JP6558383B2 - 石炭灰の改質方法およびコンクリート混和材用のフライアッシュの製造方法 - Google Patents
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Description
この場合、分級前の石炭灰は、45μmふるい残分が40質量%以下で、圧縮度が40%以下とされているので、未燃カーボンの含有量が低減した石炭灰の回収率が高く、石炭灰中の未燃カーボン量を効率よく低減させることができる。また、ハンターLab表色系における明度指数L値が54.0以上であり、かつ強熱減量が5.0質量%以下とされているので、得られる石炭灰の未燃カーボン量がより低減されるので、コンクリート用の混和材として有利に使用することができる。
この場合、得られる石炭灰は、未燃カーボン量が確実に低減されているので、コンクリート用の混和材として有利に使用することができる。
本実施形態で用いる石炭灰は、火力発電や流動床燃焼炉の燃料として使用された石炭が燃焼して生成した灰である。本実施形態の改質方法で得られる石炭灰は、例えば、コンクリートの混和材として有利に利用することができる。
本実施形態で用いる分級前の石炭灰は、45μmふるい残分が10質量%以上40質量%以下の範囲にあって、圧縮度が40%以下であって、ハンターLab表色系における明度指数L値が54.0以上であり、かつ強熱減量が5%以下とされている。以下、本実施形態において、石炭灰の物性を上記のように設定した理由を説明する。
このため、本実施形態では、45μmふるい残分を10質量%以上40質量%以下の範囲と設定している。
圧縮度(%)={(固め見掛け比重−ゆるみ見掛け比重)/固め見掛け比重}×100
このため、本実施形態では、圧縮度を40%以下と設定している。圧縮度は30%以上40%以下の範囲にあることが好ましい。
このため、本実施形態では、ハンターLab表色系における明度指数L値を54.0以上と設定している。なお、明度指数L値は、54.0以上70.0以下の範囲にあることが好ましい。
このため、本実施形態では、強熱減量を5.0質量%以下と設定している。なお、強熱減量は、1.0質量%以上5.0質量%以下の範囲にあることが好ましい。
分級装置としては、粒子の遠心力を利用して分級する遠心方式の分級装置と、粒子の慣性力を利用して分級する慣性方式の分級装置とが知られている。さらに、遠心方式の分級装置は、強制渦式と、半自由渦式と、自由渦式とが知られている。強制渦式の分級装置は、装置内部に回転体(分級ロータともいう)が備えられていて、その回転体を高速で回転させることで強制的に渦を形成する分級装置である。半自由渦式の分級装置は、回転体の代わりに、装置内部に渦を生成させる案内板(スリットともいう)が備えられている分級装置である。自由渦式の分級装置は、サイクロンに代表されるように、装置内部の接線方向に気体を吹き込んで渦を生成させる分級装置である。
45μmふるい残分を8質量%を超える高い値に設定すると、未燃カーボンの除去効率が低下するおそれがある。一方、45μmふるい残分を1質量%未満の低い値に設定すると、分級後の石炭灰の回収率が過度に低下するおそれがある。
このため、本実施形態では、分級条件を、分級後の石炭灰の45μmふるい残分が1質量%以上8質量%以下の範囲となる条件と設定している。
к=d25/d75
このため、本実施形態では、分級条件を分級精度指数кが、0.6以上0.7以下となる条件と設定している。
例えば、上記の実施形態では、分級後(改質後)の石炭灰を、コンクリートの混和材以外の用途で使用してもよい。この場合は、分級前の石炭灰は、45μmふるい残分が10質量%以上40質量%以下の範囲にあって、圧縮度が40%以下であって、ハンターLab表色系における明度指数L値が54.0以上であり、かつ強熱減量が5.0質量%以下とする必要はない。但し、分級前の石炭灰は、45μmふるい残分が10質量%以上であることは必要である。
石炭灰(分級前)として、下記の石炭灰A〜Cを用意した。
石炭灰A:45μmふるい残分:39質量%、圧縮度:35質量%、強熱減量:3.5質量%
石炭灰B:45μmふるい残分:40質量%、圧縮度:40質量%、強熱減量:5.0質量%
石炭灰C:45μmふるい残分:41質量%、圧縮度:41質量%、強熱減量:2.0質量%
圧縮度は、パウダーテスター(ホソカワミクロン(株)製)を用いて、ゆるみ見掛け比重と固め見掛け比重とを測定し、上述の式より算出した。
強制渦式遠心方式の分級装置:ターボクラシファイアー、日清エンジニアリング(株)製
半自由渦式遠心方式の分級装置:マイクロクラシファイアー、(株)セイシン企業製
自由渦式遠心方式の分級装置:サイクロン、三菱マテリアル(株)製
慣性方式の分級装置:エルボージェット、(株)マツボー製
回収率(質量%)=回収した石炭灰の重量/分級装置に投入した石炭灰の重量×100
石炭灰(分級前)として、下記の石炭灰D〜Hを用意した。
石炭灰D:45μmふるい残分:21質量%、圧縮度:38%、明度指数L値:62.0、強熱減量:2.1質量%
石炭灰E:45μmふるい残分:38質量%、圧縮度:37%、明度指数L値:54.0、強熱減量:5.0質量%
石炭灰F:45μmふるい残分:23質量%、圧縮度:35%、明度指数L値:53.7、強熱減量:4.6質量%
石炭灰G:45μmふるい残分:22質量%、圧縮度:39%、明度指数L値:55.1、強熱減量:5.2質量%
石炭灰H:45μmふるい残分:30質量%、圧縮度:34%、明度指数L値:53.9、強熱減量:5.8質量%
なお、分級条件は、本発明例4〜7および比較例14、17、19では、分級後の石炭灰の45μmふるい残分が1質量%以上8質量%以下の範囲で、かつ分級精度指数が0.6以上0.7以下の範囲となる条件とした。比較例10、12、16では、分級後の石炭灰の45μmふるい残分が8質量%を超え、かつ分級精度指数が0.6以上0.7以下の範囲となる条件とした。比較例11、13、15、18では、分級後の石炭灰の45μmふるい残分が1質量%未満で、かつ分級精度指数が0.6以上0.7以下の範囲となる条件とした。
モルタル供試体を、JIS R 5201(セメントの物理試験方法)に記載されている方法に準拠した方法によって作製した。作製したモルタル供試体の表面に浮き出す黒色物質の有無を目視で観察し、黒色の斑点が発生しなかったものを「○」とし、黒色の斑点が一つでも発生したものを「×」とした。
JIS A 6201(コンクリート用フライアッシュ)に記載されている方法に準拠して、活性度指数を測定した。材齢7日の活性度指数が70%以上であって、材齢28日の活性度指数が80%以上であり、そして材齢91日の活性度指数が90%以上であるものを「○」とし、それ以外のものを「×」とした。
Claims (4)
- 45μmふるい残分が10質量%以上である石炭灰を、強制渦式遠心方式の分級装置を用いて、分級後の石炭灰の45μmふるい残分が1質量%以上8質量%以下の範囲となり、分級精度指数(к=d25/d75)が、0.6以上0.7以下となる条件にて分級することを特徴とする石炭灰の改質方法。
- 前記45μmふるい残分が10質量%以上である石炭灰は、45μmふるい残分が40質量%以下であって、圧縮度が40%以下であり、ハンターLab表色系における明度指数L値が54.0以上であって、かつ強熱減量が5.0質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の石炭灰の改質方法。
- 得られる石炭灰は、強熱減量が分級前の石炭灰と比較して8.0%以上低減されていることを特徴とする請求項1または2に記載の石炭灰の改質方法。
- 45μmふるい残分が10質量%以上40質量%以下の範囲にあって、圧縮度が40%以下であり、ハンターLab表色系における明度指数L値が54.0以上であって、かつ強熱減量が5.0質量%以下である石炭灰を、強制渦式遠心方式の分級装置を用いて、分級後の石炭灰の45μmふるい残分が1質量%以上8質量%以下の範囲となり、分級精度指数(к=d25/d75)が、0.6以上0.7以下となる条件にて分級することを特徴とするコンクリート混和材用のフライアッシュの製造方法。
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