JP7121682B2 - Method for producing cement composition containing fly ash - Google Patents
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Description
本発明は、フライアッシュ含有セメント組成物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a cement composition containing fly ash.
フライアッシュは、石炭火力発電所の発電ボイラーで微粉炭を燃焼させた際に、高温のガス中で溶融した燃え殻が凝集することによって生成した粒子であって、その粒子中から電気集塵機で捕集された微粒子の粉末である。フライアッシュは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするポゾランを含む。このポゾランは、セメントに含まれている水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）と反応（ポゾラン反応）して水和物を生成し、モルタルまたはコンクリートの強度発現性に寄与する。このポゾラン反応は、常温では反応速度がセメントに比較して緩慢である。このため、フライアッシュは、例えば、低熱性が要求されるマスコンクリートの混和材料として用いられる。また、フライアッシュは球状粒子を多く含み、流動性向上に寄与することからコンクリートにおける単位水量を軽減可能であり、耐久性に優れたコンクリートを得ることができる。 Fly ash is a particle produced by agglomeration of cinders melted in high-temperature gas when pulverized coal is burned in the power boiler of a coal-fired power plant. It is a finely divided powder. Fly ash contains pozzolans based on silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). This pozzolan reacts with calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) contained in cement (pozzolanic reaction) to produce a hydrate and contributes to the strength development of mortar or concrete. This pozzolanic reaction has a slower reaction rate than cement at room temperature. For this reason, fly ash is used, for example, as an admixture for mass concrete that requires low thermal properties. In addition, since fly ash contains many spherical particles and contributes to the improvement of fluidity, the unit water content in concrete can be reduced, and concrete excellent in durability can be obtained.
フライアッシュとセメントを含むフライアッシュ含有セメント組成物は、下記の文献に記載されている。
特許文献１には、ブレーン比表面積が１０００ｃｍ２／ｇ以上のフライアッシュを、普通ポルトランドセメントに対して２重量％以上混合したことを特徴とするフライアッシュ含有セメント組成物が開示されている。
Fly ash-containing cement compositions comprising fly ash and cement are described in the following references.
Patent Document 1 discloses a fly ash-containing cement composition characterized by mixing fly ash having a Blaine specific surface area of 1000 cm 2 /g or more with 2% by weight or more of ordinary Portland cement.
特許文献２には、フライアッシュを含むセメント９９．７～９０重量部と塩素バイパスダスト０．３～１０重量部とからなるフライアッシュ含有セメント組成物が開示されている。
特許文献３には、エーライト高含有クリンカーに石膏を添加してなるセメントと、フライアッシュとを含むフライアッシュ含有セメント組成物が開示されている。
Patent Document 2 discloses a fly ash-containing cement composition comprising 99.7 to 90 parts by weight of cement containing fly ash and 0.3 to 10 parts by weight of chlorine bypass dust.
Patent Document 3 discloses a fly ash-containing cement composition containing fly ash and cement obtained by adding gypsum to alite-rich clinker.
フライアッシュ含有セメント組成物は、様々な現場で同じ条件で利用できるように、モルタルやコンクリートとしたときの強度発現性や流動性が安定していることが望ましい。フライアッシュ含有セメント組成物で使用されるセメントは、一般に品質が安定している。しかしながら、フライアッシュは石炭火力発電所において発生する副生物であり、その石炭火力発電所の発電ボイラーの構成や燃焼条件あるいは微粉炭の種類などの生成条件によって、ガラス状態（ガラス化率）や粒度分布などの品質が大きく異なる。このため、フライアッシュ含有セメント組成物をモルタルやコンクリートとしたときの強度発現性や流動性は、フライアッシュの生成条件によって大きく変動し、安定して高い強度発現性と流動性を示すフライアッシュ含有セメント組成物を得るのが難しいという問題があった。 The fly ash-containing cement composition desirably has stable strength development and fluidity when made into mortar or concrete so that it can be used at various sites under the same conditions. Cement used in fly ash-containing cement compositions is generally stable in quality. However, fly ash is a by-product generated in coal-fired power plants, and depending on the configuration of the power generation boiler of the coal-fired power plant, combustion conditions, and production conditions such as the type of pulverized coal, the glass state (vitrification rate) and particle size Qualities such as distribution are very different. Therefore, when the fly ash-containing cement composition is used as mortar or concrete, the strength development and fluidity vary greatly depending on the fly ash production conditions, and the fly ash containing fly ash exhibits stable high strength development and fluidity. There was a problem that it was difficult to obtain a cement composition.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示すフライアッシュ含有セメント組成物を安定して得ることができるフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to stably obtain a fly ash-containing cement composition that exhibits high strength development and fluidity when made into mortar or concrete. The object of the present invention is to provide a method for producing a cement composition containing fly ash.
上記の目的を達成するために、本発明の発明者は鋭意検討を行った結果、石英結晶の平均結晶子径が特定の範囲にあるフライアッシュと石膏とを、ブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値およびＳＯ３量が所定の範囲内となるように混合して得たフライアッシュ組成物を、所定の割合でセメント組成物と混合することによって、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示すフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となることを見出し、本発明を完成させた。 In order to achieve the above object, the inventors of the present invention conducted intensive studies and found that fly ash and gypsum having an average crystallite diameter of quartz crystals within a specific range are defined as By mixing a fly ash composition obtained by mixing so that the b value and the amount of SO 3 are within a predetermined range with a cement composition in a predetermined ratio, high strength development is achieved when mortar or concrete is made. The inventors have found that it is possible to stably produce a fly ash-containing cement composition exhibiting high fluidity, and completed the present invention.
従って、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法は、石英結晶の平均結晶子径が７３ｎｍ以上８８ｎｍ以下の範囲内にあるフライアッシュ及び石膏を含み、ブレーン値が４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、Ｌａｂ表色系におけるｂ値が４．８以上９．０以下の範囲内にあり、ＳＯ３含有量が０．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内にあるフライアッシュ組成物と、セメント組成物とを、前記フライアッシュ組成物と前記セメント組成物の合計量に対する前記フライアッシュ組成物の量が０．５質量％以上３５質量％以下の範囲内となる割合で混合する工程を含む。 Therefore, the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention includes fly ash and gypsum having an average crystallite diameter of quartz crystals in the range of 73 nm or more and 88 nm or less, and a Blaine value of 4200 cm 2 /g or more and 5300 cm 2 . / g or less, the b value in the Lab color system is in the range of 4.8 or more and 9.0 or less, and the SO 3 content is 0.5 mass% or more and 3.5 mass% or less The fly ash composition and the cement composition within the range, the amount of the fly ash composition relative to the total amount of the fly ash composition and the cement composition is in the range of 0.5% by mass or more and 35% by mass or less and mixing in a proportion that is within the range.
本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法において、セメント組成物と混合するフライアッシュ組成物は、フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径、ブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値、そしてＳＯ３量がそれぞれ上記の範囲内にあるので、フライアッシュに含まれているポゾランとセメントに含まれている水酸化カルシウムとのポゾラン反応が起こりやすく水和物を生成しやすい。また、本発明の製造方法では、フライアッシュと石膏とを予め混合したフライアッシュ組成物として、セメント組成物と混合するので、フライアッシュと石膏とをそれぞれ分けてセメント組成物と混合した場合と比較して、セメント組成物中にフライアッシュと石膏とが均一に分散される。そして、石膏に含まれるＳＯ３成分がポゾラン反応の反応助剤として作用することによって、ポゾラン反応が均一に進行する。このため、本発明の製造方法によって得られるフライアッシュ含有セメント組成物を用いたモルタルやコンクリートは、強度発現性が向上する。また、フライアッシュ組成物は、ブレーン値が上記の範囲内にあるので、フライアッシュ粒子の凝集が抑制される。このため、本発明の製造方法により得られるフライアッシュ含有セメント組成物を用いたモルタルやコンクリートは、流動性が向上する。以上の理由から、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法によれば、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示すフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。 In the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, the fly ash composition to be mixed with the cement composition has an average crystallite diameter of quartz crystals of fly ash, Blaine value, b value in Lab color system, and SO Since the three amounts are within the above ranges, the pozzolanic reaction between the pozzolanic fly ash and the calcium hydroxide contained in the cement is likely to occur, resulting in the formation of hydrates. In addition, in the production method of the present invention, a fly ash composition in which fly ash and gypsum are pre-mixed is mixed with a cement composition, so compared to the case where fly ash and gypsum are separately mixed with a cement composition. As a result, fly ash and gypsum are uniformly dispersed in the cement composition. Then, the SO 3 component contained in the gypsum acts as a reaction aid for the pozzolanic reaction, so that the pozzolanic reaction proceeds uniformly. Therefore, mortar and concrete using the fly ash-containing cement composition obtained by the production method of the present invention have improved strength development. In addition, since the fly ash composition has a Blaine value within the above range, aggregation of fly ash particles is suppressed. Therefore, mortar and concrete using the fly ash-containing cement composition obtained by the production method of the present invention have improved fluidity. For the above reasons, according to the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, it is possible to stably produce a fly ash-containing cement composition that exhibits high strength development and fluidity when made into mortar or concrete. becomes possible.
ここで、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法において、前記フライアッシュは、不溶残分が８２質量％以上９８質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
この場合、フライアッシュは不溶残分の主成分であるポゾランが多くなるので、ポゾラン反応がより起こりやすく水和物を生成しやすい。このため、モルタルやコンクリートとしたときの強度発現性がより向上したフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。
Here, in the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, the fly ash preferably has an insoluble residue content of 82% by mass or more and 98% by mass or less.
In this case, the fly ash contains more pozzolan, which is the main component of the insoluble residue, so that the pozzolanic reaction is more likely to occur and hydrates are likely to be produced. Therefore, it is possible to stably produce a fly ash-containing cement composition having improved strength development when used as mortar or concrete.
また、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法において、前記セメント組成物は、ブレーン値が３０００ｃｍ２／ｇ以上３９００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、ＳＯ３含有量が２．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内にある普通ポルトランドセメント組成物であってもよい。
この場合、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示す、普通ポルトランドセメント組成物と前記フライアッシュ組成物を構成材料とするフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。
In the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, the cement composition has a Blaine value in the range of 3000 cm 2 /g or more and 3900 cm 2 /g or less, and an SO 3 content of 2.5. It may be a normal Portland cement composition in the range of not less than 3.5% by mass and not more than 3.5% by mass.
In this case, it is possible to stably produce a fly ash-containing cement composition having a common Portland cement composition and the fly ash composition as constituent materials, which exhibits high strength development and fluidity when made into mortar or concrete. It becomes possible.
また、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法において、前記セメント組成物は、ブレーン値が４０００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、ＳＯ３含有量が２．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内にある早強ポルトランドセメント組成物であってもよい。
この場合、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示す、早強ポルトランドセメント組成物と前記フライアッシュ組成物を構成材料とするフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。
In the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, the cement composition has a Blaine value in the range of 4000 cm 2 /g or more and 5000 cm 2 /g or less and an SO 3 content of 2.5. It may be an early-strength Portland cement composition in the range of 3.5% by mass or more and 3.5% by mass or less.
In this case, to stably produce a fly ash-containing cement composition comprising a high-early-strength Portland cement composition and the fly ash composition as constituent materials, which exhibits high strength development and fluidity when made into mortar or concrete. becomes possible.
さらに、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法において、前記セメント組成物は、ブレーン値が３０００ｃｍ２／ｇ以上４０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、ＳＯ３含有量が２．０質量％以上３．５質量％以下の範囲内にある中庸熱ポルトランドセメント組成物であってもよい。
この場合、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示す、中庸熱ポルトランドセメント組成物と前記フライアッシュ組成物を構成材料とするフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。
Furthermore, in the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, the cement composition has a Blaine value in the range of 3000 cm 2 /g or more and 4000 cm 2 /g or less, and an SO 3 content of 2.0. It may be a moderate heat Portland cement composition in the range of 3.5% by mass or more and 3.5% by mass or less.
In this case, to stably produce a moderate heat Portland cement composition and a fly ash-containing cement composition comprising the fly ash composition as a constituent material, which exhibits high strength development and fluidity when made into mortar or concrete. becomes possible.
本発明によれば、モルタルやコンクリートとしたときに高い強度発現性と流動性を示すフライアッシュ含有セメント組成物を安定して得ることができるフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a fly ash-containing cement composition that can stably obtain a fly ash-containing cement composition that exhibits high strength development and fluidity when made into mortar or concrete. It becomes possible.
以下、本発明の実施形態に係るフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法について説明する。
本実施形態のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法は、所定のフライアッシュ組成物とセメント組成物とを混合する工程を含む。本実施形態のフライアッシュ含有セメント組成物において用いるフライアッシュ組成物は、フライアッシュと石膏とを含む。
A method for producing a fly ash-containing cement composition according to an embodiment of the present invention will be described below.
The method for producing a fly ash-containing cement composition of the present embodiment includes a step of mixing a predetermined fly ash composition and a cement composition. The fly ash composition used in the fly ash-containing cement composition of the present embodiment contains fly ash and gypsum.
フライアッシュは、石炭を燃焼させた際に生成する灰である。本実施形態においては、フライアッシュとして、主として、石炭火力発電所の発電ボイラーで微粉炭を燃焼させた際に生成した灰が用いられる。
フライアッシュは、二酸化ケイ素および酸化アルミニウムを主成分とするポゾランを含む。フライアッシュに含まれる二酸化ケイ素は、平均結晶子径は７３ｎｍ以上８８ｎｍ以下の範囲内にある石英結晶を含む。平均結晶子径がこの範囲にある石英結晶はポゾラン反応が起こりやすくなり、フライアッシュ含有セメント組成物をモルタルやコンクリートとしたときの強度発現性を向上させる効果が高くなる。石英結晶の平均結晶子径は、７３ｎｍ以上８５ｎｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。フライアッシュ中の石英結晶の含有量は、５質量％以上３０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
Fly ash is the ash produced when coal is burned. In this embodiment, as fly ash, ash generated when pulverized coal is burned in a power generation boiler of a coal-fired power plant is mainly used.
Fly ash contains pozzolans based on silicon dioxide and aluminum oxide. Silicon dioxide contained in fly ash contains quartz crystals having an average crystallite diameter in the range of 73 nm or more and 88 nm or less. Quartz crystals having an average crystallite diameter within this range are likely to undergo a pozzolanic reaction, and are highly effective in improving strength development when the fly ash-containing cement composition is made into mortar or concrete. More preferably, the average crystallite diameter of the quartz crystal is in the range of 73 nm or more and 85 nm or less. The content of quartz crystals in fly ash is preferably in the range of 5% by mass or more and 30% by mass or less.
また、フライアッシュは、不溶残分が８２質量％以上９８質量％以下の範囲内にあることが好ましい。不溶残分は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１５「セメントの化学分析方法」に規定される塩酸－炭酸ナトリウム方法による不溶残分の定量方法に準拠して測定した値である。この方法によって測定される不溶残分は、フライアッシュに含まれるポゾランの量と相関し、不溶残分が多くなるとポゾランの量が多くなる。よって、不溶残分がこの範囲にあるフライアッシュはポゾランの量が多くなり、フライアッシュ含有セメント組成物をモルタルやコンクリートとしたときの強度発現性を向上させる効果が高くなる。不溶残分は８２質量％以上９５質量％以下の範囲内にあることがより好ましく、８２質量％以上９２質量％以下の範囲内にあることが特に好ましい。 Moreover, it is preferable that the fly ash has an insoluble residue in the range of 82% by mass or more and 98% by mass or less. The insoluble residue is a value measured according to the method for quantifying the insoluble residue by the hydrochloric acid-sodium carbonate method specified in JIS R 5202:2015 "Methods for chemical analysis of cement". The insoluble residue measured by this method correlates with the amount of pozzolan contained in the fly ash, the higher the insoluble residue, the higher the amount of pozzolan. Therefore, fly ash having an insoluble residue within this range has a large amount of pozzolans, and the effect of improving strength development when the fly ash-containing cement composition is used as mortar or concrete is enhanced. The insoluble residue is more preferably in the range of 82% by mass or more and 95% by mass or less, and particularly preferably in the range of 82% by mass or more and 92% by mass or less.
フライアッシュ組成物に含まれる石膏は、無水石膏であることが好ましい。石膏に含まれるＳＯ３成分は、ポゾラン反応の反応助剤として作用して、フライアッシュ含有セメント組成物をモルタルやコンクリートとしたときの強度発現性を向上させる作用がある。また、ＳＯ３成分は、フライアッシュ含有セメント組成物をモルタルやコンクリートとしたときの流動性を向上させる作用がある。 The gypsum contained in the fly ash composition is preferably anhydrous gypsum. The SO 3 component contained in gypsum acts as a reaction aid for the pozzolanic reaction, and has the effect of improving the strength development when the fly ash-containing cement composition is made into mortar or concrete. Also, the SO 3 component has the effect of improving the fluidity when the fly ash-containing cement composition is made into mortar or concrete.
フライアッシュ組成物は、ブレーン値が４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、Ｌａｂ表色系におけるｂ値が４．８以上９．０以下の範囲内にあり、ＳＯ３量が０．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内に調整されている。 The fly ash composition has a Blaine value in the range of 4200 cm 2 /g or more and 5300 cm 2 /g or less, a Lab color system b value in the range of 4.8 or more and 9.0 or less, and SO 3 The amount is adjusted within the range of 0.5% by mass or more and 3.5% by mass or less.
ブレーン値は、フライアッシュ組成物の粉末度（粉体の細かさ）を指標する。ブレーン値が大きいと、フライアッシュ組成物の粒子径が小さくなる。フライアッシュ組成物は粒子径が小さくなるとポゾラン反応は起こりやすくなるが、粒子径が小さくなりすぎると、凝集しやすくなって流動性が低下するおそれがある。このため、本実施形態ではブレーン値を４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内と設定している。 The Blaine value indicates the fineness (fineness of powder) of the fly ash composition. A larger Blaine value results in a smaller particle size of the fly ash composition. When the particle size of the fly ash composition becomes small, the pozzolanic reaction tends to occur. Therefore, in the present embodiment, the Blaine value is set within the range of 4200 cm 2 /g or more and 5300 cm 2 /g or less.
Ｌａｂ表色系におけるｂ値は、フライアッシュ組成物の鉱物組成、化学組成および粉末度に関係する。ｂ値が低くなりすぎると、活性度指数が低下するおそれがある。一方、ｂ値が高くなりすぎると、流動性が低下するおそれがある。このため、本実施形態ではＬａｂ表色系におけるｂ値を４．８以上９．０以下の範囲内と設定している。Ｌａｂ表色系におけるｂ値は６．９以上９．０以下の範囲内にあることが特に好ましい。 The b value in the Lab color system relates to the mineral composition, chemical composition and fineness of the fly ash composition. If the b value becomes too low, the activity index may decrease. On the other hand, if the b value is too high, the fluidity may deteriorate. Therefore, in this embodiment, the b value in the Lab colorimetric system is set within the range of 4.8 or more and 9.0 or less. It is particularly preferable that the b value in the Lab color system is in the range of 6.9 or more and 9.0 or less.
ＳＯ３量は、石膏の含有量の指標である。ＳＯ３量が少なくなりすぎると、上述のＳＯ３成分による効果が得られにくくなるおそれがある。一方、ＳＯ３量が多くなりすぎると、フライアッシュ含有セメントをモルタルやコンクリートとしたときの長期材齢での強度発現性を向上させる効果が低下するおそれがある。このため、本実施形態ではＳＯ３量を０．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内と設定している。ＳＯ３量は１．０質量％以上３．０質量％以下の範囲内にあることが特に好ましい。 SO3 content is an indicator of gypsum content. If the amount of SO 3 is too small, it may become difficult to obtain the above-mentioned effects of the SO 3 component. On the other hand, if the amount of SO 3 is too large, there is a possibility that the effect of improving the strength development in the long-term material age when the fly ash-containing cement is used as mortar or concrete may decrease. Therefore, in the present embodiment, the amount of SO 3 is set within the range of 0.5% by mass or more and 3.5% by mass or less. It is particularly preferable that the amount of SO 3 is in the range of 1.0 mass % or more and 3.0 mass % or less.
フライアッシュ組成物の製造方法は特に制限はない。フライアッシュ組成物は、例えば、フライアッシュと石膏とを混合した後、粉砕および／または分級することによって製造することができる。
なお、原料のフライアッシュとしては、原料受け入れ時に、石英結晶の平均結晶子径と、ブレーン値を４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内に調整したときのＬａｂ表色系におけるｂ値とを測定し、石英結晶の平均結晶子径が７３ｎｍ以上８８ｎｍ以下の範囲内にあって、ｂ値が４．８以上９．０以下の範囲内となったものを使用する。また、原料の石膏としては、原料受け入れ時に、ブレーン値を４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内に調整したときのＬａｂ表色系におけるｂ値を測定し、ｂ値が４．８以上９．０以下の範囲内となったものを使用する。
There are no particular restrictions on the method for producing the fly ash composition. A fly ash composition can be produced, for example, by mixing fly ash and gypsum, and then pulverizing and/or classifying the mixture.
As for the raw material fly ash, the b value in the Lab color system when adjusting the average crystallite diameter of the quartz crystal and the Blaine value within the range of 4200 cm 2 /g or more and 5300 cm 2 /g or less at the time of receiving the raw material are measured, and quartz crystals having an average crystallite diameter within the range of 73 nm or more and 88 nm or less and a b value within the range of 4.8 or more and 9.0 or less are used. In addition, as the raw material gypsum, the b value in the Lab color system was measured when the Blaine value was adjusted to within the range of 4200 cm 2 /g or more and 5300 cm 2 /g or less at the time of receiving the raw material, and the b value was 4.8. Those within the range of 9.0 or less are used.
フライアッシュと石膏との混合は乾式で行うことが好ましい。また、フライアッシュと石膏との混合は、回分式で行ってもよいし、連続式で行ってもよい。例えば、エアースライダーやベルトコンベアーなどの搬送装置を用いて、連続的にフライアッシュを搬送しながら、石膏を添加し、次いで混合装置を用いて混合してもよい。混合装置としては、Ｖ型混合機、リボンミキサー、プロ－シェアミキサー等を用いることができる。 Dry mixing of fly ash and gypsum is preferred. Moreover, the fly ash and the gypsum may be mixed either batchwise or continuously. For example, gypsum may be added while continuously conveying fly ash using a conveying device such as an air slider or belt conveyor, and then mixed using a mixing device. As a mixing device, a V-type mixer, a ribbon mixer, a pro-share mixer, or the like can be used.
フライアッシュと石膏との混合割合は、得られるフライアッシュ組成物のＳＯ３量が０．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内となる割合である。フライアッシュがＳＯ３を含有する場合は、フライアッシュ中のＳＯ３と石膏中のＳＯ３の合計量が０．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内となるように調整する。 The mixing ratio of fly ash and gypsum is such that the amount of SO 3 in the resulting fly ash composition is within the range of 0.5% by mass or more and 3.5% by mass or less. When the fly ash contains SO3 , the total amount of SO3 in the fly ash and SO3 in the gypsum is adjusted to be within the range of 0.5% by mass or more and 3.5 % by mass or less.
粉砕あるいは分級は、得られるフライアッシュ組成物のブレーン値が４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内となるように行う。粉砕あるいは分級は、乾式で行うことが好ましい。粉砕は、ボールミル、ビーズミル、竪型ミル、ロッドミル、振動ミル、回転ミル、転動ミル、ジェットミルなどの粉砕装置を用いて行うことができる。分級は、乾式で行うことが好ましい。分級は、気流を利用した分級装置、あるいは篩などの装置を用いて行うことができる。気流を利用した分級装置としては、渦式遠心方式の分級装置、サイクロンなどを用いることができる。 The pulverization or classification is carried out so that the resulting fly ash composition has a Blaine value in the range of 4200 cm 2 /g or more and 5300 cm 2 /g or less. Pulverization or classification is preferably performed dry. Pulverization can be performed using a pulverizing device such as a ball mill, bead mill, vertical mill, rod mill, vibration mill, rotary mill, tumbling mill, and jet mill. Classification is preferably carried out by a dry method. Classification can be performed using a classifier using airflow or a device such as a sieve. A vortex centrifugal classifier, a cyclone, or the like can be used as a classifier using airflow.
また、フライアッシュ組成物は、粉砕あるいは分級によってブレーン値を４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下に調整したフライアッシュと、粉砕あるいは分級によってブレーン値を４２００ｃｍ２／ｇ以上５３００ｃｍ２／ｇ以下に調整した石膏とを混合することによって製造することができる。 The fly ash composition includes fly ash adjusted to a Blaine value of 4200 cm 2 /g to 5300 cm 2 /g by pulverization or classification, and fly ash having a Blaine value of 4200 cm 2 /g to 5300 cm 2 /g by pulverization or classification. It can be manufactured by mixing with adjusted gypsum.
セメント組成物に含まれる石膏は、ＳＯ３量として２．０質量％以上３．５質量％以下の範囲内にあることが好ましく、２．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内にあることが特に好ましい。 Gypsum contained in the cement composition is preferably in the range of 2.0% by mass or more and 3.5% by mass or less as the amount of SO 3 , and is in the range of 2.5% by mass or more and 3.5% by mass or less It is particularly preferred to have
セメント組成物に含まれるセメントとしては、ポルトランドセメントおよび混合セメントを用いることができる。ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントを含む。混合セメントは、高炉セメント、シリカセメントを含む。セメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントであることが好ましい。 Portland cement and mixed cement can be used as the cement contained in the cement composition. Portland cement includes ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate-heat Portland cement, low-heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, and white Portland cement. Mixed cement includes blast furnace cement and silica cement. The cement is preferably ordinary Portland cement, high-early-strength Portland cement, or moderate-heat Portland cement.
セメント組成物の製造方法は特に制限はない。セメント組成物は、例えばセメントクリンカーと石膏とを混合し、粉砕することによって製造することができる。混合粉砕装置としては、ボールミル、ビーズミル、竪型ミル、ロッドミル、振動ミル、回転ミル、転動ミル、ジェットミルなどの粉砕装置を用いることができる。 There is no particular limitation on the method for producing the cement composition. The cement composition can be produced, for example, by mixing cement clinker and gypsum and pulverizing the mixture. As the mixing and pulverizing device, a pulverizing device such as a ball mill, a bead mill, a vertical mill, a rod mill, a vibrating mill, a rotating mill, a tumbling mill and a jet mill can be used.
セメントクリンカーと石膏との混合割合は、通常は、得られるセメント組成物のＳＯ３量が２．０質量％以上３．５質量％以下の範囲内となる割合である。セメントクリンカーがＳＯ３を含有する場合は、セメントクリンカー中のＳＯ３と石膏中のＳＯ３の合計量が、２．０質量％以上３．５質量％以下の範囲内となるように調整する。 The mixing ratio of cement clinker and gypsum is usually such that the amount of SO 3 in the resulting cement composition is within the range of 2.0% by mass or more and 3.5% by mass or less. When the cement clinker contains SO3 , the total amount of SO3 in the cement clinker and SO3 in the gypsum is adjusted to be within the range of 2.0% by mass or more and 3.5 % by mass or less.
普通ポルトランドセメントを含む普通ポルトランドセメント組成物は、ブレーン値が３０００ｃｍ２／ｇ以上３９００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、ＳＯ３含有量が２．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。普通ポルトランドセメントのクリンカーの組成は、Ｃ３Ｓ（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）の含有量が５０質量％以上７０質量％以下の範囲内、Ｃ２Ｓ（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）の含有量が５質量％以上２０質量％以下、Ｃ３Ａ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）の含有量が５質量％以上１２質量％以下、Ｃ４ＡＦ（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦＥ２Ｏ３）の含有量が５質量％以上１２質量％以下、ＳＯ３の含有量が１．０質量％以上２．０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。 The ordinary Portland cement composition containing ordinary Portland cement has a Blaine value in the range of 3000 cm 2 /g or more and 3900 cm 2 /g or less and an SO 3 content of 2.5 mass% or more and 3.5 mass% or less. preferably within the range. The composition of the clinker of ordinary Portland cement has a C 3 S (3CaO SiO 2 ) content of 50% by mass or more and 70% by mass or less, and a C 2 S (2CaO SiO 2 ) content of 5% by mass. 20% by mass or less, the content of C3A ( 3CaO.Al2O3 ) is 5 % by mass or more and 12% by mass or less , and the content of C4AF ( 4CaO.Al2O3.FE2O3 ) is It is preferable that the content of SO 3 is in the range of 5% to 12% by mass and 1.0% to 2.0% by mass.
早強ポルトランドセメントを含む早強ポルトランドセメント組成物は、ブレーン値が４０００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、ＳＯ３含有量が２．５質量％以上３．５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。早強ポルトランドセメントのクリンカーの組成は、Ｃ３Ｓの含有量が５５質量％以上７５質量％以下、Ｃ２Ｓの含有量が３質量％以上１５質量％以下、Ｃ３Ａの含有量が５質量％以上１２質量％以下、Ｃ４ＡＦの含有量が５質量％以上１２質量％以下、ＳＯ３の含有量が１．０質量％以上２．０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。 The high-early-strength Portland cement composition containing high-early-strength Portland cement has a Blaine value in the range of 4000 cm 2 /g or more and 5000 cm 2 /g or less, and an SO 3 content of 2.5% by mass or more and 3.5% by mass. It is preferably within the following range. The composition of the early-strength Portland cement clinker is such that the C 3 S content is 55% by mass or more and 75% by mass or less, the C 2 S content is 3% by mass or more and 15% by mass or less, and the C 3 A content is 5%. % to 12% by mass, the content of C4AF is preferably in the range of 5% to 12% by mass , and the content of SO3 is in the range of 1.0% to 2.0% by mass. .
中庸熱ポルトランドセメントを含む中庸熱ポルトランドセメント組成物は、ブレーン値が３０００ｃｍ２／ｇ以上４０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲内にあって、ＳＯ３含有量が２．０質量％以上３．５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。中庸熱ポルトランドセメントのクリンカーの組成は、Ｃ３Ｓの含有量が３０質量％以上５０質量％以下、Ｃ２Ｓの含有量が３０質量％以上５０質量％以下、Ｃ３Ａの含有量が１質量％以上８質量％以下、Ｃ４ＡＦの含有量が５質量％以上１５質量％以下、ＳＯ３の含有量が０．５質量％以上１．５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。 The moderate heat Portland cement composition containing moderate heat Portland cement has a Blaine value in the range of 3000 cm 2 /g or more and 4000 cm 2 /g or less, and an SO 3 content of 2.0 mass% or more and 3.5 mass%. It is preferably within the following range. The composition of the moderate heat Portland cement clinker is such that the C 3 S content is 30% by mass or more and 50% by mass or less, the C 2 S content is 30% by mass or more and 50% by mass or less, and the C 3 A content is 1. It is preferable that the content of C 4 AF is in the range of 5% by mass to 15% by mass and the content of SO 3 is in the range of 0.5% by mass to 1.5% by mass. .
フライアッシュ組成物とセメント組成物との混合割合は、フライアッシュ組成物とセメント組成物の合計量に対するフライアッシュ組成物の量が０．５質量％以上３５質量％以下の範囲内、好ましくは１．０質量％以上３５質量％以下の範囲内となる割合である。フライアッシュ組成物の割合が少なくなりすぎると、フライアッシュ組成物の添加効果を得るのが困難となるおそれがある。一方、フライアッシュ組成物の割合が多くなりすぎると、得られるフライアッシュ含有セメント組成物をモルタルやコンクリートとしたときの強度発現性が低下し、強度の高いセメント硬化物を得るのが困難となるおそれがある。 The mixing ratio of the fly ash composition and the cement composition is such that the amount of the fly ash composition relative to the total amount of the fly ash composition and the cement composition is within the range of 0.5% by mass or more and 35% by mass or less, preferably 1 It is a ratio within the range of 0% by mass or more and 35% by mass or less. If the proportion of the fly ash composition is too low, it may be difficult to obtain the effect of adding the fly ash composition. On the other hand, if the proportion of the fly ash composition is too high, the resulting fly ash-containing cement composition will have reduced strength development when used as mortar or concrete, making it difficult to obtain a hardened cement product with high strength. There is a risk.
以上のような構成とされた本実施形態のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法によれば、セメント組成物と混合するフライアッシュ組成物は、フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径、ブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値、そしてＳＯ３量がそれぞれ上述の範囲内にあるので、フライアッシュに含まれているポゾランとセメントに含まれている水酸化カルシウムとのポゾラン反応が起こりやすく水和物を生成しやすい。また、本実施形態の製造方法では、フライアッシュと石膏とを予め混合したフライアッシュ組成物として、セメント組成物と混合するので、フライアッシュと石膏とをそれぞれ分けてセメント組成物と混合した場合と比較して、セメント組成物中にフライアッシュと石膏とが均一に分散される。そして、石膏に含まれるＳＯ３成分がポゾラン反応の反応助剤として作用することによって、ポゾラン反応が均一に進行する。このため、本実施形態の製造方法によって得られるフライアッシュ含有セメント組成物を用いたモルタルやコンクリートは、強度発現性が向上する。また、フライアッシュ組成物は、ブレーン値が上述の範囲内にあるので、フライアッシュ粒子の凝集が抑制される。このため、本実施形態の製造方法によって得られるフライアッシュ含有セメント組成物を用いたモルタルやコンクリートは、流動性が向上する。以上の理由から、本発明のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法によれば、モルタルやコンクリートとしたときの強度発現性と流動性とが向上したフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。 According to the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present embodiment configured as described above, the fly ash composition to be mixed with the cement composition has an average crystallite diameter of quartz crystals of the fly ash and a Blaine value of , the b value in the Lab color system, and the amount of SO3 are within the ranges described above, so the pozzolanic reaction between the pozzolanic fly ash and the calcium hydroxide contained in the cement is likely to occur, resulting in hydration. Easy to create things. In addition, in the production method of the present embodiment, the fly ash composition in which fly ash and gypsum are pre-mixed is mixed with the cement composition. In comparison, fly ash and gypsum are uniformly dispersed in the cement composition. Then, the SO 3 component contained in the gypsum acts as a reaction aid for the pozzolanic reaction, so that the pozzolanic reaction proceeds uniformly. Therefore, mortar and concrete using the fly ash-containing cement composition obtained by the production method of the present embodiment have improved strength development. In addition, since the fly ash composition has a Blaine value within the above range, aggregation of fly ash particles is suppressed. Therefore, mortar and concrete using the fly ash-containing cement composition obtained by the production method of the present embodiment have improved fluidity. For the above reasons, according to the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present invention, it is possible to stably produce a fly ash-containing cement composition having improved strength development and fluidity when used as mortar or concrete. becomes possible.
また、本実施形態のフライアッシュ含有セメント組成物の製造方法において、フライアッシュの不溶残分が８２質量％以上９８質量％以下の範囲内にある場合は、得られるフライアッシュ含有セメント組成物に含まれるポゾランが多くなるので、セメントに含まれている水酸化カルシウムとのポゾラン反応がより起こりやすく水和物を生成しやすい。このため、モルタルやコンクリートとしたときの強度発現性がより向上したフライアッシュ含有セメント組成物を安定して製造することが可能となる。 In addition, in the method for producing a fly ash-containing cement composition of the present embodiment, when the fly ash insoluble residue is in the range of 82% by mass or more and 98% by mass or less, the resulting fly ash-containing cement composition contains Since more pozzolans are contained in cement, the pozzolanic reaction with calcium hydroxide contained in cement is more likely to occur and hydrates are likely to be generated. Therefore, it is possible to stably produce a fly ash-containing cement composition having improved strength development when used as mortar or concrete.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、フライアッシュを主として、石炭火力発電所の発電ボイラーで微粉炭を燃焼する際に生じた灰としたが、石炭火力発電所の発電ボイラー以外で生成したフライアッシュを用いてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, fly ash is mainly used as ash generated when pulverized coal is burned in a power generation boiler of a coal-fired power plant. good too.
［フライアッシュ組成物の調製］
フライアッシュとして、石英結晶の平均結晶子径と不溶残分とが下記の表１に示す値の（ＦＡ１～３）を用意した。このフライアッシュと無水石膏とをプロ－シェアミキサーを使用して、回転数３００回／分の条件で１０分間混合し、得られた混合物を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）を用いて分級して、フライアッシュ組成物Ａ～Ｃを調製した。
[Preparation of fly ash composition]
As fly ash, (FA1 to 3) having the values shown in Table 1 below for the average crystallite diameter of quartz crystals and the insoluble residue were prepared. This fly ash and anhydrous gypsum are mixed using a Pro-Shear mixer at a rotation speed of 300 rpm for 10 minutes, and the resulting mixture is subjected to a forced vortex centrifugal classifier (Turbo Classifier, Japan Sei Engineering Co., Ltd.) was used to prepare fly ash compositions A to C.
得られたフライアッシュ組成物のブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値、ＳＯ３量を下記の表１に示す。なお、フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径、不溶残分、フライアッシュ組成物のブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値、ＳＯ３量は下記の方法により測定した。 The Blaine value, the b value in the Lab color system , and the amount of SO3 of the resulting fly ash composition are shown in Table 1 below. The average crystallite size of quartz crystals of fly ash, the insoluble residue, the Blaine value of the fly ash composition, the b value in the Lab color system, and the amount of SO 3 were measured by the following methods.
（石英結晶の平均結晶子径）
フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径は、フライアッシュのＸ線回折パターンを、粉末Ｘ線回折装置を用いて測定し、得られたＸ線回折パターンをリートベルト解析法により解析することによって求めた。粉末Ｘ線回折装置としては、ブルカージャパン製のＤ８ Ａｄｖａｎｃｅを用いた。Ｘ線はＣｕＫα線（λ＝０．１５４１８ｎｍ）を用い、測定範囲２θは１０～７０°とした。その他のＸ線回折パターンの測定条件は、下記の参考文献０１に記載されている条件と同じとした。
参考文献０１：M. Yamashita, Y. Koga, H. Tanaka, Y. Nakanishi, “Conditions of sample preparation for quantitative X－ray diffraction of cement clinker,” Cement Science and Concrete technology, Vol. 63, pp. 49－54, (2009)
(Average crystallite diameter of quartz crystal)
The average crystallite size of quartz crystals of fly ash is obtained by measuring the X-ray diffraction pattern of fly ash using a powder X-ray diffractometer and analyzing the obtained X-ray diffraction pattern by the Rietveld analysis method. rice field. D8 Advance manufactured by Bruker Japan was used as a powder X-ray diffractometer. CuKα rays (λ=0.15418 nm) were used as X-rays, and the measurement range 2θ was 10 to 70°. Other measurement conditions for the X-ray diffraction pattern were the same as those described in Reference 01 below.
Reference 01: M. Yamashita, Y. Koga, H. Tanaka, Y. Nakanishi, “Conditions of sample preparation for quantitative X-ray diffraction of cement clinker,” Cement Science and Concrete technology, Vol. 63, pp. 49- 54, (2009)
リートベルト解析法による解析は、ブルカーエイエックスエス社製リートベルト解析ソフトＴＯＰＡＳ（ｖｅｒ．３）を使用した。具体的には，測定範囲内にある石英に帰属する回折線の全てをＰａｗｌｅｙ法によりフィッティングした後、試料による回折線の広がりを算出した。
そして、試料による回折線の広がりと、結晶子径と不均一ひずみとの関係を表す下記の式（１）を用いて、結晶子径を算出した。
β＝λ／（ε×ｃｏｓθ）＋２ηｔａｎθ ・・・（１）
式（１）において、βは、試料による回折線の広がりを表し、λは、Ｘ線の波長を表し、εは、結晶子径を表し、θは、Ｘ線の回折角度を表し、ηは不均一ひずみを表す。なお、本実施例では、試料による回折線の広がりは全て結晶子径に起因するものとして、不均一ひずみ（η）の値は固定値とした。
Rietveld analysis software TOPAS (ver. 3) manufactured by Bruker AXS was used for analysis by the Rietveld analysis method. Specifically, after fitting all the diffraction lines attributed to quartz within the measurement range by the Pawley method, the spread of the diffraction lines due to the sample was calculated.
Then, the crystallite diameter was calculated using the following formula (1), which expresses the relationship between the spread of the diffraction line due to the sample and the crystallite diameter and the non-uniform strain.
β=λ/(ε×cos θ)+2η tan θ (1)
In formula (1), β represents the spread of the diffraction line by the sample, λ represents the X-ray wavelength, ε represents the crystallite size, θ represents the X-ray diffraction angle, and η represents represents non-uniform strain. In this example, the value of the non-uniform strain (η) was set to a fixed value, assuming that the spread of the diffraction line due to the sample is entirely caused by the crystallite diameter.
（不溶残分）
ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１５「セメントの化学分析方法」に規定される塩酸－炭酸ナトリウム方法による不溶残分の定量方法に準拠して測定した。
(Insoluble residue)
It was measured according to the method for quantifying the insoluble residue by the hydrochloric acid-sodium carbonate method specified in JIS R 5202:2015 "Method for chemical analysis of cement".
（ブレーン値）
ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に規定される比表面積試験器（ブレーン空気透過測定装置）に準拠して測定した。
(Blaine value)
It was measured according to the specific surface area tester (brain air permeation measuring device) specified in JIS R 5201:1997 "Physical test method for cement".
（Ｌａｂ表色系におけるｂ値）
測色色差計を用いて測定した。
(b value in Lab color system)
It was measured using a colorimetric color difference meter.
（ＳＯ３量）
ＪＩＳ Ｒ ５２０４：２００２「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に規定されるガラスビードを用いた蛍光Ｘ線分析により計測した。
( SO3 amount)
Measured by fluorescent X-ray analysis using a glass bead specified in JIS R 5204:2002 "Method for fluorescent X-ray analysis of cement".
［本発明例１～２、比較例１］
セメント組成物として、普通ポルトランドセメント（クリンカー）と無水石膏とを混合粉砕して得た普通ポルトランドセメント組成物を用意した。この普通ポルトランドセメント組成物の製造で使用したクリンカーの組成と、普通ポルトランドセメント組成物のＳＯ３量とブレーン値を、下記の表２に示す。なお、表２中のクリンカー組成は、クリンカーを１００質量％とした値である。
[Invention Examples 1 and 2, Comparative Example 1]
As a cement composition, an ordinary Portland cement composition obtained by mixing and pulverizing ordinary Portland cement (clinker) and anhydrite was prepared. The composition of the clinker used in the production of this ordinary Portland cement composition and the SO 3 content and Blaine value of the ordinary Portland cement composition are shown in Table 2 below. The clinker composition in Table 2 is a value based on 100% by mass of clinker.
上記の普通ポルトランドセメント組成物と上記のフライアッシュ組成物Ａ～Ｃとを、普通ポルトランドセメント組成物とフライアッシュ組成物の合計含有量に対するフライアッシュ組成物の含有量が下記の表３に示す量となるように混合して、フライアッシュ含有セメント組成物を製造した。普通ポルトランドセメント組成物とフライアッシュ組成物は、プロ－シェアミキサーを用い、回転数３００回／分の条件で１０分間混合した。 The content of the fly ash composition relative to the total content of the ordinary Portland cement composition and the fly ash composition is shown in Table 3 below. A fly ash-containing cement composition was produced by mixing so that The ordinary Portland cement composition and the fly ash composition were mixed for 10 minutes at a rotation speed of 300 rpm using a Pro-Shear Mixer.
［比較例２］
フライアッシュセメント組成物Ａの代わりに、フライアッシュＦＡ１と無水石膏とを、フライアッシュセメント組成物Ａに相当する割合で、かつ普通ポルトランドセメント組成物とフライアッシュＦＡ１と無水石膏（ＳＯ３量）の合計含有量に対するフライアッシュＦＡ１と無水石膏（ＳＯ３量）の合計含有量が下記の表３に示す量となるように混合したこと以外は、本発明例１と同様にしてフライアッシュ含有セメント組成物を製造した。
[Comparative Example 2]
Instead of fly ash cement composition A, fly ash FA1 and anhydride gypsum are added in proportions corresponding to fly ash cement composition A, and with ordinary Portland cement composition, fly ash FA1 and anhydride gypsum (SO 3 amount). Fly ash-containing cement composition was prepared in the same manner as in Invention Example 1, except that the total content of fly ash FA1 and anhydrous gypsum (SO 3 amount) relative to the total content was mixed so as to be the amount shown in Table 3 below. manufactured things.
［評価］
本発明例１～２、比較例１～２で得られたフライアッシュ含有セメント組成物について、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に準拠して、モルタルのフロー値（落下運動１５回）と、モルタルの圧縮強さ（材齢３日、７日、２８日）を測定した。その結果を、下記の表３に示す。
[evaluation]
For the fly ash-containing cement compositions obtained in Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples 1 and 2, the mortar flow value (dropping motion 15 times ) and the compressive strength of the mortar (age 3 days, 7 days, 28 days) were measured. The results are shown in Table 3 below.
フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径と、フライアッシュ組成物のブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値及びＳＯ３含有量が本発明の範囲にある本発明例１、２で得られたフライアッシュ含有普通ポルトランドセメント組成物は、上記の石英結晶の平均結晶子径やブレーン値などの物性が本発明の範囲よりも低い比較例１で得られたフライアッシュ含有普通ポルトランドセメント組成物と比較して、モルタルとしたときのフロー値及び圧縮強さが高くなることがわかる。この結果から、フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径と、フライアッシュ組成物のブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値及びＳＯ３含有量が本発明の範囲にあることによって、モルタルとしたときの強度発現性と流動性が向上することが確認された。 The fly obtained in Examples 1 and 2 of the present invention in which the average crystallite diameter of the quartz crystals of the fly ash, the Blaine value of the fly ash composition, the b value in the Lab color system, and the SO3 content are within the ranges of the present invention The ash-containing ordinary Portland cement composition was compared with the fly ash-containing ordinary Portland cement composition obtained in Comparative Example 1, in which physical properties such as the average crystallite size of quartz crystals and the Blaine value were lower than the ranges of the present invention. It can be seen that the flow value and compressive strength when made into mortar are increased. From these results, when the average crystallite diameter of quartz crystals of fly ash, the Blaine value of the fly ash composition, the b value in the Lab color system, and the SO3 content are within the ranges of the present invention, when making mortar It was confirmed that the strength development and fluidity of were improved.
また、本発明例１で得られたフライアッシュ含有普通ポルトランドセメント組成物は、本発明例１で使用したフライアッシュＦＡ１と、無水石膏と、普通ポルトランドセメント組成物とを、本発明例１と同じ割合で混合した比較例２で得られたフライアッシュ含有普通ポルトランドセメント組成物と比較して、モルタルとしたときのフロー値及び圧縮強さが高くなることがわかる。これは、フライアッシュと無水石膏とを予め混合してフライアッシュ組成物として、セメント組成物と混合することによって、セメント組成物中にフライアッシュと石膏とが均一に分散したためであると考えられる。 In addition, the fly ash-containing ordinary Portland cement composition obtained in Inventive Example 1 was obtained by adding the fly ash FA1, anhydrite, and the ordinary Portland cement composition used in Inventive Example 1 to the same composition as in Inventive Example 1. Compared to the fly ash-containing ordinary Portland cement composition obtained in Comparative Example 2, which was mixed at the same ratio, the flow value and compressive strength when made into mortar are higher. It is believed that this is because the fly ash and anhydrite were premixed to form a fly ash composition and mixed with the cement composition, thereby uniformly dispersing the fly ash and gypsum in the cement composition.
［本発明例３～４、比較例３］
セメント組成物として、早強ポルトランドセメント（クリンカー）と無水石膏とを混合粉砕して得た早強ポルトランドセメント組成物を用意した。この早強ポルトランドセメント組成物の製造で使用したクリンカーの組成と、早強ポルトランドセメント組成物のＳＯ３量とブレーン値を、下記の表４に示す。なお、表４中のクリンカー組成は、クリンカーを１００質量％とした値である。
[Invention Examples 3 and 4, Comparative Example 3]
As a cement composition, an early-strength Portland cement composition obtained by mixing and pulverizing an early-strength Portland cement (clinker) and anhydrite was prepared. Table 4 below shows the composition of the clinker used in the production of this high-early-strength Portland cement composition, and the SO3 amount and Blaine value of the high-early-strength Portland cement composition. In addition, the clinker composition in Table 4 is a value based on 100% by mass of clinker.
上記の早強ポルトランドセメント組成物と上記のフライアッシュ組成物Ａ～Ｃとを、早強ポルトランドセメント組成物とフライアッシュ組成物の合計含有量に対するフライアッシュ組成物の含有量が下記の表５に示す量となるように混合したこと以外は、本発明例１と同様にしてフライアッシュ含有セメント組成物を製造した。 The content of the fly ash composition with respect to the total content of the high-early-strength Portland cement composition and the fly-ash composition is shown in Table 5 below. A fly ash-containing cement composition was produced in the same manner as in Invention Example 1, except that the amounts were mixed as indicated.
［比較例４］
フライアッシュセメント組成物Ａの代わりに、フライアッシュＦＡ１と無水石膏とを、フライアッシュセメント組成物Ａに相当する割合で、かつ早強ポルトランドセメント組成物とフライアッシュＦＡ１と無水石膏（ＳＯ３量）の合計含有量に対するフライアッシュＦＡ１と無水石膏（ＳＯ３量）の合計含有量が下記の表５に示す量となるように混合したこと以外は、本発明例１と同様にしてフライアッシュ含有セメント組成物を製造した。
[Comparative Example 4]
Instead of fly ash cement composition A, fly ash FA1 and anhydride gypsum were added in proportions corresponding to fly ash cement composition A, and high-early-strength Portland cement composition, fly ash FA1 and anhydride gypsum (SO 3 amount) The fly ash - containing cement A composition was produced.
［評価］
本発明例３～４、比較例３～４で得られたフライアッシュ含有セメント組成物について、モルタルのフロー値と、モルタルの圧縮強さを本発明例１と同様に測定した。その結果を、下記の表５に示す。
[evaluation]
For the fly ash-containing cement compositions obtained in Examples 3 and 4 of the present invention and Comparative Examples 3 and 4, the mortar flow value and the compressive strength of the mortar were measured in the same manner as in Example 1 of the present invention. The results are shown in Table 5 below.
フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径と、フライアッシュ組成物のブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値及びＳＯ３含有量が本発明の範囲にある本発明例３、４で得られたフライアッシュ含有早強ポルトランドセメント組成物は、上記の石英結晶の平均結晶子径やブレーン値などの物性が本発明の範囲よりも低い比較例３で得られたフライアッシュ含有早強ポルトランドセメント組成物と比較して、モルタルとしたときのフロー値及び圧縮強さが高くなることがわかる。
また、本発明例３で得られたフライアッシュ含有早強ポルトランドセメント組成物は、本発明例３で使用したフライアッシュＦＡ１と、無水石膏と、普通ポルトランドセメント組成物とを、本発明例３と同じ割合で混合した比較例４で得られたフライアッシュ含有早強ポルトランドセメント組成物と比較して、モルタルとしたときのフロー値及び圧縮強さが高くなることがわかる。
The fly obtained in Examples 3 and 4 of the present invention in which the average crystallite size of the quartz crystals of the fly ash, the Blaine value of the fly ash composition, the b value in the Lab color system, and the SO3 content are within the ranges of the present invention The ash-containing early-strength Portland cement composition is the same as the fly-ash-containing early-strength Portland cement composition obtained in Comparative Example 3, in which physical properties such as the average crystallite size and Blaine value of the quartz crystals described above are lower than the ranges of the present invention. By comparison, it can be seen that the flow value and compressive strength when made into mortar are higher.
Further, the fly ash-containing high-early-strength Portland cement composition obtained in Inventive Example 3 was prepared by combining the fly ash FA1 used in Inventive Example 3, anhydrite, and the ordinary Portland cement composition with Inventive Example 3. Compared to the fly ash-containing high-early-strength Portland cement composition obtained in Comparative Example 4, which was mixed in the same ratio, it can be seen that the flow value and compressive strength when made into mortar are higher.
［本発明例５～６、比較例５］
セメント組成物として、中庸熱ポルトランドセメントと無水石膏とを混合して得た中庸熱ポルトランドセメント組成物を用意した。この中庸熱ポルトランドセメント組成物の製造で使用したクリンカーの組成と、中庸熱ポルトランドセメント組成物のＳＯ３量とブレーン値を、下記の表６に示す。なお、表６中のクリンカー組成は、クリンカーを１００質量％とした値である。
[Invention Examples 5 and 6, Comparative Example 5]
As a cement composition, a moderate heat Portland cement composition obtained by mixing moderate heat Portland cement and anhydrous gypsum was prepared. The composition of the clinker used in the production of this moderate heat Portland cement composition and the SO 3 content and Blaine value of the moderate heat Portland cement composition are shown in Table 6 below. In addition, the clinker composition in Table 6 is a value based on 100% by mass of clinker.
上記の中庸熱ポルトランドセメント組成物と上記のフライアッシュ組成物Ａ～Ｃとを、中庸熱ポルトランドセメント組成物とフライアッシュ組成物の合計含有量に対するフライアッシュ組成物の含有量が下記の表７に示す量となるように混合したこと以外は、本発明例１と同様にしてフライアッシュ含有セメント組成物を製造した。 The moderate heat Portland cement composition and the fly ash compositions A to C were compared, and the content of the fly ash composition with respect to the total content of the moderate heat Portland cement composition and the fly ash composition is shown in Table 7 below. A fly ash-containing cement composition was produced in the same manner as in Invention Example 1, except that the amounts were mixed as indicated.
［比較例４］
フライアッシュセメント組成物Ａの代わりに、フライアッシュＦＡ１と無水石膏とを、フライアッシュセメント組成物Ａに相当する割合で、かつ中庸熱ポルトランドセメント組成物とフライアッシュＦＡ１と無水石膏（ＳＯ３量）の合計含有量に対するフライアッシュＦＡ１と無水石膏（ＳＯ３量）の合計含有量が下記の表７に示す量となるように混合したこと以外は、本発明例１と同様にしてフライアッシュ含有セメント組成物を製造した。
[Comparative Example 4]
Instead of fly ash cement composition A, fly ash FA1 and anhydride gypsum were added in proportions corresponding to fly ash cement composition A, and moderate heat Portland cement composition, fly ash FA1 and anhydride gypsum (SO 3 amount) The fly ash - containing cement A composition was produced.
［評価］
本発明例５～６、比較例５～６で得られたフライアッシュ含有セメント組成物について、モルタルのフロー値と、モルタルの圧縮強さを本発明例１と同様に測定した。その結果を、下記の表７に示す。
[evaluation]
For the fly ash-containing cement compositions obtained in Examples 5 to 6 of the present invention and Comparative Examples 5 to 6, the mortar flow value and the compressive strength of the mortar were measured in the same manner as in Example 1 of the present invention. The results are shown in Table 7 below.
フライアッシュの石英結晶の平均結晶子径と、フライアッシュ組成物のブレーン値、Ｌａｂ表色系におけるｂ値及びＳＯ３含有量が本発明の範囲にある本発明例５、６で得られたフライアッシュ含有中庸熱ポルトランドセメント組成物は、上記の石英結晶の平均結晶子径やブレーン値などの物性が本発明の範囲よりも低い比較例５で得られたフライアッシュ含有中庸熱ポルトランドセメント組成物と比較して、モルタルとしたときのフロー値及び圧縮強さが高くなることがわかる。
また、本発明例５で得られたフライアッシュ含有中庸熱ポルトランドセメント組成物は、本発明例５で使用したフライアッシュＦＡ１と、無水石膏と、普通ポルトランドセメント組成物とを、本発明例５と同じ割合で混合した比較例６で得られたフライアッシュ含有中庸熱ポルトランドセメント組成物と比較して、モルタルとしたときのフロー値及び圧縮強さが高くなることがわかる。
The fly obtained in Examples 5 and 6 of the present invention in which the average crystallite diameter of the quartz crystals of the fly ash, the Blaine value of the fly ash composition, the b value in the Lab color system, and the SO3 content are within the ranges of the present invention The ash-containing moderate heat Portland cement composition is the same as the fly ash-containing moderate heat Portland cement composition obtained in Comparative Example 5 in which physical properties such as the average crystallite size and Blaine value of the quartz crystals are lower than the ranges of the present invention. By comparison, it can be seen that the flow value and compressive strength when made into mortar are higher.
In addition, the fly ash-containing moderate heat Portland cement composition obtained in Invention Example 5 was obtained by combining the fly ash FA1 used in Invention Example 5, anhydrite, and the ordinary Portland cement composition with Invention Example 5. Compared to the fly ash-containing moderate heat Portland cement composition obtained in Comparative Example 6, which was mixed in the same ratio, it can be seen that the flow value and compressive strength when made into mortar are higher.
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