzolanic activity evaluation index (S2).
具体的にはＳ１−１ａの処理における促進化学試験の手順に従って、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュ、例えば発電用ボイラーから産出され出荷される前のフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求める。 Specifically, according to the procedure of the accelerated chemical test in the treatment of S1-1a, the pozzolanic activity evaluation index is obtained for fly ash for determining the mortar activity index, for example, fly ash produced from a power generation boiler and shipped. .
次に、Ｓ１−４の処理で推定されたポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との間の関係式、及び、Ｓ２の処理で求められたポゾラン活性度評価指数を用いてモルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュの材齢別のモルタル活性度指数を推定する（Ｓ３）。 Next, the mortar activity index using the relational expression between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index estimated in the processing of S1-4 and the pozzolanic activity evaluation index determined in the processing of S2. The mortar activity index according to age of the fly ash for which the determination is made is estimated (S3).
具体的には、Ｓ１−４の処理で推定されたポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線であって、フライアッシュのタイプ別に材齢別のモルタル活性度指数を推定する関係式にＳ２の処理で求められたポゾラン活性度評価指数を代入してモルタル活性度指数を求める。 Specifically, it is a regression line of the correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index estimated in the processing of S1-4, and estimates the mortar activity index by age depending on the type of fly ash. The mortar activity index is obtained by substituting the pozzolanic activity evaluation index obtained in S2 into the relational expression.
この際、Ｓ１−４の処理において推定される関係式はフライアッシュのタイプ別であるので、フライアッシュの発電用ボイラーと燃料炭種との組み合わせ毎にＳ１−２の処理において判断されたフライアッシュのタイプに従い、具体的には、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュについての発電用ボイラーと使用される燃料炭種との組み合わせから当該フライアッシュがポゾラン反応中庸型フライアッシュとポゾラン反応初期卓越型フライアッシュとのどちらであるのかを判断し、該当するタイプの関係式を用いる。さらに、Ｓ１−４の処理において推定される関係式は硬化体の材齢別であるので、例えば品質指標値として提示が必要とされるモルタル活性度指数の材齢に該当する関係式を用いる。 At this time, since the relational expression estimated in the process of S1-4 is for each type of fly ash, the fly ash determined in the process of S1-2 for each combination of the fly ash power generation boiler and the fuel coal type. Specifically, the fly ash from the combination of the boiler for power generation and the fuel coal type used for the fly ash for determining the mortar activity index, It is determined whether it is a mold fly ash, and the relational expression of the corresponding type is used. Furthermore, since the relational expression estimated in the process of S1-4 is classified according to the age of the cured body, for example, a relational expression corresponding to the age of the mortar activity index that needs to be presented as a quality index value is used.
以上の処理により、フライアッシュのタイプ別に材齢別のモルタル活性度指数が推定される。そして、ポゾラン活性度評価指数は１日で求めることが可能であるので、フライアッシュの出荷時に当該フライアッシュの品質指標値として強度特性を示すことができる。 By the above processing, the mortar activity index for each age is estimated for each type of fly ash. Since the pozzolanic activity evaluation index can be obtained in one day, the strength characteristic can be shown as the quality index value of the fly ash when the fly ash is shipped.
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、Ｓ１−４の処理において、発電用ボイラーで産出されたフライアッシュに係る相関データの全てを一つのデータ集合として扱ってフライアッシュのタイプ別に一つの回帰直線を推定するようにしているが、これに限られず、相関データを発電用ボイラー別に分けたり更に使用される燃料炭種別に分けたりして、発電用ボイラー毎に回帰直線を推定したり更に燃料炭種毎に回帰直線を推定したりするようにしても良い。なお、この場合には、回帰直線を推定する区分毎に二以上のフライアッシュ試料についての試験データが必要とされる。そして、この場合には、Ｓ３の処理において、モルタル活性度指数の判定を行うフライアッシュの属性（即ち発電用ボイラーや燃料炭種）に合わせてモルタル活性度指数の予測に用いる回帰直線を選択する。 In addition, although the above-mentioned form is an example of the suitable form of this invention, it is not limited to this, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in this embodiment, in the process of S1-4, all the correlation data related to fly ash produced by the power generation boiler is treated as one data set, and one regression line is estimated for each fly ash type. However, the present invention is not limited to this, and the correlation data is divided into power generation boilers or further divided into the types of fuel coal used, and a regression line is estimated for each power generation boiler, and further, the regression is performed for each fuel coal type. A straight line may be estimated. In this case, test data on two or more fly ash samples is required for each category for estimating the regression line. In this case, in the process of S3, a regression line used for predicting the mortar activity index is selected in accordance with the fly ash attributes (that is, the power generation boiler and the fuel coal type) for determining the mortar activity index. .
また、本実施形態では、フライアッシュのタイプを判断するためのフライアッシュの属性としてフライアッシュが産出される発電用ボイラーと使用される燃料炭種とを考慮するようにしているが、フライアッシュの属性はこれに限られるものではなく、燃料炭種の粉末度や発電用ボイラーの燃焼条件を更に考慮するようにしても良い。この場合には、発電用ボイラーと燃料炭種と粉末度と燃焼条件との中からフライアッシュの属性として考慮するものを適宜選択し、例えばＳ１−２の処理において、選択された属性の組み合わせ毎にフライアッシュがポゾラン反応中庸型フライアッシュとポゾラン反応初期卓越型フライアッシュとのどちらであるのかを判断する。 In the present embodiment, the fly ash attribute for determining the type of fly ash is taken into account the power generation boiler that produces fly ash and the type of fuel coal used. The attribute is not limited to this, and the fineness of the fuel coal type and the combustion conditions of the power generation boiler may be further considered. In this case, the power boiler, fuel coal type, fineness, and combustion conditions are appropriately selected from the fly ash attributes. For example, in the process of S1-2, for each combination of the selected attributes. Next, it is determined whether the fly ash is a mid-type fly ash in the pozzolanic reaction or an early dominant type fly ash in the pozzolanic reaction.
また、本実施形態では、ポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データを用いてＳ１−４の処理において回帰直線を推定すると共に、当該処理において推定された回帰直線を用いてＳ３の処理でモルタル活性度指数を推定するようにしているが、これに限られず、ポゾラン反応中庸型フライアッシュについてのポゾラン活性度評価指数と材齢９１日のモルタル活性度指数との間の関係式として数式２を用いると共に、ポゾラン反応初期卓越型フライアッシュについてのポゾラン活性度評価指数と材齢９１日のモルタル活性度指数との間の関係式として数式３を用いるようにしても良い。さらに、ポゾラン反応中庸型フライアッシュについてのポゾラン活性度評価指数と材齢１年のモルタル活性度指数との間の関係式として数式４を用いると共に、ポゾラン反応初期卓越型フライアッシュについてのポゾラン活性度評価指数と材齢１年のモルタル活性度指数との間の関係式として数式５を用いるようにしても良い。なお、数式２から数式５は、本発明者が収集したデータを用いて推定したポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関の回帰直線である。
In the present embodiment, the regression line is estimated in the process of S1-4 using the correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index, and the regression line estimated in the process is used to determine the regression line of S3. The mortar activity index is estimated by the treatment. However, the present invention is not limited to this. As a relational expression between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index of 91 days of age for the pozzolanic intermediate fly ash In addition to using Formula 2, Formula 3 may be used as a relational expression between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index of 91 days of age for the pozzolanic early stage fly ash. Furthermore, Equation 4 is used as a relational expression between the pozzolanic activity evaluation index and the 1-year-old mortar activity index for the mid-type pozzolanic fly ash, and the pozzolanic activity for the pozzolanic early fly ash You may make it use Formula 5 as a relational expression between an evaluation index | exponent and the mortar activity index | exponent of
（数２）ｙ＝０．３１ｘ＋８３．９
（数３）ｙ＝０．２９ｘ＋８０．１
（数４）ｙ＝０．４５ｘ＋９８．８
（数５）ｙ＝０．４５ｘ＋８５．３
ここに、ｙ：モルタル活性度指数（％），ｘ：ポゾラン活性度評価指数（％）。
(Equation 2) y = 0.31x + 83.9
(Equation 3) y = 0.29x + 80.1
(Equation 4) y = 0.45x + 98.8
(Equation 5) y = 0.45x + 85.3
Here, y: mortar activity index (%), x: pozzolanic activity evaluation index (%).
なお、数式２から数式５の回帰直線を用いて推定されるモルタル活性度指数ｙの値に対して変動幅を±５とする範囲、即ち推定値ｙ±５の範囲をモルタル活性度指数ｙの予測範囲として用いるようにしても良い。 It should be noted that the range in which the fluctuation range is ± 5 with respect to the value of the mortar activity index y estimated using the regression line of Formula 2 to Formula 5, that is, the range of the estimated value y ± 5 is the range of the mortar activity index y. It may be used as a prediction range.
本発明のフライアッシュのポゾラン反応性判定方法を実際の発電用ボイラーから産出されたフライアッシュのモルタル活性度指数の算出に適用した実施例を図２から図８を用いて説明する。 An embodiment in which the method for determining pozzolanic reactivity of fly ash according to the present invention is applied to calculation of a mortar activity index of fly ash produced from an actual power generation boiler will be described with reference to FIGS.
本実施例では、四つの発電用ボイラーから各々産出された複数試料のフライアッシュと、国内発電所から無作為にサンプリングしたフライアッシュとについてのポゾラン反応性を判定する場合を例に挙げて説明する。以降では、この四つの発電用ボイラーのことを発電用ボイラーＡ，Ｂ，Ｃ及びＤと呼ぶ。そして、発電用ボイラーＡについては１５試料、発電用ボイラーＢについては５試料、発電用ボイラーＣについては６試料、発電用ボイラーＤについては４試料、そして、国内の８発電用ボイラーから無作為にサンプリングした８試料のフライアッシュを試料として用いた。 In this embodiment, an example will be described in which pozzolanic reactivity is determined for fly ash of a plurality of samples produced from four boilers for power generation and fly ash randomly sampled from a domestic power plant. . Hereinafter, these four power generation boilers are referred to as power generation boilers A, B, C, and D. And 15 samples for boiler A for power generation, 5 samples for boiler B for power generation, 6 samples for boiler C for power generation, 4 samples for boiler D for power generation, and 8 domestic boilers for power generation 8 sampled fly ash samples were used as samples.
まず、促進化学試験を行ってフライアッシュ試料別にポゾラン活性度評価指数を求めた（Ｓ１−１ａ）。 First, an accelerated chemical test was performed to obtain a pozzolanic activity evaluation index for each fly ash sample (S1-1a).
本実施例の評価用試料及び基準試料それぞれの材料の調合割合を表２に示す。また、本実施例で用いた普通ポルトランドセメントの化学組成及び物理特性を表３に示す。本実施例では、クリンカー純度の高いセメントである社団法人セメント協会製研究用セメントを用いた。なお、本実施例では、合計３８のフライアッシュ試料それぞれについて促進化学試験を３回繰り返して行い、それらの平均値を試験値として用いた。 Table 2 shows the blending ratio of the materials of the evaluation sample and the reference sample of this example. Table 3 shows the chemical composition and physical properties of ordinary Portland cement used in this example. In this example, a research cement manufactured by the Japan Cement Association, which is a cement with high clinker purity, was used. In this example, the accelerated chemical test was repeated three times for each of a total of 38 fly ash samples, and the average value was used as the test value.
また、ＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験を行ってフライアッシュ試料別にモルタル活性度指数を求めた（Ｓ１−１ｂ）。 Moreover, the mortar intensity | strength test based on JISA6201 was done, and the mortar activity index was calculated | required for every fly ash sample (S1-1b).
本実施例では、発電用ボイラーＡから産出された１５試料、発電用ボイラーＢから産出された５試料、発電用ボイラーＣから産出された６試料、発電用ボイラーＤから産出された４試料、８発電用ボイラーから無作為にサンプリングした８試料のフライアッシュ試料それぞれについてＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験を行ってモルタル活性度指数を求めた。 In this embodiment, 15 samples produced from the power generation boiler A, 5 samples produced from the power generation boiler B, 6 samples produced from the power generation boiler C, 4 samples produced from the power generation boiler D, 8 A mortar strength index according to JIS A 6201 was conducted on each of eight fly ash samples randomly sampled from a power generation boiler to obtain a mortar activity index.
次に、Ｓ１−１ｂの処理で得られたＪＩＳ Ａ ６２０１に準拠したモルタル強度試験の結果を用いて養生期間別のモルタル活性度指数の比較を行った（Ｓ１−２）。 Next, the comparison of the mortar activity index according to a curing period was performed using the result of the mortar strength test based on JIS A6201 obtained by the process of S1-1b (S1-2).
発電用ボイラーＡから産出されたフライアッシュについて養生期間２８日のモルタル活性度指数の値を横軸とし、養生期間９１日，６ヶ月及び１年のモルタル活性度指数の値を縦軸として整理を行って図２に示す結果が得られた。また、発電用ボイラーＢから産出されたフライアッシュについて図３、発電用ボイラーＣから産出されたフライアッシュについて図４、発電用ボイラーＤから産出されたフライアッシュについて図５、及び、８発電用ボイラーから無作為にサンプリングした８試料のフライアッシュについて図６に示す結果が得られた。
For fly ash produced from boiler A for power generation, the horizontal axis is the value of the mortar activity index for the
図２に示す結果から、発電用ボイラーＡから産出された１５試料のうちの１２のフライアッシュ試料については、養生期間２８日のモルタル活性度指数に対して養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるタイプ、即ちポゾラン反応中庸型フライアッシュと判断された。一方、残りの３つのフライアッシュ試料については（図２中符号イで示す）、養生期間２８日のモルタル活性度指数に対して養生期間９１日及び６ヶ月のモルタル活性度指数は増加しているものの、養生期間１年のモルタル活性度指数は養生期間６ヶ月のモルタル活性度指数と変わらないことが確認された。したがって、残りの３つのフライアッシュ試料は、一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するタイプ、即ちポゾラン反応初期卓越型フライアッシュと判断された。
From the results shown in FIG. 2, for 12 fly ash samples out of 15 samples produced from the boiler A for power generation, the mortar activity index is increased as the curing period becomes longer than the mortar activity index of the
さらに、図３に示す結果から、発電用ボイラーＢから産出されたフライアッシュは、養生期間２８日のモルタル活性度指数に対して養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるタイプ、即ちポゾラン反応中庸型フライアッシュと判断された。
Further, from the results shown in FIG. 3, the fly ash produced from the power generation boiler B has a type in which the mortar activity index continues to increase as the curing period becomes longer than the mortar activity index on the
また、図４に示す結果から、発電用ボイラーＣから産出されたフライアッシュは、養生期間２８日のモルタル活性度指数に対して養生期間９１日及び６ヶ月のモルタル活性度指数は増加しているものの、養生期間１年のモルタル活性度指数は養生期間６ヶ月のモルタル活性度指数と変わらないことが確認された。したがって、発電用ボイラーＣから産出されたフライアッシュは、一定の養生期間を超えるとモルタル活性度指数の増加が停止するタイプ、即ちポゾラン反応初期卓越型フライアッシュと判断された。 Moreover, from the result shown in FIG. 4, the fly ash produced from the boiler C for power generation has an increase in the mortar activity index for the curing period of 91 days and 6 months with respect to the mortar activity index of the curing period of 28 days. However, it was confirmed that the mortar activity index with a curing period of 1 year was not different from the mortar activity index with a curing period of 6 months. Therefore, the fly ash produced from the boiler C for power generation was determined to be a type in which the increase in the mortar activity index ceased after a certain curing period, that is, the pozzolanic reaction early dominant type fly ash.
また、図５に示す結果から，発電用ボイラーＤから産出されたフライアッシュは、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるタイプ、即ちポゾラン反応中庸型フライアッシュと判断された。 From the results shown in FIG. 5, it was determined that the fly ash produced from the power generation boiler D was a type in which the mortar activity index continued to increase as the curing period increased, that is, a pozzolanic intermediate fly ash.
さらに、図６に示す８発電用ボイラーから無作為にサンプリングした８試料のフライアッシュは、養生期間が長くなるに従ってモルタル活性度指数が増加を続けるタイプ、即ちポゾラン反応中庸型フライアッシュと判断された。 Furthermore, 8 samples of fly ash randomly sampled from the 8 power generation boiler shown in FIG. 6 were determined to be a type in which the mortar activity index continued to increase as the curing period increased, that is, a pozzolanic intermediate fly ash. .
次に、Ｓ１−１ａの処理によって整理されたポゾラン活性度評価指数とＳ１−１ｂの処理によって整理されたモルタル活性度指数との相関データを作成した（Ｓ１−３）。 Next, correlation data between the pozzolanic activity evaluation index arranged by the process of S1-1a and the mortar activity index arranged by the process of S1-1b was created (S1-3).
本実施例では、ポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの作成はＳ１−２の処理によって判断されたフライアッシュのタイプ別に行った。具体的には、ポゾラン反応中庸型である発電用ボイラーＡから産出された１２のフライアッシュ試料及び発電用ボイラーＢから産出されたフライアッシュ、ボイラーＤから産出されたフライアッシュ、及び８発電用ボイラーから無作為にサンプリングした８試料のフライアッシュの試験結果を用いてポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データを作成し、さらに、ポゾラン反応初期卓越型である発電用ボイラーＡから産出された３つのフライアッシュ試料及び発電用ボイラーＣから産出されたフライアッシュの試験結果を用いてポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データを作成した。 In this example, the creation of correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index was performed for each type of fly ash determined by the processing of S1-2. Specifically, twelve fly ash samples produced from the boiler A for power generation, which is a medium-sized pozzolana reaction, fly ash produced from the boiler B for power generation, fly ash produced from the boiler D, and eight boilers for power generation The correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index were created using the fly ash test results of 8 samples randomly sampled from, and further produced from the boiler A for power generation, which is an early type of pozzolanic reaction. Correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index were prepared using the three fly ash samples and the test results of fly ash produced from the boiler C for power generation.
また、本実施例では、養生期間９１日及び養生期間１年の二つの養生期間即ち材齢について相関データを作成した。 Moreover, in the present Example, the correlation data were created about two curing periods, ie material age, with a curing period of 91 days and a curing period of 1 year.
次に、Ｓ１−３の処理によって整理されたポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線を推定した（Ｓ１−４）。 Next, the regression line of the correlation data of the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index arranged by the process of S1-3 was estimated (S1-4).
ポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線の推定もＳ１−２の処理によって判断されたフライアッシュのタイプ別に、更に養生期間毎に行った。具体的には、本実施例では、養生期間９１日と１年とのそれぞれについて、ポゾラン反応中庸型フライアッシュのポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線を推定し、さらに、ポゾラン反応初期卓越型フライアッシュのポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との相関データの回帰直線を推定した。 The regression line of the correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index was also estimated for each type of fly ash determined by the processing of S1-2 and for each curing period. Specifically, in this example, for each of the curing period of 91 days and 1 year, a regression line of the correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index of the pozzolanic reaction type fly ash is estimated, Furthermore, the regression line of the correlation data between the pozzolanic activity evaluation index and the mortar activity index of the early-stage pozzolanic reaction fly ash was estimated.
回帰直線の推定の結果、ポゾラン反応中庸型フライアッシュについては、養生期間即ち材齢９１日の相関データの回帰直線は数式６のようになった。また、材齢１年の相関データの回帰直線は数式７のようになった。なお、材齢９１日の相関データの相関係数は０．８６、材齢１年の相関データの相関係数は０．９０となり、両者共に良好な相関が認められると共に両者の相関を適確に説明し得る回帰直線が推定されたと判断された。ポゾラン反応中庸型フライアッシュの材齢別の回帰直線を図７に示す。図７において、上の直線が材齢期間１年の回帰直線であり、下の直線が材齢期間９１日の回帰直線である。 As a result of estimation of the regression line, the regression line of the correlation data of the curing period, that is, the material age of 91 days for the pozzolanic mid-type fly ash was as shown in Equation 6. In addition, the regression line of the correlation data for the age of 1 year was as shown in Equation 7. The correlation coefficient of the correlation data for the age 91 days is 0.86, and the correlation coefficient of the correlation data for the age of 1 year is 0.90. It was judged that a regression line that could be explained in (4) was estimated. The regression line according to age of the pozzolanic mid-type fly ash is shown in FIG. In FIG. 7, the upper straight line is a regression line for the age period of 1 year, and the lower straight line is a regression line for the age period 91 days.
（数６）ｙ＝０．３１ｘ＋８３．９
（数７）ｙ＝０．４５ｘ＋９８．８
ここに、ｙ：モルタル活性度指数（％），ｘ：ポゾラン活性度評価指数（％）。
(Equation 6) y = 0.31x + 83.9
(Expression 7) y = 0.45x + 98.8
Here, y: mortar activity index (%), x: pozzolanic activity evaluation index (%).
さらに、ポゾラン反応初期卓越型フライアッシュについては、材齢９１日の相関データの回帰直線は数式８のようになった。また、材齢１年の相関データの回帰直線は数式９のようになった。なお、材齢９１日の相関データの相関係数は０．８７、材齢１年の相関データの相関係数は０．９４となり、両者共に良好な相関が認められると共に両者の相関を適確に説明し得る回帰直線が推定されたと判断された。ポゾラン反応初期卓越型フライアッシュの材齢別の回帰直線を図８に示す。図６において、上の直線が材齢期間１年の回帰直線であり、下の直線が材齢期間９１日の回帰直線である。 Furthermore, for the pozzolanic reaction early dominant type fly ash, the regression line of the correlation data for the age of 91 days was as shown in Formula 8. In addition, the regression line of the correlation data for the age of 1 year was as shown in Equation 9. The correlation coefficient of the correlation data for the age 91 days is 0.87, and the correlation coefficient of the correlation data for the age of 1 year is 0.94. It was judged that a regression line that could be explained in (4) was estimated. FIG. 8 shows a regression line for each age of the pozzolanic reaction initial type fly ash. In FIG. 6, the upper straight line is a regression line for the age period of 1 year, and the lower straight line is a regression line for the age period 91 days.
（数８）ｙ＝０．２９ｘ＋８０．１
（数９）ｙ＝０．４５ｘ＋８５．３
ここに、ｙ：モルタル活性度指数（％），ｘ：ポゾラン活性度評価指数（％）。
(Equation 8) y = 0.29x + 80.1
(Equation 9) y = 0.45x + 85.3
Here, y: mortar activity index (%), x: pozzolanic activity evaluation index (%).
次に、発電用ボイラーから産出され出荷される前のフライアッシュを用いて促進化学試験を行ってポゾラン活性度評価指数を求めた（Ｓ２）。 Next, an accelerated chemical test was performed using the fly ash produced from the boiler for power generation and shipped, and a pozzolanic activity evaluation index was obtained (S2).
Ｓ１−１ａの処理における促進化学試験の手順に従って、出荷される前のフライアッシュについてポゾラン活性度評価指数を求めた。 In accordance with the procedure of the accelerated chemical test in the treatment of S1-1a, the pozzolanic activity evaluation index was determined for the fly ash before shipment.
次に、Ｓ１−４の処理で推定されたポゾラン活性度評価指数とモルタル活性度指数との間の関係式、及び、Ｓ２の処理で求められたポゾラン活性度評価指数を用いて発電用ボイラーから産出され出荷される前のフライアッシュの材齢別のモルタル活性度指数を推定した（Ｓ３）。 Next, from the power generation boiler using the relational expression between the pozzolanic activity evaluation index estimated by the process of S1-4 and the mortar activity index, and the pozzolanic activity evaluation index determined by the process of S2. The mortar activity index by age of fly ash before being produced and shipped was estimated (S3).
具体的には、Ｓ２の処理で求められたポゾラン活性度評価指数ｘを、ポゾラン反応中庸型フライアッシュの場合で材齢９１日のモルタル活性度指数を推定する場合は数式６のｘに代入し、材齢１年のモルタル活性度指数を推定する場合には数式７のｘに代入し、さらに、ポゾラン反応初期卓越型フライアッシュの場合で材齢９１日のモルタル活性度指数を推定する場合には数式８のｘに代入し、材齢１年のモルタル活性度指数を推定する場合には数式９のｘに代入してモルタル活性度指数ｙを求めた。 Specifically, the pozzolanic activity evaluation index x obtained in the process of S2 is substituted for x in Equation 6 when estimating the mortar activity index at 91 days of age in the case of a pozzolanic intermediate fly ash. When estimating the mortar activity index at the age of 1 year, substitute it for x in Formula 7, and when estimating the mortar activity index at the age of 91 days in the case of the early-stage pozzolanic fly ash Was substituted for x in Formula 8, and when estimating the mortar activity index for the age of 1 year, it was substituted for x in Formula 9 to obtain the mortar activity index y.
本実施例の場合には、発電用ボイラーＡやＢから産出されるポゾラン反応中庸型フライアッシュについてのポゾラン活性度評価指数ｘを数式６や７に代入して材齢別のモルタル活性度指数を求め、発電用ボイラーＡやＣから産出されるポゾラン反応初期卓越型フライアッシュについてのポゾラン活性度評価指数ｘを数式８や９に代入して材齢別のモルタル活性度指数を求めた。 In the case of this embodiment, the pozzolanic activity evaluation index x for the pozzolanic intermediate fly ash produced from the boilers A and B for power generation is substituted into the formulas 6 and 7, and the mortar activity index for each age is obtained. The pozzolanic activity evaluation index x for the pozzolanic reaction early dominant fly ash produced from the boilers A and C for power generation was substituted into the formulas 8 and 9 to obtain the mortar activity index for each material age.
なお、図７及び図８に示す結果から、各図中実線で示される直線であって数式６から数式９に対応する各回帰直線に対して変動幅を±５とする範囲（各図中破線で示される範囲）に着目すると、この変動幅±５の範囲に本実施例で用いた試料の相関結果が概ね収まっていることが確認された。このことから、数式６から数式９の回帰直線を用いて推定されるモルタル活性度指数ｙの値に対して変動幅を±５とする範囲、即ち推定値ｙ±５の範囲をモルタル活性度指数ｙの予測範囲として用いるようにしても良い。 From the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, a range that is a straight line indicated by a solid line in each figure and that has a variation range of ± 5 for each regression line corresponding to Expression 6 to Expression 9 (broken line in each figure) In particular, it was confirmed that the correlation results of the samples used in this example were within the range of the fluctuation range ± 5. From this, the range in which the fluctuation range is ± 5 with respect to the value of the mortar activity index y estimated using the regression line of Formula 6 to Formula 9, that is, the range of the estimated value y ± 5 is the mortar activity index. You may make it use as a prediction range of y.
また、上述の実施例では、材齢９１日及び１年のモルタル活性度指数を予測するようにしているが、これに限られず、養生期間２８日や６ヶ月のモルタル活性度指数を予測するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the mortar activity index of 91 days and 1 year is predicted. However, the present invention is not limited to this, and the mortar activity index of a curing period of 28 days or 6 months is predicted. Anyway.
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