JP6957100B2 - 混合材用フライアッシュの製造方法 - Google Patents
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Description
(i)前記硫酸アンモニウム水溶液を用いたフライアッシュの改変処理期間は、28日間もの長期間を要する(段落0055、0063)。
(ii)粉砕したフライアッシュに改変処理を行う場合、粉砕工程と改変処理工程の少なくとも2工程が必要になるため、手間やコストがかかる。
(iii)引用文献1に記載の処理方法は、フライアッシュを浸食する特性を有する処理液を用いる湿式処理であるため、一般に、排水処理作業や排水処理設備が必要になる。
すなわち、本発明は下記の構成を有する混合材用フライアッシュの製造方法である。
下記(1)式および(2)式を満たすフライアッシュを分級原料として選択する、混合材用フライアッシュの製造方法。
{(1348/B)+0.657}×M ≦ 0.50 ……(1)
(ただし、(1)式中、Bは分級前のフライアッシュのブレーン比表面積(cm 2 /g)を表し、Mは分級前のフライアッシュのメチレンブルーの吸着量(mg/g)を表す。)
{(−366/B)+1.08}×L ≧ 43 (2)
(ただし、(2)式中、Bは分級前のフライアッシュのブレーン比表面積(cm 2 /g)を表し、Lは分級前のフライアッシュを用いたモルタルの表面のハンターLab表色系におけるL値を表す。)
本発明で用いる分級前のフライアッシュのブレーン比表面積は4000cm2/g未満であり、分級後の混合材用フライアッシュのブレーン比表面積は4000〜6000cm2/gである。分級前後のフライアッシュのブレーン比表面積が該範囲にあれば、製造時間が短く、コンクリート等の流動性と強度発現性が向上し、かつ、安定した流動性が得られる。なお、分級後のフライアッシュのブレーン比表面積は、好ましくは4050〜5500cm2/g、より好ましくは4100〜5000cm2/gである。 また、本発明では、分級後にブレーン比表面積が約2000cm2/g以下のフライアッシュが残るが、このフライアッシュはセメントクリンカの原料等として再利用できる。
混合材用フライアッシュの強熱減量は6.0質量%以下である。強熱減量が6.0質量%以下であれば、コンクリート等の流動性が向上する。なお、該強熱減量は、好ましくは5.5質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下である。前記強熱減量は、JIS A 6201「コンクリート用フライアッシュ」に準拠して測定できる。
混合材用フライアッシュの20μm以上の粒分は、好ましくは5〜25質量%である。該粒分が5〜25質量%であれば、コンクリート等の流動性や強度発現性が向上する。なお、該粒分は、より好ましくは7〜23質量%、さらに好ましくは9〜21質量%である。本発明において、前記20μm以上の粒分は、市販の粒度分布測定装置(例えば、製品名 マイクロトラックHRA モデル9320−X100、日機装社製)を用いて測定できる。
混合材用フライアッシュのメチレンブルーの吸着量は、混合材用フライアッシュを用いたコンクリート等のAE剤の使用量を減らすため、好ましくは0.50mg/g以下である。混合材用フライアッシュのメチレンブルーの吸着量が0.50mg/g以下であるためには、好ましくは、前記(1)式を満たすフライアッシュを分級原料として選択する。
混合材用フライアッシュを用いたモルタル表面のハンターLab表色系におけるL値(以下「L値」という。)は、好ましくは43以上である。L値が43以上であれば、混合材用フライアッシュを用いたコンクリート等の美観が、未燃カーボンにより低下することを回避できる。
混合材用フライアッシュ用いたモルタル表面のL値を43以上にするためには、より好ましくは、前記(2)式を満たすフライアッシュを分級原料として選択する、
モルタル表面のL値の測定は、下記(a)〜(d)の手順に従って行う。
(a)普通ポルトランドセメントにフライアッシュを混合する割合は、フライアッシュと普通ポルトランドセメントの合計を100質量%として、フライアッシュは2.5質量%である。
(b)測定に供するモルタルの配合(消泡剤を除く。)は、JIS R 5201「セメントの物理試験方法 11.3.1モルタルの配合」を参考にして、普通ポルトランドセメントとフライアッシュの合計100質量部に対し、細骨材が300質量部、水が50質量部である。消泡剤の配合量は、モルタル中の空気量を2.5%未満にするために、フライアッシュと普通ポルトランドセメントの合計100質量部に対し、0.03質量部である。
(c)モルタルの混練と成形は、前記JIS R 5201に準拠して行う。混練に際し、消泡剤は、水とともにミキサーに投入する。モルタルを成形した後は、20℃で3日間湿空養生を行う。
(d)モルタルの表面のL値の測定は、モルタルの表面に斑状に発生した黒点の中から、目視により黒い順に15個選択し、選択した黒点の中心部分におけるL値を測定し、これらのL値の平均値をモルタルのL値として採用する。L値の測定には、分光色差計(例えば、製品名 NR−3000、日本電色工業社製)を用いることができる。
1.使用材料
(1)フライアッシュ
表1に記載のFA1〜7のフライアッシュ
(2)セメント
JIS A 6201に規定する普通ポルトランドセメント。ただし、該セメントは、太平洋セメント社、宇部三菱セメント社、および住友大阪セメント社の普通ポルトランドセメントを等量混合してなるセメントである。
(3)細骨材
JIS R 5201に規定する標準砂
(4)消泡剤
製品名 フォームレックス747(日華化学社製)
気流分級機(製品名 クラッシールN−01型、セイシン企業株式会社製)を用いて、FA1〜7のフライアッシュを、原料投入量4kg/hr、ローター回転数1500/min、風量1.7〜1.8m3/minの条件で分級して、分級したフライアッシュ(FA1〜7、ただし、これらの記号は分級する前のフライアッシュの記号にも対応する。)を得た。分級した(混合材用)フライアッシュの製造量は約2.5kg/hrであった。分級したフライアッシュのブレーン比表面積と20μm以上の粒分を表1に示す。なお、20μm以上の粒分は粒度分布測定装置(製品名 マイクロトラックHRA モデル9320−X100、日機装社製)を用いて求めた。
なお、前記のとおり、本願発明の製造方法によれば、混合材用フライアッシュを約2.5kg/hrという高速度で短時間に製造できるから、特許文献1に記載の改変処理期間の28日間と比べ製造上の有用性に顕著な差がある。
前記分級前後の各フライアッシュを用いて、下記(1)〜(4)の物性を測定した。
(1)フライアッシュのフロー値比と活性度指数
JIS A 6201 附属書2 「コンクリート用フライアッシュ」に準拠して、分級前後の各フライアッシュのフロー値比および活性度指数を求めた。
(2)強熱減量
JIS A 6201 「コンクリート用フライアッシュ」に準拠して、分級後の各フライアッシュの強熱減量を求めた。
(3)メチレンブルー吸着量
JCAS I−61「フライアッシュのメチレンブルー吸着量試験方法」に準拠して、分級前後の各フライアッシュのメチレンブルー吸着量を測定した。
(4)モルタル表面のL値
前記のL値の測定方法を用いて、分級前後の各フライアッシュを用いたモルタルの表面のL値を測定した。
以上の測定結果を表1に示す。
表1や図1、2に示すように、分級後のフライアッシュのブレーン比表面積が4000〜6000cm2/gの範囲、および強熱減量が6.0質量%以下であるフライアッシュ(実施例1〜6)を用いたモルタルは、フロー値比(流動性)および活性度指数(強度発現性)が向上した。これに対し、比較例では、強熱減量が6.0質量%を超えて7.7質量%になると、フロー値比が低下し、また、材齢28日および91日における活性度指数の伸びは、実施例と比べ鈍化した。また、ブレーン比表面積が4000〜6000cm2/gの範囲、および強熱減量が6.0質量%以下であるフライアッシュ(実施例1〜6)を用いたモルタルは、フライアッシュの化学組成が変動しても、フロー値比や活性度指数のバラツキは小さい。
したがって、本発明の製造方法によれば、表1に示すようにフライアッシュの化学組成が変動しても、この変動に影響されることなく、安定した流動性を有するモルタルを製造できる。
さらに、例えば、(2)の不等式を満たすフライアッシュを分級して得た、実施例2のフライアッシュを使用したモルタルのL値(45)は43以上であった。これに対し、(2)の不等式を満たさないフライアッシュを分級して得た、比較例のフライアッシュを使用したモルタルのL値(39)は43未満であった。
Claims (1)
- ブレーン比表面積が4000cm2/g未満のフライアッシュを分級して、ブレーン比表面積が4000〜6000cm2/g、強熱減量が6.0質量%以下、および20μm以上の粒分が5〜25質量%であり、かつJIS A 6201に規定するフロー値比および活性度指数が前記分級前より向上した混合材用フライアッシュを製造する、混合材用フライアッシュの製造方法であって、
下記(1)式および(2)式を満たすフライアッシュを分級原料として選択する、混合材用フライアッシュの製造方法。
{(1348/B)+0.657}×M ≦ 0.50 ……(1)
(ただし、(1)式中、Bは分級前のフライアッシュのブレーン比表面積(cm 2 /g)を表し、Mは分級前のフライアッシュのメチレンブルーの吸着量(mg/g)を表す。)
{(−366/B)+1.08}×L ≧ 43 (2)
(ただし、(2)式中、Bは分級前のフライアッシュのブレーン比表面積(cm 2 /g)を表し、Lは分級前のフライアッシュを用いたモルタルの表面のハンターLab表色系におけるL値を表す。)
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