JPH092848A - Coal ash for mortar/concrete and mortar/concrete using the same - Google Patents
Coal ash for mortar/concrete and mortar/concrete using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、モルタル・コンクリ
ート用石炭灰及びこれを用いたモルタル・コンクリート
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ash for mortar / concrete and mortar / concrete using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】火力発電所の微粉炭燃焼ボイラから副産
品として大量に産出される石炭灰(フライアッシュ)
は、セメント混和材等に一部有効利用されているもの
の、大部分が埋立て等の廃棄処分されている。セメント
混和材として用いられるフライアッシュは、フライアッ
シュ粒子が平滑かつ球状であるためコンクリートのワー
カビリティーが向上すること、コンクリート組織が緻密
化し、長期強度が増大するとともに、水密性、化学薬品
に対する抵抗性等が向上すること、フライアッシュの混
入によってセメントの水和発熱が緩和されるため自己発
熱による温度ひび割れが問題となるマスコンクリート構
造物に適していること、アルカリ骨材反応に対する抑制
効果も有していることなど、コンクリートとして優れた
特性を多く有している。2. Description of the Related Art A large amount of coal ash (fly ash) produced as a by-product from a pulverized coal combustion boiler of a thermal power plant.
Is effectively used as a cement admixture, etc., but most of it is discarded as landfill. Fly ash used as a cement admixture has improved workability of concrete because the fly ash particles are smooth and spherical, and the concrete structure is densified to increase the long-term strength, watertightness, resistance to chemicals, etc. It is suitable for mass concrete structure where temperature crack due to self-heating is a problem because the heat of hydration of cement is mitigated by the mixture of fly ash, and it also has an inhibitory effect on alkali-aggregate reaction. It has many excellent properties as concrete, such as being present.
【0003】一方、フライアッシュをコンクリートに多
量に混合した場合には凝結の遅延、初期強度の低下、低
温環境下における強度発現の遅れ等々の問題点があり、
自ずとその混合量に制限がある。例えば、JIS規格に
規定されているフライアッシュセメントは、セメントに
対するフライアッシュの置換割合を最大で3割に制限し
ており、フライアッシュの大量使用に結び付いていない
のが現状である。On the other hand, when fly ash is mixed with a large amount of concrete, there are problems such as delay of setting, reduction of initial strength, delay of strength development in a low temperature environment, and the like.
Naturally, there is a limit to the mixing amount. For example, the fly ash cement stipulated in JIS standard limits the replacement ratio of fly ash to cement to 30% at the maximum, and is not currently associated with the large use of fly ash.
【0004】また、石炭灰の大量使用を妨げる原因の一
つとして、火力発電所で使用する石炭が多種に及び、し
かもその燃焼条件が同一でないために、得られる石炭灰
の状態が大きく変わってくることがあげられる。特に、
石炭灰中に残存する未燃カーボンは、セメント混和材と
しての利用に当たり、混練水を吸水し、また減水剤等各
種の混和剤を吸着するなどして、所定の流動性や空気連
行性を確保する上での品質管理上の難しさがあり、活用
を避ける要因となっている。Further, as one of the causes of hindering the large-scale use of coal ash, the variety of coal used in a thermal power plant, and the combustion conditions thereof are not the same, the state of the obtained coal ash greatly changes. You can come. Especially,
The unburned carbon remaining in the coal ash is used as a cement admixture, absorbs kneading water, and adsorbs various admixtures such as water reducing agents to ensure the desired fluidity and air entrainment. There is a difficulty in quality control in doing so, which is a factor to avoid using it.
【0005】この未燃カーボンの性状把握の目安とし
て、石炭灰の強熱減量(JIS A6201では強熱減
量5%以下を規定)、或いはメチレンブルー色素の吸着
量の測定が行われている。The ignition loss of coal ash (JIS A6201 defines an ignition loss of 5% or less) or the amount of adsorbed methylene blue dye is used as a guide for understanding the properties of the unburned carbon.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、未燃カーボン
は、単に石炭粒子のままで存在するわけではなく、多孔
質の活性炭状態になっており、しかも様々な石炭、燃焼
条件の相違により、その吸着性能も様々な状態にあり、
強熱減量のような未燃カーボンの含有量だけでは、必ず
しも吸着量と対応しない。また、メチレンブルー色素の
吸着量は、色素の青色度を濾液の吸光度から測定するも
ので、操作的に繁雑であるほか、セメント混和剤吸着量
との相関が少なく、混和剤使用量との関連でこれを効果
的に活用することができないものである。However, unburned carbon does not simply exist as coal particles, but is in a porous activated carbon state, and due to various coal and different combustion conditions, There are various adsorption performances,
The content of unburned carbon alone, such as the loss on ignition, does not necessarily correspond to the amount of adsorption. Also, the amount of methylene blue dye adsorbed is measured by measuring the blueness of the dye from the absorbance of the filtrate, which is operationally complicated and has little correlation with the amount of cement admixture adsorbed, which is related to the amount of admixture used. This cannot be effectively utilized.
【0007】このため、石炭灰をセメントコンクリート
用混和材として使用する場合、こまめにコンクリート配
合試験を行い、コンクリート性状を把握した上で、空気
連行剤や減水剤の種類や添加量を設定しなければならな
いのが現状である。従って、この発明は、上述の欠点を
解消し、迅速且つ簡便な代表特性でセメント、コンクリ
ート用混和材としての使用適否が判断でき、石炭灰の大
量使用と所定の流動性、空気連行性を確保でき、強度発
現の良好なモルタル・コンクリート用石炭灰及びこれを
用いたモルタル・コンクリートを提供することを目的と
する。For this reason, when coal ash is used as an admixture for cement concrete, it is necessary to frequently conduct a concrete mixing test and grasp the concrete properties before setting the type and addition amount of the air entraining agent or water reducing agent. The current situation is that it must be done. Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned drawbacks and can judge the suitability for use as a cement and admixture for concrete with quick and simple representative characteristics, and secures a large amount of coal ash and a predetermined fluidity and air entrainment. It is an object of the present invention to provide a coal ash for mortar / concrete that can be produced and has good strength, and a mortar / concrete using the same.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明のモルタル・コンクリート用石炭灰によ
れば、下記(1)〜(3)いずれか一の粒度構成を有す
ることを特徴とする。 (1)BET比表面積値が4m2 /g未満、45μm篩
上残分値が40重量%以下 (2)BET比表面積値が4m2 /g以上6m2 /g未
満、45μm篩上残分値が20重量%以下 (3)BET比表面積値が6m2 /g以上10m2 /g
未満、45μm篩上残分値が10重量%以下In order to achieve the above object, according to the ash for mortar / concrete of the present invention, it has a particle size constitution of any one of the following (1) to (3). And (1) BET specific surface area value of less than 4 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve of 40% by weight or less (2) BET specific surface area value of 4 m 2 / g or more and less than 6 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve Is 20% by weight or less (3) BET specific surface area is 6 m 2 / g or more and 10 m 2 / g
Less than 45 μm, residual value on the sieve is 10% by weight or less
【0009】また、この発明のモルタル・コンクリート
によれば、セメント、骨材、石炭灰、及び水を含むモル
タル・コンクリート組成物であって、石炭灰が下記の
(1)〜(3)いずれか一の粒度構成を有することを特
徴とする。 (1)BET比表面積値が4m2 /g未満、45μm篩
上残分値が40重量%以下 (2)BET比表面積値が4m2 /g以上6m2 /g未
満、45μm篩上残分値が20重量%以下 (3)BET比表面積値が6m2 /g以上10m2 /g
未満、45μm篩上残分値が10重量%以下According to the mortar-concrete of the present invention, a mortar-concrete composition containing cement, aggregate, coal ash, and water, wherein the coal ash is any of the following (1) to (3) It is characterized by having one grain size configuration. (1) BET specific surface area value of less than 4 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve of 40% by weight or less (2) BET specific surface area value of 4 m 2 / g or more and less than 6 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve Is 20% by weight or less (3) BET specific surface area is 6 m 2 / g or more and 10 m 2 / g
Less than 45 μm, residual value on the sieve is 10% by weight or less
【0010】さらに、この発明のモルタル・コンクリー
トは、セメント/石炭灰(重量比)が0.5〜3.0、
好ましくは0.8〜2.0であること(請求項3)、石
炭灰を骨材中の細骨材の一部と置換して用いること(請
求項4)、石炭灰を細骨材に対して30体積%以上、好
ましくは45体積%以上とすること(請求項5)、空気
連行剤、減水剤、および高性能減水剤の少なくとも一種
をさらに含むこと(請求項6)、セメントが普通ポルト
ランドセメント又は早強ポルトランドセメントであるこ
と(請求項7)、を特徴とする。以下、この発明を詳し
く説明する。Further, the mortar / concrete of the present invention has a cement / coal ash (weight ratio) of 0.5 to 3.0,
Preferably, it is 0.8 to 2.0 (claim 3), coal ash is used by substituting a part of the fine aggregate in the aggregate (claim 4), and coal ash is used as the fine aggregate. 30% by volume or more, preferably 45% by volume or more (Claim 5), at least one of an air entraining agent, a water reducing agent, and a high-performance water reducing agent (Claim 6); It is Portland cement or early strength Portland cement (Claim 7). Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0011】この発明で使用する石炭灰は、石炭の燃焼
方式如何に拘らず得られる5mm以下の粒度を主体とす
る細骨材相当粒度以下のもので、JISで規定されるフ
ライアッシュは無論、通常原粉と称されるフライアッシ
ュ、及びシンダーアッシュ、あるいは流動床飛灰をも含
めた、いわゆる広い意味での石炭灰全般を使用すること
ができる。The coal ash used in the present invention has a particle size equivalent to or smaller than the fine aggregate mainly having a particle size of 5 mm or less obtained regardless of the combustion method of coal, and fly ash specified by JIS is of course, Fly ash and cinder ash, which are usually referred to as raw powder, or coal ash in a so-called broad sense, including fluidized bed fly ash, can be used.
【0012】本発明者らは、種々実験の結果、これら石
炭灰の粒度構成、特にBET法による比表面積の値が、
モルタル・コンクリートの流動性に関して、極めて良好
に相関することを見出し、これを適用するものである。
BET法による比表面積は、石炭灰粒子表面に窒素ガス
を吸脱着させ、その差圧により比表面積を求めるもの
で、石炭灰中の未燃カーボンの量、及び多孔度を端的に
現わし、しかも操作、装置的にも簡便、迅速なものであ
る。すなわち、未燃カーボン含有量の少ないもの、未燃
カーボンの多孔性の低いものでは、BET比表面積値が
小さく、逆に未燃カーボン含有量の多いもの、未燃カー
ボンの多孔性の高いものでは、BET比表面積値は大き
い。石炭灰中の未燃カーボンを除く無機質部分の比表面
積は高々0.5〜0.8m2 /gであり、それ以外の数
値は、未燃カーボンの性状を量と多孔度から総合評価的
に示すものと言える。As a result of various experiments, the present inventors have found that the particle size composition of these coal ash, especially the value of the specific surface area by the BET method is
It was found that the mortar-concrete fluidity correlates very well and is applied.
The specific surface area according to the BET method is one in which nitrogen gas is adsorbed and desorbed on the surface of coal ash particles, and the specific surface area is determined by the differential pressure thereof, which directly shows the amount of unburned carbon in the coal ash and the porosity, and It is simple and quick in terms of operation and device. That is, those with a low unburned carbon content and low unburned carbon porosity have a small BET specific surface area value, and conversely, those with a high unburned carbon content and high unburned carbon porosity. , BET specific surface area is large. The specific surface area of the inorganic part excluding unburned carbon in the coal ash is at most 0.5 to 0.8 m 2 / g, and other values are comprehensively evaluated from the amount and porosity of the properties of unburned carbon. It can be said to show.
【0013】尚、簡易測定法として空気透過式のブレー
ン法による比表面積値が石炭灰においても多用され、前
記JIS A 6201ではブレーン比表面積値が24
00cm2 /g以上と規定されている。しかしながら、
ブレーン法は本来、セメントの粉末度測定を目的として
おり、前述したように、石炭灰が多孔性の未燃カーボン
を含むものであり、ブレーン法では、石炭灰の粉末度、
及び未燃カーボンの性状のいずれからも評価として必ず
しも妥当なものといい難い。因みに発明者らが平成5年
1月から平成6年12月までの2年間、全国の石炭火力
発電所から発生した150ロットの石炭灰を分析したと
ころ、ブレーン法による、比表面積値は、BET比表面
積値に対して0.5〜0.05の値、言換えれば、BE
T比表面積値は、ブレーン比表面積値の2〜20倍の値
を示し、極めて効果的に未燃カーボンの性状を表現する
が、ブレーン値では明確な関係が得られなかった。As a simple measurement method, the specific surface area value by the air permeation Blaine method is also often used in coal ash, and in the above-mentioned JIS A 6201, the Blaine specific surface area value is 24
It is specified to be 00 cm 2 / g or more. However,
The Blaine method is originally intended to measure the fineness of cement, and as described above, the coal ash contains porous unburned carbon, and the Blaine method, the fineness of the coal ash,
It is difficult to say that the evaluation is always appropriate from both the properties of unburned carbon and unburned carbon. Incidentally, when the inventors analyzed 150 lots of coal ash generated from coal-fired power plants nationwide for two years from January 1993 to December 1994, the specific surface area value by the Blaine method was BET. A value of 0.5 to 0.05 relative to the specific surface area value, in other words, BE
The T specific surface area value is 2 to 20 times as large as the Blaine specific surface area value, and very effectively expresses the properties of unburned carbon, but a clear relationship cannot be obtained with the Blaine value.
【0014】前述したようにBET比表面積値は、未燃
カーボンの性状を表現し、この値が大きいほど、減水剤
等のセメント混和剤の吸着問題を起こし、セメント、コ
ンクリート用の石炭灰として好ましいものでないが、こ
の発明は、BET比表面積値と共に、石炭灰の粒度、特
にAJS(エア・ジェット・シーブ)による篩上残分値
が、モルタル・コンクリートの流動性に関して、極めて
良好に相関し、この範囲を特定することにより好適なモ
ルタル・コンクリート用石炭灰とするものであり、
(1)BET比表面積値が4m2 /g未満であれば、4
5μm篩上残分値が40重量%以下の石炭灰を、また、
(2)BET比表面積値が4m2 /g以上6m2 /g未
満であれば、45μm篩上残分値が20重量%以下の石
炭灰とし、さらに、(3)BET比表面積値が6m2 /
g以上10m2 /g未満であれば、45μm篩上残分値
が10重量%以下の石炭灰を適用するAs described above, the BET specific surface area value expresses the properties of unburned carbon. The larger the value, the more problematic the adsorption of cement admixtures such as water reducing agents and the more preferable as coal ash for cement and concrete. According to the present invention, the BET specific surface area value, as well as the particle size of coal ash, particularly the residue value on the sieve by AJS (air jet sieve), correlate very well with respect to the fluidity of mortar concrete, By specifying this range to make a suitable mortar and concrete coal ash,
(1) If the BET specific surface area value is less than 4 m 2 / g, 4
Coal ash having a residual value on the 5 μm sieve of 40% by weight or less,
(2) If the BET specific surface area value is 4 m 2 / g or more and less than 6 m 2 / g, coal ash with a residue value on the 45 μm sieve of 20% by weight or less is obtained, and (3) BET specific surface area value is 6 m 2 /
If it is g or more and less than 10 m 2 / g, apply coal ash with a residual value on the 45 μm sieve of 10% by weight or less.
【0015】すなわち、BET比表面積値が小さけれ
ば、粒度の粗い45μm篩上残分値を大きく許容し、ま
た、BET比表面積値が大きければ、45μm篩上残分
値を小さく制限して、前記範囲内の石炭灰とすることに
より、モルタル・コンクリートの水量比を増加させるこ
となく、所定の流動性、空気連行性を確保できるもので
ある。また、石炭灰のBET比表面積値、及び45μm
篩上残分値のいずれかが上記範囲外のものになると、所
定の空気連行量が確保できなくなり、耐凍結融解性保持
の観点から好ましくない。That is, if the BET specific surface area value is small, a large residual value on the 45 μm sieve with a coarse particle size is allowed, and if the BET specific surface area value is large, the residual value on the 45 μm sieve is limited to a small value. By using the coal ash within the range, it is possible to secure the predetermined fluidity and air entrainment without increasing the water content ratio of the mortar and concrete. Also, the BET specific surface area value of coal ash and 45 μm
If any of the on-sieve residual values is out of the above range, a predetermined air entrainment amount cannot be secured, which is not preferable from the viewpoint of maintaining freeze-thaw resistance.
【0016】次に、石炭灰の使用量は、セメント/石炭
灰(重量比)が0.5〜3.0の範囲とする。これが
0.5を下回ると、石炭灰の使用量が多くなり過ぎ、コ
ンクリートの流動性が失われ、練り混ぜが困難となり好
ましくない。また、3.0を越えると、この発明の目的
とするフライアッシュの大量使用の趣旨にそぐわなく、
しかも、強度発現性が十分でない上、後述する骨材、特
に、粒度バランスの悪い細骨材の使用に制限を受け好ま
しくない。したがって、より好ましくは、セメント/石
炭灰(重量比)を0.8〜2.0とすることが望まし
い。Next, the amount of coal ash used is such that the cement / coal ash (weight ratio) is in the range of 0.5 to 3.0. If this is less than 0.5, the amount of coal ash used becomes too large, the fluidity of the concrete is lost, and mixing is difficult, which is not preferable. On the other hand, when it exceeds 3.0, the purpose of the present invention is not suitable for the mass use of fly ash,
Moreover, the strength development is not sufficient, and the use of aggregates described later, particularly fine aggregates having a poor grain size balance, is limited, which is not preferable. Therefore, it is more preferable to set the cement / coal ash (weight ratio) to 0.8 to 2.0.
【0017】また石炭灰は、後述する骨材中の細骨材の
一部と置換して用いることが望ましい。置換量は、石炭
灰を細骨材に対して30体積%以上、好ましくは45体
積%以上とすることにより、初期強度及び長期強度の極
めて優れたコンクリートとすることができる。It is desirable that the coal ash be used by replacing a part of the fine aggregate in the aggregate described later. By replacing the coal ash with the fine aggregate in an amount of 30% by volume or more, preferably 45% by volume or more, it is possible to obtain concrete having excellent initial strength and long-term strength.
【0018】この発明で使用するセメントは、普通、早
強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、白色などの各種ポルト
ランドセメントがいずれも使用できるが、初期並びに長
期強度発現性の改善に大きな効果を発揮するためには、
望ましくは普通ポルトランドセメントあるいは早強ポル
トランドセメントを使用する。セメントの使用量は、特
にコンクリートとしての使用にあっては、コンクリート
中の単位セメント量が200〜500kg/m3 の範囲とす
る。単位セメント量が200kg/m3 を下回ると、強度発
現性、特に、初期強度の低下が大きく好ましくない。
又、これが500kg/m3 を超えると、この発明の目的と
する石炭灰の大量使用において、コンクリートの練り混
ぜが困難となり好ましくない。As the cement used in the present invention, various kinds of portland cements such as normal strength, early strength, super-early strength, moderate heat, sulfate resistance, and white can be used, but they are great for improving initial and long-term strength development. To be effective,
Preferably, normal Portland cement or early-strength Portland cement is used. The amount of cement used is, in particular for use as concrete, the unit amount of cement in the concrete is in the range of 200 to 500 kg / m 3 . If the unit cement content is less than 200 kg / m 3 , the strength development, especially the initial strength, is lowered, which is not preferable.
On the other hand, if it exceeds 500 kg / m 3 , it is not preferable because it is difficult to mix concrete in the case of using a large amount of coal ash for the purpose of the present invention.
【0019】次に骨材は、通常のコンクリートに使用さ
れている砂、砂利、砕石等の普通骨材の他、人工骨材
等、各種骨材の種類を問う事なく利用可能であるが、骨
材中、特に細骨材の粒度分布バランスが悪く、通常のコ
ンクリート用骨材としては適切でないとされるものにつ
いても、前述した石炭灰の大量使用とこれに伴うコンク
リートの適性配合によって、コンクリートの流動性を確
保し、この発明の骨材として好適に使用できるものであ
る。Next, as the aggregate, it is possible to use ordinary aggregates such as sand, gravel, and crushed stone which are used for ordinary concrete, as well as artificial aggregates and the like, regardless of the type of aggregate. Among the aggregates, especially the fine grain aggregates have a poor particle size distribution balance and are considered to be unsuitable as ordinary concrete aggregates. The fluidity of the above can be secured and it can be suitably used as the aggregate of the present invention.
【0020】さらに、この発明は高性能減水剤を併用す
ることにより、単位水量の増加に起因する初期強度の低
下、乾燥収縮の増大等の欠点を排除できるばかりか、フ
ライアッシュのコンクリートへの大量混合を達成するこ
とができ、さらに、フライアッシュの大量混合によって
も初期・長期強度発現の良好なコンクリートの製造を実
現できる。Further, according to the present invention, by using a high-performance water-reducing agent together, not only defects such as a decrease in initial strength and an increase in drying shrinkage due to an increase in the unit water amount can be eliminated, but also a large amount of fly ash to concrete can be eliminated. Mixing can be achieved, and moreover, even if a large amount of fly ash is mixed, it is possible to realize the production of concrete with good initial and long-term strength development.
【0021】高性能減水剤としては、従来よりコンクリ
ート用混和剤として用いられている、例えば、アルキリ
アリル系、ナフタリン系、メラミン系、トリアジン系の
化学組成を有するものであればいずれも使用できるが、
望ましくは、ポリカルボン酸塩系の混和剤が良好であ
る。もちろん、空気連行性能を有する高性能AE減水剤
の適用も可能である。この種の混和剤として、市販品に
はレオビルドSP−8S(エヌ・エム・ビー製、商品
名)、マイティー2000WHS(花王製、商品名)、
チューポールHP−8(竹本油脂製、商品名)等を挙げ
ることができる。コンクリート1m3 当たりの単位セメ
ント量を所定量に保持しつつ、前記石炭灰を増加してい
くとコンクリート中の微粉体が占める体積が増大し、コ
ンクリートの流動性が損なわれるが、上記高性能減水剤
の添加量を適切に調整することによりコンクリートに所
定の軟度(スランプ値)を得ることができる。高性能減
水剤の添加量は、使用するポルトランドセメント、骨
材、石炭灰及び所用の減水効果などを勘案して調整され
るが、一般には、ポルトランドセメント100重量部に
対して、0.1〜10重量%添加する。これが0.1重
量%未満では減水効果が実質上無く、またこれを10重
量%越えて添加しても減水性、流動性の改善効果が頭打
ちとなる。As the high-performance water reducing agent, any one having a chemical composition conventionally used as an admixture for concrete, for example, an alkylylallyl type, a naphthalene type, a melamine type, or a triazine type can be used.
Desirably, a polycarboxylic acid salt-based admixture is preferable. Of course, it is possible to apply a high-performance AE water reducing agent having air entrainment performance. As this type of admixture, commercially available products include Reobuild SP-8S (manufactured by NMB, trade name), Mighty 2000 WHS (manufactured by Kao, trade name),
Chupol HP-8 (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., trade name) and the like can be mentioned. When the amount of coal ash is increased while maintaining the amount of unit cement per 1 m 3 of concrete at a predetermined amount, the volume occupied by fine powder in the concrete increases and the fluidity of the concrete is impaired. It is possible to obtain a predetermined softness (slump value) in concrete by appropriately adjusting the amount of the agent added. The addition amount of the high-performance water reducing agent is adjusted in consideration of the Portland cement to be used, the aggregate, the coal ash, and the water reducing effect for the purpose, etc. Add 10% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the water-reducing effect is substantially absent, and if it is added in excess of 10% by weight, the effects of improving the water-reducing property and the fluidity reach a ceiling.
【0022】本発明において空気連行剤は、従来よりコ
ンクリート用空気連行剤として用いられている、例えば
ノニオン系、アニオン系、オキシエチレン系、高級脂肪
酸塩系、天然樹脂酸塩系の化学組成を有するものはいず
れも使用できる。例えば、アルキルカルボン酸化合物を
主成分とするAE−775S(エヌ・エム・ビー製、商
品名)、天然樹脂酸系のヴィンソル(山宗化学製、商品
名)、アルキルフェノール系のシーカAER(日本シー
カ、商品名)等を挙げることができる。本発明において
は、上記空気連行剤の添加割合を調整して、コンクリー
トの空気連行量を4.5〜5.5%に調整することが望
ましい。In the present invention, the air entraining agent has a chemical composition conventionally used as an air entraining agent for concrete, for example, nonionic type, anionic type, oxyethylene type, higher fatty acid salt type, natural resin acid salt type chemical composition. Any thing can be used. For example, AE-775S (manufactured by NMB, Inc., product name) containing an alkylcarboxylic acid compound as a main component, Vinsol (manufactured by Yamamune Chemical, product name) of natural resin acid, Seeker AER (Nippon Seeker of the Alkylphenol system). , Product name) and the like. In the present invention, it is desirable to adjust the addition ratio of the air entraining agent to adjust the air entraining amount of concrete to 4.5 to 5.5%.
【0023】前述したようにこの発明は、減水剤、空気
連行剤等のセメント混和剤を吸着する未燃カーボンの
量、及び多孔度を端的に現わすBET比表面積値と共に
篩上残分値を規制したので、使用する減水剤の種類や添
加量を極めて容易に設定することができ、所定の流動
性、空気連行性を確保でき、所用のコンクリート性能を
得ることができるものである。As described above, according to the present invention, the amount of unburned carbon that adsorbs a cement admixture such as a water reducing agent and an air entraining agent, and the BET specific surface area value that directly expresses the porosity, and the residual value on the sieve are calculated. Since it is regulated, the type and amount of the water reducing agent to be used can be set very easily, a predetermined fluidity and air entrainment can be secured, and desired concrete performance can be obtained.
【0024】尚、以上説明した配合成分のほかに、この
発明は、通常、コンクリートにおいて用いられる急硬・
急結材、高強度混和剤、水和促進剤、凝結調整剤などの
各種コンクリート混和材料や補強材としての各種繊維、
鋼等も使用できる。[0024] In addition to the above-described compounding ingredients, the present invention is a rapid-hardening material which is usually used in concrete.
Various concrete admixture materials such as quick-setting admixtures, high-strength admixtures, hydration accelerators, setting regulators, and various fibers as reinforcing materials,
Steel or the like can also be used.
【0025】また、前記各成分の混合及び混練方法に制
限は無く、均一に混合混練できれば良い。しかも通常
は、配合成分の添加順序にも特に制限されるものではな
い。さらに、コンクリート打設後の養生は、各種の養生
方法が適用可能であり、常温養生、高温養生、常圧蒸気
養生、高温高圧養生のいずれの方法も採用でき、必要な
らば、これらの組合わせを行ってより高強度コンクリー
ト硬化体とすることができる。There is no limitation on the method of mixing and kneading the above-mentioned components, as long as they can be uniformly mixed and kneaded. Moreover, usually, the order of addition of the components is not particularly limited. Furthermore, various curing methods can be applied for curing after placing concrete, and any of room temperature curing, high temperature curing, normal pressure steam curing, and high temperature and high pressure curing can be adopted. Can be carried out to obtain a higher strength concrete hardened body.
【0026】[0026]
【作用】既に述べたように、石炭灰中の未燃カーボン量
と多孔度を総合評価的に示すBET比表面積値の大きさ
に応じて、石炭灰粒子の粒度、特にAJS(エア・ジェ
ット・シーブ)による篩上残分値を設定したので、未燃
カーボンに吸着されやすい減水剤、空気連行剤等のセメ
ント混和剤の種類や添加量を、極めて容易に設定するこ
とができ、所定の流動性、空気連行性を確保でき、所用
のコンクリート性能を得ることができるものである。ま
た、コンクリート配合を適切に調整することにより、石
炭灰を大量に使用しても、前述した石炭灰の有するコン
クリートとしての優れた特性を損ねることなく、むしろ
これらの特性を相乗効果的に発揮し、初期強度及び長期
強度発現が良好なコンクリートとすることができる。As described above, the particle size of the coal ash particles, particularly AJS (air jet. Since the residual value on the sieve by sieve is set, the type and amount of cement admixture such as water reducing agent and air entraining agent that are easily adsorbed by unburned carbon can be set very easily, and the predetermined flow rate can be set. And concrete entrainment, and the desired concrete performance can be obtained. In addition, by appropriately adjusting the concrete mix, even if a large amount of coal ash is used, it does not impair the excellent properties of coal ash described above as concrete, but rather exerts these properties synergistically. It is possible to obtain concrete having good initial strength and long-term strength development.
【0027】[0027]
【実施例】 (実施例1)石炭火力発電所より発生する各種の石炭灰
について、JIS A 6201に拠るモルタル単位水
量比の測定を行った。結果を表1に示す。尚。単位水量
比は、石炭灰を加えないモルタル配合(普通ポルトラン
ドセメント520g、豊浦標準砂1040g及び水33
8g)おける水量と石炭灰を加えたモルタル配合(普通
ポルトランドセメント390g、石炭灰130g及び豊
浦標準砂1040g)の同一フロー値における水量の比
を示す(JIS A 6201参照)。EXAMPLES Example 1 With respect to various types of coal ash generated from a coal-fired power plant, the mortar unit water content ratio according to JIS A 6201 was measured. The results are shown in Table 1. still. The unit water ratio is mortar blended without adding coal ash (ordinary Portland cement 520 g, Toyoura standard sand 1040 g and water 33
8g) shows the ratio of the amount of water and the amount of water in the same flow value of the mortar formulation (normal Portland cement 390g, coal ash 130g and Toyoura standard sand 1040g) with the addition of coal ash (see JIS A 6201).
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】表1から明らかなように、単位水量比は、
メチレンブルー吸着量及び強熱減量値との相関は少な
く、この発明のBET比表面積値と、45μm篩上残分
値との組合わせにおいて、前記JIS A 6201に
規定する単位水量比102%以下のものが得られる。As is clear from Table 1, the unit water amount ratio is
There is little correlation between the amount of methylene blue adsorbed and the loss on ignition value, and in the combination of the BET specific surface area value of the present invention and the residual value on the 45 μm sieve, the unit water content ratio specified in JIS A 6201 is 102% or less. Is obtained.
【0030】(実施例2)実施例1で用いたNO8〜1
2、15及び16の石炭灰の混入割合を変えてモルタル
試験を行った。モルタル配合は、単位セメント量及び水
量を一定、砂の一部を石炭灰に置換した配合とし、試験
は、モルタル空気量8.0%(コンクリート空気連行量
4.5%相当)になるように市販の陰イオン系AE剤
(エヌ・エム・ビー社製 AE−775S)を調合し、
また、同一フロー(210mm)になるようにカルボン
酸系高性能減水剤(エヌ・エム・ビー社製 レオビルド
SP−8S)を添加し、必要とするAE剤量及び減水
剤量と共に、凝結終了時間を求めた。モルタル配合を表
2、試験結果を表3に示す。(Example 2) NO8 to 1 used in Example 1
The mortar test was conducted by changing the mixing ratio of coal ash of 2, 15 and 16. The mortar composition is a composition in which the amount of unit cement and the amount of water are constant, and part of the sand is replaced with coal ash, and the test is conducted so that the mortar air content is 8.0% (equivalent to 4.5% concrete air entrainment). A commercially available anionic AE agent (AE-775S manufactured by NMB Corporation) was prepared,
In addition, a carboxylic acid type high-performance water reducing agent (Rheobird SP-8S manufactured by NMB Co., Ltd.) was added so that the flow was the same (210 mm), and the required amount of AE agent and water reducing agent were added together with the setting end time. I asked. The mortar composition is shown in Table 2 and the test results are shown in Table 3.
【0031】[0031]
【表2】 [Table 2]
【0032】[0032]
【表3】 [Table 3]
【0033】表3において、BET比表面積値が増加す
るにしたがって、必要とするAE剤量及び減水剤量が増
加するものの、この発明では、これによって遅延する凝
結終了時間も許容される範囲内であるのに対し、比較例
では、さらに多量のAE剤量及び減水剤量を必要とし、
これによる凝結遅延が著しいものである。In Table 3, the required amount of the AE agent and the amount of the water-reducing agent increase as the BET specific surface area increases, but in the present invention, the setting end time delayed by this is also within the allowable range. On the other hand, the comparative example requires a larger amount of AE agent and water reducing agent,
The setting delay due to this is remarkable.
【0034】(実施例3)実施例1に示すNO1〜16
の石炭灰を用いて、下記に示す配合によりコンクリート
を調整した。高性能減水剤は、スランプ18cmを目標
に調整し、AE剤は一定とし、空気連行量を求めると共
に、JIS A 6204に拠るコンクリートの凍結融
解試験を行い、相対動弾性係数が60%以下となる凍結
融解の繰り返しサイクル数を求めた。圧縮強度測定値と
併せて結果を表4に示す。(Embodiment 3) NOs 1 to 16 shown in Embodiment 1
Using the coal ash of No. 1, concrete was prepared with the following composition. The high-performance water reducing agent is adjusted with a slump of 18 cm as a target, the AE agent is kept constant, the air entrainment amount is determined, and a freeze-thaw test of concrete according to JIS A 6204 is performed, and the relative dynamic elastic modulus is 60% or less. The number of repeated freeze-thaw cycles was determined. The results are shown in Table 4 together with the measured values of compressive strength.
【0035】 (コンクリート配合) セメント 石炭灰 細骨材 粗骨材 AE剤 高性能減水剤 300kg/m3 173kg/m3 563kg/m3 1021kg/m3 5.0kg/m3 0.5 〜1.4 kg/m3 セメント:秩父小野田セメント社製普通ポルトランドセメント 細骨材:陸砂(静岡産)比重2.59、FM2.75 粗骨材:砕石(茨城産)最大寸法20mm、比重2.64、FM6.66 高性能減水剤:エヌ・エム・ビー社製 レオビルド SP−8S 空気連行剤 :エヌ・エム・ビー社製 AE−775S[0035] (concrete mix) cement coal ash fine aggregate Coarse aggregate AE agent superplasticizer 300kg / m 3 173kg / m 3 563kg / m 3 1021kg / m 3 5.0kg / m 3 0.5 ~1.4 kg / m 3 Cement: Ordinary Portland cement manufactured by Chichibu Onoda Cement Co., Ltd. Fine aggregate: Land sand (Shizuoka) specific gravity 2.59, FM 2.75 Coarse aggregate: Crushed stone (Ibaraki) maximum size 20 mm, specific gravity 2.64, FM 6.66 high Performance water reducing agent: NMB product Rheobuild SP-8S Air entraining agent: NMB product AE-775S
【0036】[0036]
【表4】 [Table 4]
【0037】表4において、この発明は、所定の空気連
行量を確保して凍結融解性に優れた性能を示すが、比較
例では、いずれも空気連行量を確保できず、凍結融解性
に劣るものである。In Table 4, the present invention exhibits a performance of excellent freeze / thaw property by ensuring a predetermined air entrainment amount, but in each of the comparative examples, the air entrainment amount cannot be ensured and the freeze / thaw property is poor. It is a thing.
【0038】[0038]
【発明の効果】この発明により、多種多様な石炭種、発
生発電所の燃焼条件等を考慮することなしに、モルタル
コンクリート用石炭灰としての使用適否が判断でき、石
炭灰の大量使用と所定の流動性、空気連行性を確保でき
ると共に、初期並びに長期において強度発現性の良好な
コンクリートを得ることができ、かつ産業副産品である
フライアッシュの大量有効活用を図ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to judge the suitability for use as coal ash for mortar concrete without considering various coal types, combustion conditions of generating power plants, etc. In addition to ensuring fluidity and air entrainment, it is possible to obtain concrete with good strength development in the initial and long periods, and it is possible to effectively use a large amount of fly ash, which is an industrial by-product.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:06 24:04) 103:30 111:20 (72)発明者 谷川 公一 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 曽根 徳明 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 松久 真人 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 芦谷原 知 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 副田 孝一 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI technical display location C04B 14:06 24:04) 103: 30 111: 20 (72) Inventor Koichi Tanigawa Sakura Chiba Prefecture 2-4-2 Daisaku City, Chichibu Onoda Central Research Institute (72) Inventor Noriaki Sone 2-4-2 Daisaku Sakura City, Chiba Prefecture Chichibu Small Noda Research Center (72) Inventor Masahito Matsuhisa Chiba Chichibu Onoda Co., Ltd. Central Research Laboratory, 2-4-2 Daisaku, Sakura-shi, Japan (72) Inventor Satoshi Ashiyahara 2-4-2 Daisaku Sakura, Chiba, Chiba, Japan (72) Inventor Koichi Soeda 2-4-2 Daisaku, Sakura-shi, Chiba Chichibu Onoda Central Research Institute
Claims (7)
構成を有することを特徴とするモルタル・コンクリート
用石炭灰。 (1)BET比表面積値が4m2 /g未満、45μm篩
上残分値が40重量%以下 (2)BET比表面積値が4m2 /g以上6m2 /g未
満、45μm篩上残分値が20重量%以下 (3)BET比表面積値が6m2 /g以上10m2 /g
未満、45μm篩上残分値が10重量%以下1. A coal ash for mortar / concrete having a particle size constitution according to any one of the following (1) to (3). (1) BET specific surface area value of less than 4 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve of 40% by weight or less (2) BET specific surface area value of 4 m 2 / g or more and less than 6 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve Is 20% by weight or less (3) BET specific surface area is 6 m 2 / g or more and 10 m 2 / g
Less than 45 μm, residual value on the sieve is 10% by weight or less
モルタル・コンクリート組成物であって、石炭灰が下記
の(1)〜(3)いずれか一の粒度構成を有することを
特徴とするモルタル・コンクリート。 (1)BET比表面積値が4m2 /g未満、45μm篩
上残分値が40重量%以下 (2)BET比表面積値が4m2 /g以上6m2 /g未
満、45μm篩上残分値が20重量%以下 (3)BET比表面積値が6m2 /g以上10m2 /g
未満、45μm篩上残分値が10重量%以下2. A mortar-concrete composition containing cement, aggregate, coal ash, and water, wherein the coal ash has a particle size constitution according to any one of the following (1) to (3). Mortar and concrete. (1) BET specific surface area value of less than 4 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve of 40% by weight or less (2) BET specific surface area value of 4 m 2 / g or more and less than 6 m 2 / g, residual value on 45 μm sieve Is 20% by weight or less (3) BET specific surface area is 6 m 2 / g or more and 10 m 2 / g
Less than 45 μm, residual value on the sieve is 10% by weight or less
3.0、好ましくは0.8〜2.0であることを特徴と
する請求項2に記載のモルタル・コンクリート。3. Cement / coal ash (weight ratio) is 0.5 to.
Mortar concrete according to claim 2, characterized in that it is 3.0, preferably 0.8 to 2.0.
て用いることを特徴とする請求項2若しくは3に記載の
モルタル・コンクリート。4. The mortar concrete according to claim 2 or 3, wherein coal ash is used by replacing a part of the fine aggregate in the aggregate.
上、好ましくは45体積%以上とすることを特徴とする
請求項4に記載のモルタル・コンクリート。5. The mortar concrete according to claim 4, wherein the coal ash content is 30% by volume or more, preferably 45% by volume or more, based on the fine aggregate.
剤の少なくとも一種をさらに含むことを特徴とする請求
項2〜5いずれかに記載のモルタル・コンクリート。6. The mortar concrete according to claim 2, further comprising at least one of an air entraining agent, a water reducing agent, and a high-performance water reducing agent.
は早強ポルトランドセメントであることを特徴とする請
求項2〜6いずれかに記載のモルタル・コンクリート。7. The mortar concrete according to claim 2, wherein the cement is a normal Portland cement or an early-strength Portland cement.
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