JPH10504511A

JPH10504511A - 硫酸塩及び酸抵抗性コンクリート及びモルタル

Info

Publication number: JPH10504511A
Application number: JP53043695A
Authority: JP
Inventors: アントニーイー（死亡）セルカノヴィックス; ジョンダブリューリスコウィッツ; メティウェチャラタナ; チャイジャテュラピタックル
Original assignee: ニュージャージーインスティテュートオヴテクノロジー
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1998-05-06
Also published as: US5772752A; AU698156B2; WO1995032162A1; EP0797553A1; AU2641595A; MX9605755A

Abstract

(57)【要約】本発明は建築及びその他の用途に使用する為のコンクリート、モルタル及びその他の硬化性混合物に関し、この硬化性混合物は、許容し得る圧縮強度特性を維持しながら酸及び硫酸塩に対して顕著な抵抗性を示す。フライアッシュを含む本発明の酸及び硫酸塩硬化性混合物はセメント材料及び細骨材を含む。セメント材料はフライアッシュと共にセメントを含んでもよい。細骨材はフライアッシュと砂を含んでもよい。硬化性混合物中のフライアッシュの全量は約６０重量％〜約１２０重量％に範囲であり、フライアッシュはセメント材料として、細骨材として、又は添加材或いはそれらの組合せとして含まれる。特定の実施例では、セメント材料中でフライアッシュを５０重量％とセメントを５０重量％含むモルタルが、優れた腐蝕抵抗性を示した。

Description

【発明の詳細な説明】硫酸塩及び酸抵抗性コンクリート及びモルタル発明の分野本発明は、コンクリート、モルタル及び構造物及びその他に適用する、許容し得る圧縮強度を維持しながら、著しく高い酸及び硫酸塩抵抗性を示すセメント及びフライアッシュを含む硬化性混合物に関する。発明の背景コンクリート及びモルタルは、酸又は硫酸塩と容易に反応してエトリンジャイトを形成化する水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）を含む。これは、表面の損傷となって現れるコンクリート及びモルタルの強度低下につながり、結局、完全な構造劣化を引き起こす。それらの問題は、我々の町ではあまり深刻ではないが、建物及び道路では、酸性雨やその他の汚染物の攻撃下でゆっくりと劣化する。コンクリート及び鉄筋補強両方の化学的攻撃による通常コンクリート腐蝕は、修繕及び維持の為に、毎年莫大な費用を必要とする。３〜６の間ｐＨ値では、酸攻撃は、時間の平方根に比例する速度で進行する(Neville，1983，Properties o f Concrete，3rd．Ed，Pitman Publishing Inc.，London)。下水本管系のコンクリート管の重大な損傷は、バクテリア・チオバチルス・コンクリテアボル(Thiob acillus concreteavor)の、特に温暖な天候での作用の結果である。硫黄を減少させるバクテリアは、廃棄生成物としての硫化水素を生成するため、天然水中に存在する硫酸塩を減少する。他のバクテリア群は、還元された硫黄を摂取して、それを酸化して硫酸に戻す(Thornton，1978，ACI J．Proceedings 75:577-584) 。この様に、硫酸からの攻撃は、コンクリート表面の溶解且つ劣化を徐々に引き起こす。この過程は、下水処理収集系では、「クラウン腐蝕」(crown corrosion )として一般に知られている。セメントの形成で、酸又は硫酸塩からの損害を最少にするための１つの方法は、コンクリート中に存在するＣ₃Ａ（トリカルシウムアルミネート、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃）の量を減少する事である。その様な硫酸塩抵抗性セメントは、標準ポルトランドセメントのＶ型として知られている。Ｖ型ポルトランドセメントはＣ₃ Ａ含有量を５％未満に規定する。一般に、然しながら、標準ポルトランドセメントのＶ型の価格は、標準ポルトランドセメントのＩ型より高い。コンクリートの腐蝕抵抗を増加させる為の別の試み、例えばポリマーコンクリートは又極端に高価である。残念ながら、酸抵抗性コンクリートを造る為の費用は、その様なコンクリートを使用して得られる利益に対して負担が大き過ぎる。酸抵抗性を増加させる為のその他に出来る方法は、コンクリート又はモルタル中にフライアッシュを導入する事である。ナッサー及びライ(Nasser and Lai(19 90，Proceedings of the First Materials Engineering Congress，Denver，Col orado，pp．688-97)及びイラッサーとバティック(Irassar and Batic(1989，Cem ent and concrete Res．19:194-202)は、クラスＦのフライアッシュは、ポゾランの良好な原料であり、硫酸塩攻撃に対するコンクリートの抵抗性を改善する事を報告している。３年以上にわたって観察されたコンクリート試料の腐蝕抵抗性に関するデータは、２０％のフライアッシュで置き替えられたセメントのコンクリート試料が、プレーンコンクリートよりも補強鉄筋を腐蝕から保護した事を示した(Maslehuddin et al.，1987，ACI J．Proceedings 84:42-50)。その他の研究結果は、微細な粒径のフライアッシュが、硫酸塩攻撃に対して大きな抵抗を有する事を示唆した(Sheu et al.，1990，Symposium Proceedings，Fly Ash and C oal Conversion By-Products: Characterrization，Utilization and Disposal VI，Material Research Soc．178:159-166)。然しながら、データとして報告されている研究は、腐蝕抵抗の程度を明確には示していないか、フライアッシュを含むコンクリート又はモルタルの正確な特性を示していない。一部、これは、１つのロットから別のロットへと不確定な品質となる傾向のある一般的フライアッシュの使用によるものであった。それらの特性を決定する事なしには、建造物を計画するに当たって、予測出来ない材料を使用する危険性のより少ないコンクリート又はモルタルの有用性について、如何なる有効な結論を出す事も不可能である。フライアッシュ石炭燃焼動力装置の副生成物であるフライアッシュは、毎年世界規模で大量に生産される。１９８８年には、凡そ８４００万トンの石炭アッシュが米国で生産され、その内６０.７％がフライアッシュ、１６.７％がボトムアッシュ、５.９％がボイラースラグ、そして１６.７％が煙道ガス脱硫化であった(Tyson，1990 ，Coal Combusion By-Product Utilization Seminor，Pittsburg，15 pp.)。毎年発生する凡そ５０００万トンのフライアッシュの内の約１０％がコンクリートに使用される(ACI Committee 226，1987，“Use of Fly Ash In Concrete”，AC I 226.3R-87 ，ACI J．Proceedings 84:381-409)。残りの部分は、埋立地で廃棄物として殆ど処分される。その灰を販売する事は、たとえ価格は安く或い低下したものであっても、それを埋立地で処分するよりは、有用性の点で有益である。販売は、幾らかの収益を生むばかりでなく、廃棄処分費用を節約できる点で一層重要である。１９６０年及び１９７０年においては、アッッシュ廃棄処分費用は一般に１ドル／トンより少なかった。然しながら、１９７０年に始まった一層厳しい環境規制により、アッッシュ廃棄処分費用は、２ドル〜５ドル／トンへと急激に増加し、今なお上昇し続けている(Bahor and Golden，1984，Proceedings，2nd International Conf erence on Ash Technology and Marketing，London，pp．133-136)。環境問題による埋立地の不足は、更に廃棄処分費用を上昇させている。環境保護委員会(EPA )は、1987年に、石炭燃焼動力装置での廃棄処分の全費用が、フライアッシュ及びボトムアッシュに対して、11ドル〜20ドル／トンの範囲であったと推定した(C ourst，1991，Proceedings: 9th Int'l Ash Use Symposium，1:21-1〜21-10)。処分費用のこの増加傾向は、多くの問題を引起し、研究者はフライアッシュの良好な利用手段を緊急に模索している。フライアッシュの為の１つの可能な出口は、コンクリート又はモルタル混合物への混入である。フライアッシュは、２つの別々の方法でコンクリートで使用される。一つはセメントの置き替えであり、今一つは充填材としての使用である。第１の使用は、フライアッシュが、石灰又は水酸化カルシウムと反応した場合に、セメント組成物の強度を高めるフライアッシュのポゾラン性の利点を有する。然しながら、フライアッシュは、比較的不活性であり、圧縮強度の増加は、発現までに９０〜１８０日を要する。又、フライアッシュは副産物であるが故に、フライアッシュの品質は、コンクリート工業のエンドユーザーにとって、常に最大の関心事あった。コンクリートへのフライアッシュの混入は、ワーカビリティーを改善し、それによって通常のコンクリートと比べて水の必要量を減少する。これは、コンクリートが現場にポンプ輸送される場所では極めて有利である。その他の多くの有利な効果としては、ブリージングの減少、相分離の減少、浸透性の減少、可塑性の増加、低い水和熱及び硬化時間の増加がある(前述のACI Committee 226，1987) 。スランプは、フライアッシュが使用されると高い(Ukita et al.，1989，SP-11 4，American Concrete Institute，Detroit，pp．219-240)。然しながら、コンクリートへのフライアッシュの使用には多くの欠点がある。例えば、コンクリートにフライアッシュを添加すると、空気連行が低く、初期強度の発現の低い生成物となる。この様に、当該技術分野においては、酸及び硫酸塩抵抗性コンクリート及びモルタルへの要望が存在する。構造物に要求される強度増加仕様の速度を犠牲にすることなく、納得のいく価格での酸及び硫酸塩抵抗性コンクリート及びモルタルへの一層緊急な要望が存在する。更に、石炭燃焼で製造されるフライアッシュの経済的利用を見出す事への要望が存在する。これらの及びその他の要望は本発明で示される。この出願でのいかなる参照の引用又は同定は、その様な参照が本願発明の先行技術として利用出来るものであるとの許容として考慮されてはならない。発明の要約本発明は、酸又は硫酸塩の攻撃に対する高められた抵抗性を有する、フライアッシュを含む硬化性混合物に関する。本発明の硬化性混合物は、セメント材料及び細骨材を含み、更に粗骨材を含んでもよい。セメント材料は、フライアッシュと共にセメントを含んでもよい。細骨材は砂を含み、又フライアッシュとセメントを含んでもよい。硬化性混合物中のフライアッシュの全量は、全セメント量の約６０重量％〜約１２０重量％の範囲であり、好ましくは、約７０重量％〜約１２０重量％の範囲であり、最も好ましくは約１００重量％である。本発明によれば、フライアッシュは、サイズ又は容量によって、狭い粒径範囲又は容量を有する区分に区分けされ、好ましくは細粒径又は容量を有する区分のものが使用される。好ましくは、本発明の混合物は、約５重量％〜約３５重量％のフライアッシュ、より好ましくは、約１０重量％〜約２５重量％のフライアッシュ、及び砂及びフライアッシュを含む細骨材を含むセメント材料で調製され、その硬化性混合物中に存在するフライアッシュの全量は、その混合物中のセメント材料中の全セメント量の約６０重量％〜約１２０重量％である。本発明のより好ましい観点では、フライアッシュは、約６００未満の粉末度モジュラスで定義される粉末度を有し、この粉末度モジュラスは、０、１、１．５、２、３、５、２０、４５、７５、１５０及び３００の篩上に残ったフライアッシュの割合の合計として計算される。更に好ましくは、フライアッシュは、約３５０未満の粉末度モジュラスを有する細粒区分である。硬化性混合物の圧縮強度増加でのフライアッシュの粉末度の役割は、米国特許出願番号第０８／２４６，８７５号(１９９４年５月２０日出願、Attorney Dochet No．715-1-035，名称“ IMPROVED COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE AND MORTAR CONTAINING FKY ASH ，発明者は、本願の発明者と同じ、ここにその全体を参照として引用する)において、より完全に述べられる。フライアッシュの細粒区分の使用は、酸及び硫酸塩攻撃からの最大保護を用意し、構造物又はその他の適用での使用に対して十分な圧縮強度特性を示す硬化性混合物を調製するのに臨界的である。更なる観点では、混合物中に存在するフライアッシュの全量は、その混合物中のセメント材料中の全セメント量の約７０重量％〜約１１０重量％である。より好ましくは、混合物中に存在するフライアッシュの全量は、その混合物中のセメント材料中に存在する全セメント量とほぼ同じ（１００重量％）である。１つの観点では、硬化性混合物はコンクリートである。例えば、本発明は、セメント材料約１重量部、細骨材約１〜約３重量部、粗骨材約１〜約５重量部、及び水約０.２８〜約０.６重量部を含むコンクリートに関し、セメント材料はフライアッシュとセメントを含んでもよく、混合物中のフライアッシュの全量は、全セメント量の約６０重量％〜約１２０重量％である。好ましくは、フライアッシュは上記で定義された様な粉末度を有する。他の観点では、硬化性混合物はモルタルである。従って、本発明は、セメント材料約１重量部、細骨材約１〜約３重量部、及び水約０.２８〜約０.６重量部を含むモルタルに関し、セメント材料はフライアッシュとセメントを含んでもよく、混合物中のフライアッシュの全量は、全セメント量の約６０重量％〜約１２０重量％である。好ましくは、フライアッシュは上記で定義された様な粉末度を有する。本発明は、酸及び硫酸塩抵抗性及び最も経済的な最大圧縮強度の目標の達成を意図するものである。１つの観点では、本発明は、相当するセメント又はモルタル組成物、即ちフライアッシュを欠く同じ量のセメントの組成物より大きな圧縮強度を持つ、フライアッシュを含む硬化性混合物、特にコンクリート又はモルタルを提供するものである。これは、添加材又は細骨材代替物として、又は両方のものとして、セメントの量を減らす事なく、通常のセメントにフライアッシュを添加する事によって達成される。この様に、フライアッシュのポゾラン活性は、セメント単独で可能な以上の硬化性混合物の強度を増加する。更に、強度増大速度は極めて早く、これは初期強度増大がセメントによって用意されるものであり、その後の強度がフライアッシュのポゾラン活性によってもたらされるからである。好ましくは、添加材として使用されるフライアッシュの全量は、セメントの全量と略等しい。本発明のこの実施態様は、圧縮強度の増大が、建築スケジュールにとって臨界的であり、腐蝕からの保護が必要とされる様な建築計画にとって好ましい。本発明のこの実施態様は価格が高いが、おおざっぱにいって、通常の硬化性混合物、例えばセメントだけを含むモルタル又はコンクリートと同じ価格であり、本発明は、酸及び硫酸塩抵抗性がより強力な生成物を有利に提供する。他の実施態様では、フライアッシュ無しの混合物と同じ圧縮強度増大速度を示すフライアッシュを含む硬化性混合物であって、価格を抑えた硬化性混合物が調製出来る。フライアッシュはセメント材料のセメントの一部置き替え、例えばセメントの約５％〜約３５％の置き替えとして使用出来る。この実施態様では、圧縮強度の増大速度を減少させる事無しに、フライアッシュがセメントを置き替える事の出来る程度は、フライアッシュの粉末度に依存する。フライアッシュの粉末度が大きければ大きい程、セメント材料中のセメントの置き替えに使用出来るフライアッシュの量は多くなる。更に、フライアッシュは、細骨材又は添加材として含む事が出来る（フライアッシュは、セメント材料、細骨材又は添加材として導入されるて、ポゾラン活性を有するが）。好ましくは、フライアッシュの全量はセメントの全量に等しい。尚他の実施態様では、本発明は、安価な硬化性混合物を提供し、そこにおいてはセメント材料のセメントの約５０％がフライアッシュで置き替えられる。好ましくは、フライアッシュは、高い粉末度のフライアッシュである。この混合物の圧縮強度増大速度は、構造物での使用としてはかなり遅いが、１８０日以降では、混合物の圧縮強度はフライアッシュ無しの混合物と略同じである。この様に、直ぐの使用を必要としないコンクリート下水道管の様なコンクリート製品は、非常に安価に製造出来る。本発明を実施するに当たって、本発明者によって意図される最良の形式では、フライアッシュは、硬化性混合物、例えばコンクリート又はモルタル中のセメント材料中のセメントの２５％置換で使用される。更に、フライアッシュは、添加材又は骨材の置換又はその両方として使用され、その結果、硬化性混合物中に存在するフライアッシュの全量は硬化性混合物中に存在するセメントの全量と略同じである。その様な混合物は、十分な圧縮強度特性と共に、本発明によって与えられる酸及び硫酸塩抵抗性の全ての利点を提供する。従って、本発明の目的は、高い酸及び硫酸塩抵抗性があり、大きな圧縮強度を示す硬化性混合物を提供する事である。本発明の他の目的は、酸及び硫酸塩抵抗性で且つ安価であるが、同じ圧縮強度特性を示す硬化性混合物を提供する事である。本発明の尚他の目的は、酸及び硫酸塩抵抗性で、非常に安価であり、必要とされる圧縮強度を達成する硬化性混合物を提供する事である。本発明の尚他の目的は、フライアッシュを利用する事である。これら及びその他の本発明の目的は、本発明の以下の図及び詳細な説明を参照する事によって容易に明らかとなる。図面の簡単な説明図１は、区分されたフライアッシュ粒子とセメント粒子（逆三角形、９８％が７５μ以下の直径を有する）の粒径分布を示すグラフを表す。（Ａ）ドライボトムフライアッシュ（黒四角形、粒子の９２％が７５μ以下の直径を有する）及び区分１Ｃ（黒三角形、９５％が１５０μ未満）、１１Ｆ（黒菱形、９６％が３０ μ未満）、１０Ｆ（白四角形、９４％が２０μ未満）、６Ｆ（白菱形、９９％が１５μ未満）、５Ｆ（Ｘ、９８％が１０μ未満）、及び３Ｆ（白三角形、９０％が５μ未満）。（Ｂ）ウエットボトムフライアッシュ（白四角形、粒子の９５％が７５μ未満）及び区分１８Ｃ（白三角形、９０．２％が７５μ未満）、１８Ｆ（Ｘ、１００％が３０μ未満）、１６Ｆ（白菱形、９９％が２０μ未満）、１５Ｆ（９９％が１５μ未満）、１４Ｆ（黒菱形、１００％が１０μ未満）、及び１３Ｆ（黒四角形、９３％が５μ未満）。ドライ又はウエットボトムボイラーからのフライアッシュは、回収されて、以下の実施例で述べられる６つの異なる粒径分布区分に区分された。図２は、セメント材料中に２５％のフライアッシュを含むモルタル試料の重量と、その試料用の１００ｍｌ／ｌＨ₂ＳＯ₄浴中への浸漬時間との間の相関関係を示すグラフである。＋印：区分されていないドライボトムフライアッシュ、白菱形：区分されていないウエットボトムフライアッシュ、白三角形：区分されたドライボトムフライアッシュ試料６Ｆ、白四角形：比較試料（フライアッシュ無し）、Ｘ：区分されたドライボトムフライアッシュ試料１６Ｆ２５。図３は、セメント材料中に５０％のフライアッシュを含むモルタル試料の重量と、その試料用の１００ｍｌ／ｌＨ₂ＳＯ₄浴中への浸漬時間との間の相関関係を示すグラフである。使用された記号は図２と同じである。図４は、１００ｍｌ／ｌＨ₂ＳＯ₄浴中へ３０日間浸漬した試料の写真である。対照（ＣＦ）及び２０％フライアッシュ置換試料（１６Ｆ２５、６Ｆ２５、ＭＯ２５、及びＨＯ２５）は、この処理によって激しく腐蝕されたが、５０％置換試料（１６Ｆ５０、６Ｆ５０、ＭＯ５０、及びＨＯ５０）は、相対的に影響を受けなかった。図５は、２８日間の酸浴処理後の、セメント材料としてのフライアッシュを種々の割合で含むモルタル試料の重量損失及び圧縮強度損失を示すグラフである。このデータは、酸及び硫酸塩抵抗性に対するフライアッシュとセメントの最適比が１：１である事を示す。この比は、試験した全ての試料で、最少の重量損失と最少の圧縮強度損失をもたらした。発明の詳細な説明上述の通り、本発明は、フライアッシュを含む、酸及び硫酸塩抵抗性硬化性混合物に関する。好ましくは、使用されるフライアッシュは、粉末度が特定化された範囲のフライアッシュである。この明細書を通して、特定の比、パーセンテージ又は割合が述べられる所では、それらは重量で決められるものであって、容量ではない。本発明は、フライアッシュの原料及び化学組成に拘わらず、フライアッシュのポゾラン特性は、フライアッシュの粉末度の程度に依存するという所見に、一部基礎を置く。ここで定義された様な特定の粉末度モジュラスの区分へのフライアッシュの区分化は、フライアッシュの分類又は燃焼条件に関係なく、高い品質管理を提供するという事が分かった。特定の実施態様では、フライアッシュモルタルの腐蝕抵抗は、十分に定義された物理的及び化学的特性のフライアッシュを使用して研究された。フライアッシュは、モルタル中で水酸化カルシウムと反応させて、モルタルと酸との反応性を減少させる為に、モルタル中にポゾランとして導入される。区分化されたフライアッシュの異なる比率で作製したフライアッシュモルタル試験片であって、通常のセメント量を含むモルタル試験片を、濃硫酸浴中に浸漬し、酸攻撃に対するそれらの抵抗性を評価した。強度及び酸攻撃による重量損失を観察した。それ故、本発明は、フライアッシュを含むモルタルが硫酸浴による劣化に対してより一層抵抗性であった事の所見に、その一部を置く。最大の酸抵抗性の為の最適フライアッシュ濃度は、セメントの量と同じである事、即ち、最大の酸抵抗性を与えたモルタル中ではセメントとフライアッシュは等量である事が分かった。同様の結果は、フライアッシュを含むコンクリートで得られた。ここで使われている「フライアッシュ」という言葉は、微粉炭燃焼中に生成される材料の組成に類似するか同じ化学的組成を有する固体材料を意味する。特定の観点では、この固体材料は、微粉炭燃焼後に残る材料である。ＡＣＩ Committ ee 116(1990，ACI 116-85．ACI Manual of Concrete Practice Part 1，America n Concrete Instutute，Detroit)は、フライアッシュを、「煙道ガスを通して燃焼室から運ばれる、粉砕された石炭又は粉炭の燃焼から得られる微粉化残渣」と定義している。一般に、種々の石炭から由来するフライアッシュは、化学組成を異にするが、フライアッシュの基本的成分は、SiO₂(25%〜60%)、Al₂O₃(10%〜30% )、及びFe₂O₃(5%〜25%)である。フライアッシュのMgO含有量は、一般に5%以下である。この様に、「フライアッシュ」という言葉は、約25%〜約60%のシリカ、約 10%〜約30%のAl₂O₃、約5%〜約25%のFe₂O₃、約0%〜約20%のCaO、及び約0%〜約5% のMgOを含む固体粉末を意味する。「フライアッシュ」という言葉は、更に、合成フライアッシュを意図し、ここに述べられたフライアッシュと同じ挙動特性を持たせる為に調製されてもよい。現に、フライアッシュは、ＡＳＴＭＣ６１８（１９９０、上記）により、基本的に２つのグループ、即ちクラスＣ及びクラスＦに分類される。クラスＦは、無煙炭又は歴青炭を燃焼する事により一般に生成され、クラスＣは半歴青炭又は亜炭から得られる。一般に、半歴青炭の燃焼からのフライアッシュは、歴青炭からのフライアッシュよりもCaOが多く、Fe₂O₃が少ない(Berry and Malhotra， 1980，ACI J．Proceedings 77:59-73)。この様に、クラスＣのフライアッシュの CaO含有量は、通常、１０％より高く、SiO₂、Al₂O₃及びFe₂O₃の酸化物の合計が5 0%以上である。クラスＦのフライアッシュのCaO含有量は、通常、１０％より低く、上記の酸化物の合計は70%以上である。フライアッシュのガラス相は、燃焼条件とボイラーの型に本質的に依存する。異なるボイラー、例えばドライボトムボイラー又はウエットボトムボイラーから得られる非区分化フライアッシュは、異なる挙動を示す事が分かっている。高温に達するボイラーは、より一層発達又は明白なガラス相を伴うフライアッシュを生成する。別に、フライアッシュの溶融温度を減少させる融剤を存在させての燃焼では、低温ボイラーの燃焼によって製造されるフライアッシュのガラス相を、又増加させる事が出来る。フライアッシュを含む硬化性混合物の圧縮強度は、フライアッシュのガラス相に一部依存するかも知れないので、一般には、高温ボイラーで製造されたフライアッシュ又は、融剤の存在下で製造されたフライアッシュ或いはその両方のフライアッシュが好ましい。然しながら、ここに示した様に、粉末度モジュラスは圧縮強度にとっては最も重要なパラメーターであり、特定の粉末度モジュラスを持つ、任意の原料からの区分化フライアッシュは、本発明によって使用出来る。フライアッシュは、一般に、乾燥した微粉砕形態であるが、多くの場合、天候及び輸送過程により、フライアッシュは湿った状態になり、時に塊状態になる。その様なフライアッシュは、その塊が微粒子に分散出来ない限り、反応性が乏しくなる。ポゾランとは、ＡＳＴＭＣ５９３（1990，ASTM C 593-89，Annual Book of ASTM Standards，Vol．04.02）により定義されている様に、それ自身の中にはセメントとしての価値を殆ど又は全く持たないが、微粉砕形態及び湿気の存在下では、アルカリ及びアルカリ土類水酸化物と、通常の温度で反応し、セメントの性質を有する化合物を形成又は形成の手助けをするシリカ状又はアルミノ−シリカ材料である。フライアッシュを含むコンクリート又はモルタルの圧縮強度増大速度は、区分化されたフライアッシュの粉末度モジュラスに依存する。ここで使われる「粉末度モジュラス」という言葉は、フライアッシュの粒子の容積分布又はフライアッシュの粒径分布の目安を意味する。本発明によれば、粉末度モジュラスは、中央直径決定又は全表面積決定より一層有益な分布分析である。好ましくは、粉末度モジュラスは、一連の異なる寸法の篩のそれぞれの上に残るフライアッシュの割合の合計として決定される。従って、「粉末度モジュラス」という言葉は、一連の選択された篩によって変わり得る相対値を意味する。故に、本発明のよれば、小さな粒径又は直径のフライアッシュ粒子は、硬化性混合物での使用に適し、一連の小さな篩が選択される場合は、粉末度モジュラスのより正確な決定が利用出来る。好ましくは、篩の寸法は、主に１０μ以下、例えば、０.５、１、２、３、４、５、６、７、８及び１０μであってもよい。この場合、好ましい粉末度モジュラスは、小さな直径又は小さなサイズのフライアッシュに対するこの値の、より大きな精度での決定を反映する高い絶対数である。セメントを含む硬化性混合物でのフライアッシュのポゾラン反応は、フライアッシュの構成成分と水酸化カルシウムとの間の反応である。これは、一般に、多孔溶液(pore solution)中での、フライアッシュのガラス相からのシリケートとアルミネートと水酸化物イオンとの間のフライアッシュ粒子の表面で起こるものと考えられる(Plowman，1984，Proceedings，2nd Int'l Conference on Ash Tec hnology and Karketing，London，pp．437-443)。然しながら、特許出願番号第0 8/246,875号(1994年５月20日出願、Attoney Docket No．715-1-035)で示された様に、フライアシュのポゾラン反応は、フライアッシュ粒子の容積に依存する。即ち、粒子容積が小さくなればなる程、圧縮強度に貢献するセメントとの反応が急速に完結する。異なるタイプのフライアッシュでのそれらのガラス相の溶解性及び反応性の速度は、フライアッシュのガラス相に、即ちフライアッシュを生成するボイラーの燃焼温度に依存する。フライアッシュのガラス相に関する燃焼条件の効果に加えて、１つのクラスからの異なるフライアッシュは、SiO₂、Al₂O₃ 及びFe₂O₃含有量及び他のファクター、例えば粒径分布及びフライアッシュの貯蔵条件に依存して異なる挙動を示す事が出来る(Aitcin et al.，1986，“Compar ative Study of he Cementitious Properties of Different Fly Ashes,” in Fly Ash，Silica Fume，Slag，and Natural Pozzolans in Concrete，SP-91 ．American Concrete Institute，Detroit，pp．91-113; Liskowitz et al.，19 83，Final Report，Vol．1，U．S．Deparment of Energy，Morgantown Energy T echnology Center，August，211 pp.)。水和中に、ポルトランドセメントは、多孔空間(pore space)に放出される石灰 (CaO)の過剰物を生成する。この石灰の存在が、フライアッシュ中のシリカ成分と水酸化カルシウムんとの間の反応を許し、付加的カルシウムシリケート水和物 [C-S-H］を形成する。ヘー等(He et al.，1984，Cement and Concrete Research 14: 505-511)は、フライアッシュ-ポルトランドセメントペースト中の結晶性水酸化カルシウムの含有量はフライアッシュの付加につれて減少し、ほぼ同様に付加C-S-Hを形成する為のフライアッシュからのアルミナ及びシリカとカルシウムとの反応の結果、減少する。この過程はコンクレートを安定化し、浸透性を減少し、化学的攻撃に対する抵抗性を増加させる。特定の理論又は仮説に拘泥される積もりはないが、コンクリート又はモルタルの様な硬化性混合物の多孔空間に配置するフライアッシュ粒子の能力は、粒子が、圧縮強度での貢献において、又はセメントにおける反応性成分との反応において如何に効果的であるかを決定する。この様に、多孔空間は、小さい容積を持つ粒子を受入れ易いので、フライアッシュの細粒区分を使用する事が好ましい。然しながら、本発明は、特定の適用に対してはフライアッシュの区分の粒度を最適化する事を意図し、粉末度モジュラスの値の範囲を有するフライアッシュの区分を使用を使用する事を意図する。フライアッシュの区分化は、当該技術分野において公知の方法で行う事が出来る。好ましくは、区分化は、空気分類システム(air classifying system)で行う。特定の実施態様では、マイクロ−サイザー(MAICRO-SIZER)空気分類システムが、６つの異なる粒径範囲にフライアッシュを区分するのに使用された。他の実施態様では、フライアッシュは篩で区分化出来る。例えば、４５μ以下の篩が、決められた最大径の粒子を選択するのに使用出来る。更なる実施態様では、フライアッシュを、望ましいサイズ又は粉末度まで粉砕出来る。この方法は、フライアッシュの収量を増加する事が出来る。粉砕工程は、受入れ可能な均一粒子を生成し、粉砕機からの金属性又はその他の不純物を混入しない。ここで使用される「セメント」という言葉は、キルンで一緒に焼成され、微粉砕されたアルミナ、シリカ、石灰、酸化鉄及びマグネシアを含む粉末で、水と混合する事によって、硬化混合物の混合物中に存在する他の材料を結合又は一体化するものを意味する。この様に、本発明の硬化性混合物はセメントを含む。一般に、セメントという言葉は、水硬性セメント、例えばポルトランドセメント、特にポルトランドタイプＩ、II、III、IV及びV のセメントを意味するが、これらに限定されるものではない。ここで使用される「セメント材料」という言葉は、混合物中に存在する他の材料を結合又は一体化する、硬化性混合物の部分を意味し、セメント及びポゾランフライアッシュを含む。フライアッシュは、本発明の硬化性混合物中では、約５％〜約６０％のセメント材料を含む事が出来る。好ましくは、フライアッシュは、約１０％〜約２５％のセメント材料を含む事が出来る。セメント材料の残りはセ一般にセメントであり、特にポルトランドセメントである。下記の特定の実施態様では、本発明の硬化性混合物は、ポルトランドセメントタイプＩセメントを含む。フライアッシュが、本発明の硬化性組成物でセメント材料としてセメントの５０％未満での置き替えで使用される場合は、追加のフライアッシュをその組成物中に含む事が出来、その場合、フライアッシュの量は、セメント量の約１００％の範囲にある事が好ましい。特定の実施態様では、フライアッシュは、セメント材料の約１０％〜約２５％を形成し、フライアッシュは、約４：１〜約１：１の範囲で細骨材として使用される。この様に、この実施態様では、フライアッシュは、セメントの置換に加えての添加材、又はセメント及び細骨材の置換又はその両方である。「コンクリート」という言葉は、セメント材料、例えば砂の様な細骨材、粗骨材、例えば、こららに限定されるものではないが粉砕石灰石又は粉砕玄武岩粗骨材及び水を含む硬化性混合物を意味する。本発明のコンクリートは、更に決められた粉末度、好ましくは、フライアッシュが区分化された粉末度を有するフライアッシュを含む。特定の実施態様では、本発明のコンクリートは、約１重量部のセメント材料、約１〜約３重量部の細骨材、約１〜約５重量部の粗骨材、及び約０.２８〜約０.６重量部の水を含み、セメント材料／水比は略３：１〜１.５：１、好ましくはセメント材料／水比は、約２.２：１である。特定の実施態様では、コンクリートは、１部のセメント材料、２部のシリカ状川砂又はオタワサンド、３部の9mm(３／８″)粉砕玄武岩粗骨材及び０.５部の水を含む。「モルタル」という言葉は、セメント材料、細骨材、例えば、砂及び／又はフライアッシュ、及び水を含む硬化性混合物を意味する。本発明のコンクリートは、好ましくは決められた粉末度のフライアッシュを更に含む。更なる観点では、フライアッシュは、セメントの置換に加えて添加材、又はセメント及び細骨材の置換である。特定の実施態様では、本発明のモルタルは、約１重量部のセメント材料、約１〜約３重量部の細骨材、及び約０.２８〜約６.０重量部の水を含み、セメント材料／水比は略３：１〜１．５：１である。特定の実施態様では、モルタルは、１部のセメント材料、２.７５部のオタワサンド及び０.５部の水を含む。上記で示した様に、フライアッシュは、酸及硫酸塩抵抗性コンクリート又はモルタルの細骨材として使用出来、更にセメントの置換に加えて又はその代わりに使用出来る。何れの場合でも、フライアッシュポゾラン活性は混合物のセメント特性に貢献する。通常の細骨材、例えば砂のフライアッシュ置換は、コンクリート又はモルタルの圧縮強度の増加を伴う、酸及び硫酸塩抵抗性の利点を用意する。フライアッシュが、セメントの部分置換として使用され、そして細骨材として添加される場合は、フライアッシュのポゾラン活性の故に、得られる硬化性混合物はセメント単独の場合に比較し得る又はそれより大きいな圧縮強度を有する事が出来る。フライアッシュが、添加材として単独使用される場合は、圧縮強度特性を大いに増加する硬化性混合物となる。本発明によれは、好ましくは、フライアッシュの細粒区分が使用される。本発明によれば、硬化性混合物は、更に次の一種以上を含む事が出来る：ガラス繊維、シリコン金属工業の副生成物であって、約９６％〜９８％の反応性SiO₂ を通常含み、一般に１μ未満の非常に微細な粒子である溶融シリカ、及びコンクリートの混合の為の要求度を減少させる為に使用される、高価であるが一般的な添加剤であるスーパー可塑剤、例えばダラセム１００(Daracem-100)(W.R．Grace )。溶融シリカの添加は、硬化性混合物の強度増加の初期速度を高める事が出来、それ故に、本発明の硬化性混合物の望ましい成分であってもよい。この溶融シリカは、反応性であり、又セメント中の酸及び硫酸塩抵抗性材料を結合する事が出来る。特定の実施態様では、本発明の硬化性混合物は、又強化の為のガラス繊維を含んでもよい。強化の為の、本発明の硬化性混合物でのガラス繊維の使用は、フライアッシュ、特に細粒区分のフライアッシュが、グラス繊維よりも、セメントの反応性成分、例えばCa(OH)₂と一層容易に反応し、これによって、ガラス繊維を劣化させるこれら反応性成分とガラス繊維との長期間の反応を防ぐ事の故に達成され得る。この様に、本発明は、ガラス繊維が、又保護されるので、著しく高められた圧縮強度を有する酸及び硫酸塩抵抗性コンクリート又はモルタルを提供する。上で論じた様に、最も不活性な硬化性混合物の結果物は、略等量のフライアッシュ、又はフライアッシュと溶融シリカ（以下で論じられる）及びセメントを含むものである。他の特定の実施態様では、本発明の硬化性混合物は、更にガラス繊維及び溶融シリカを含む。溶融シリカはグラス繊維よりもセメントの反応性成分と一層容易に反応し、劣化からのガラス繊維の望ましい保護を初期に用意し、同時に圧縮強度増加を初期に用意する事が出来る。次に、フライアッシュはセメントの反応性成分と反応し、ガラス繊維の初期及びその後の反応性を造り出す。上述の通り、ガラス繊維とアルカリ及びアルカリ土類との反応は、ガラス繊維の劣化へとつながり、そして硬化性混合物の引っ張り強度の損失となる。 7.62cm x 15.24cm x 68.58cm（３″ｘ６″ｘ２７″）の寸法の本発明のコンクリート梁は、例えば３点荷重の単純梁を使用して、フライアッシュコンクリートの曲げ強度の評価に使用出来る。好ましくは、その様な試験方法は、ＡＳＴＭＣ７８（1990，ASTM C 78-84，Annual Book of ASTM Standards，Vol．04.02 ）による。化学組成区分化フライアッシュの化学組成区分化フライアッシュの化学組成は表１に示される。試料ＣＥＭは、この研究で使用されるセメント試料である。試料ドライ及びウエットは、それぞれ、非区分化ドライ及びウエットボトムボイラーアッシュからのフライアッシュである。３Ｆは、ドライボトムアッシュの最も細かいフライアッシュ試料であり、１３Ｆはウエットボトムアッシュの最も細かいフライアッシュ試料である。ドライ及びウエットボトムアッシュの最も粗いフライアッシュ試料は、それぞれ１Ｃ及び１８Ｃである。ここで使用されるドライ及びウエット両方のフライアッシュは、ＡＳＴＭＣ −６１８（上記、1990）によりクラスＦとして分類された。区分されたフライアッシュの殆どは粒径の変化と共に、酸化物成分を僅かに変化させた。クラスＦ（高カルシウム）の粒径区分への分離は、粒子間の顕著な化学的、形態学的又は鉱物学的区分とはならない(Hemming and Berry，1986，Symposium Proceedings，F ly Ash and Coal Conversion By-Products: Characterization，Utilization an d Disposal II,Material Research Society 65: 91-130)。SiO₂含有量は、粒径が大きいと、低くなる傾向にある。２つのフライアッシュの化学的組成における相違は、SiO₂、Fe₂O₃及びCaO含有量で観察される。ドライボトムフライアッシュの試料は、ウエットボトムフライアッシュよりも約１０％程SiO₂が多かった。ドライボトムフライアッシュのCaO含有量は、１.９０％〜２.９９％で変化するが、ウエットボトムフライアッシュでは、CaOは６.５５％〜７.３８％で変化した。ウエットボトムフライアッシュのFe₂O₃含有量は、ドライボトムフライアッシュの約２倍であった。フライアッシュの各タイプのFe₂O₃の最も高い濃度は、最も粗い粒径、即ち、１Ｃ及び１８Ｃで観察された。フライアッシュの化学組成は表１に示される。フライッシュを異なるサイズに区分化した後では、最も細かい粒子の強熱減量 (LOI)は、大きな粒子よりも大きかった事が注目に値する。換言すれば、LOI含有量は粒径が増加するにつれて徐々に減少した。ラビナ(Ravina)(1980，Cement an d Concrete Research 10: 573-80)は又、最も細かい粒子のフライッシュは高いL OI値を有する事を報告している。ウキタ等(Ukita et al.，1989，Fly Ash，Sili ca Fume，Slag，and Natural Pozzolans In Concrete，SP-114，American Concr ete Institute，Detroit，pp．219-40)は又、化学組成は、フライアッシュの中央径が、17.6から3.3へと減少しても変化しないが、LOIは2.78から4.37へと増加した事を示した。我々の観察及びそれらの先行の報告は、ACI Committee 226の報告(1987，“Use of Fly Ash In Concrete,”ACI 226.3R-87，ACI J．Pro ceedings，84: 381-409)及びシュウ等の報告(1990，Symposium Proceedings，Fl y Ash and Coal Conversion By-Products: Characterization，Utilization and Disposal VI，Materials Research Society 178:159-166)とは抵触する。これらは、フライアッシュの粗い区分は通常細かい区分よりも高いLOIを有すると述べている。区分フライアッシュの粒径分析ドライ及びウエットボトムボイラーからの区分フライアッシュの粒径分布は、図1A及び1Bのそれぞれに示される。供給原料のフライアッシュに対する曲線は、非区分供給原料アッシュが、全体の範囲の粒径を含むのでその他のもの程急勾配ではなく、区分試料よりも広範囲の粒径分布である。粒子径より小さいサイズを有する各区分でのフライアッシュの割合は各曲線の括弧で示される。例えば、3Fのフライアッシュの場合、ドライボトムフライアッシュの細粒、3F(90%-5)はフライアッシュ粒子の90%が５ミクロンより小さい事を意味する。供給原料から、各タイプのフライアッシュは、６つの範囲に区分された。図１Ａ及び１Ｂで示される通り、フライアッシュの粒径は０〜５.５ミクロンから０〜６００ミクロンに変化する。３Ｆ及び１３Ｆの中央直径は、それぞれ２.１１及び１.８４であったが、最も粗い粒子径の中央直径、１Ｃ及び１８Ｃはそれぞれ３９.４５及び２９.２３であった。ウエットボトムフライアッシュに対しては、１３Ｆが最も細かい区分であり、１８Ｃが最も粗い区分であった。非区分ウエットボトムフライアッシュは、非区分ドライボトムフライアッシュよりも細かい事が分かった。非区分ドライボトムフライアッシュの粒径は、１３ .７３μの中央粒子直径を持ち、約１μ〜６００μで変化した。非区分ウエットボトムフライアッシュは、６.４１μの中央直径を持つ３００μまでの粒子を含んでいた。小さな粒径区分からの粒子はより球形を有する傾向にある(Hemming and Berry，1986,上記)。区分フライアッシュの粉末度フライアッシュの粉末度の値は、湿潤篩分析(wet sieve analysis)及びフライアッシュの比重と一緒のブレーン粉末度の両方で決定し、表２に示される。また、粒子の直径の５０％はこのサイスより大きい、中央直径がこの表に示される。ＡＳＴＭＣ−６１８(1990,上記)により、区分１Ｃフライアッシュは、No.325 篩上に残ったフライアッシュの割合が、34％より多いので、コンクリートでの使用には向かない。２つの方法が区分フライアッシュの粉末度測定に使用された。第１の方法は、４５μ(No．325)篩上の残渣の決定を含む。No．325篩方法の使用では、区分フライアッシュ試料の３Ｆ、５Ｆ、６Ｆ、１０Ｆ、１３Ｆ、１４Ｆ、１５Ｆ、１６Ｆ及び１８Ｆは同じ粉末度を有した。それらの全てはゼロ残留であった。第２の方法は、空気浸透テストによる表面積測定であった。表３から、区分フライアッシュの粒径が細かい程、比重及びブレーン粉末度が高い事が知れる。一般に、大きな粉末度のフライアッシュは、大きな比重を有し、以前の研究と一致する（Hansson，1989，Symposium Proceedings Fly Ash and Coal Conversion By-Products: Characterization，Utilization and Disposal V，Material Research Society 136:175-183）。異なる電力発生プラントからのフライアッシュの密度は、１.９７〜２.８９g/ cm³で変化するが、通常は約2.2〜2.7の範囲である(Lane and Best，1982,上記) 。マクラーレン及びディジョリンによって行われた研究(McLaren and Digionlin ，1990，Coal Combustion and By-Product Utilization Seminar，Pittsburgh， p.15)では、クラスＦのフライアッシュは２.４０の平均比重値を有していた事を報告している。区分フライアッシュの比重は、最も粗いフライアッシュの２.２８〜最も細かいウエットボトムフライアッシュの２.７５で変化する。細かいボトム及びウエットボトムフライアッシュ間の密度の相違は、非常に細かい粒子のウエットボトムフライアッシュは、厚い壁で覆われた、孔のないもの、或いはドライボトムフライアッシュよりも一層緻密なガラス及び結晶成分から成る事を暗示する(Hemming and Bery，1986，Syposium Proceedings，Fly Ash a nd Coal Conversion By-Products: Characterization，Utilization and Dispos al II，Material Research Society 65:91-103)。フライアッシュモルタルの腐蝕抵抗性区分フライアッシュ６Ｆ、１６Ｆ、ドライボトムフライアッシュ供給原料（ドライ）及びウエットボトムフライアッシュ（ウエット）をセメントと混合し、フライアッシュセメントモルタルを形成した。使用した混合割合は、表３に示される。表から分かる様に、混合で使用したフライアッシュの割合は、セメント（セメント及びフライアッシュ）材料の２５及び５０重量％であった。換言すれば、この実験では、フライアッシュは、セメント材料においてセメントを置き替えた。全ての混合のセント材料に対する水比は０．５の一定に保たれた。標準5.08cm（２インチ）立方体を成型し、酸浴に入れる前に、標準石灰水中で約６０日養生した。各立方体を注意深く秤量した。次いで、フライアッシュセメントモルタル試料及び比較試料（１００％セメント、セメント材料中にフライアッシュなし）を１００ml/l硫酸浴に浸漬した。全ての試料を、試験日まで、同じ腐蝕条件下に保った。酸攻撃に起因する損傷の範囲を評価する為に、試料を酸浴から取り出し、水道水で洗浄した。次いで、試料を、飽和表面乾燥条件で計量した。次いで、重量損失を、最初に記録しておいた元の試料の重量と比較して決定した。結果及び考察「ＣＦ」表示の試料は対照混合で、混合中にフライアッシュを含まない。「２５」及び「５０」の数字は、フライアッシュで置き替えられたセメントの割合を表す。濃硫酸１００ml/l溶液に浸漬後の異なる材令での試料の重量は表４に示される。硫酸溶液に浸漬される前のフライアッシュモルタルの圧縮強度が、又表４に示される。セメントを含み、フライアッシュを含まない対照試料では、酸攻撃による腐蝕が驚くべきものである。対照試料での重量損失は７日で３０％であり、２１日で６７％であった。セメントモルタルのその様な急速な劣化は驚くべきものである。このデータは、セメント対照試料中の遊離石灰又は水酸化カルシウムが、酸攻撃に対して極端に攻撃を受け易い事を示す。セメントに対するフライアッシュの置換は、遊離の水酸化カルシウム化合物を結合し、それらを硫酸攻撃から防御するかも知れない。表４で示される結果は、２５％のフィライアッシュモルタル試料は酸劣化を受け易いが、対照試料よりは僅かに少ない。酸攻撃からの部分的保護はフライアッシュのタイプ又はその粒径に拘わらず観察された（図２）。モルタルにおいて、セメントの５０％が置き替えられると、重量損失の範囲は著しく減少する。７日後では、測定可能な重量損失は存在しない。重量損失は、２１日後では６％まで抑制された。この程度の置換では、フライアッシュのタイプ及びその粒径は、フライアッシュモルタルの腐蝕抵抗に顕著な効果を持たなかった（図３）。３０日後では、フライアッシュの粒径は、腐蝕抵抗に効果を示した（図４）。非区分フライアッシュは、区分された１５ミクロンアッシュ試料(１６ＦＣ５０) より損傷する様に見える。図４は、３０日間硫酸に浸漬した後のフライアッシュモルタル試料の残部を示す。対照及び、混合物中でフライアッシュでセメントの２５％を置換したフライアッシュモルタル試料は、１００ml/l硫酸での処理後では、著しい重量損失を示す。混合物中でフライアッシュ50％では、モルタル試料は、対照及び２５％フライアッシュセメント試料よりも酸攻撃に対して一層抵抗性である。圧縮強度に関しては、２５％セメント置換の試料は、５０％のものより高い圧縮強度を与えた。圧縮強度を基準にして、試料を２つのクループに分ける事が出来る。第１は対照と２５％フライアッシュ試料であり、６３２.７ｋｇ／ｃｍ²（９０００ｐｓｉ）より大きい圧縮強度の値を示す。第２のグループは５０％フライアッシュモルタル試料から成り、３５１.５ｋｇ／ｃｍ²(約５０００ｐｓｉ)〜４５６.９ｋｇ／ｃｍ²（６５００ｐｓｉ）の間の強度を有する。セメントを置き替えるフライアッシュの種々の量を含むモルタル試料の重量損失及び圧縮強度は図５で示される。このグラフは、セメントの５０％がフライアッシュで置き替えられる時、即ち存在するフライアッシュの量がモルタル中に存在するセメントの量と略同じである時は、硫酸攻撃からの保護の明らかな最大を示す。この結果は更に、最大腐蝕抵抗が、モルタル、又はセメント、組成物でのセメント／フライアッシュの比が１：１の時に達成される事を示す。フライアッシュの量の多少は、酸攻撃から、増加した重量損失及び圧縮強度の損失へとつながる。明らかに、試料の圧縮強度は、酸攻撃の正確な決定因子ではない。むしろ、それは、抵抗性を支配する混合物中におけるフライアッシュの量である。これらのデータは、許容圧縮強度を維持しながら酸攻撃に対する腐蝕抵抗を用意する為のセメント材料のフライアッシュ含有量の限界、即ちフライアッシュでのセメントの最大置換は約３５％である事を示す。本発明は、ここに開示の特定の実施態様によって範囲を限定されるものではない。事実、ここに開示されたこれらに加えて種々の変更が、前述の記述及び添付図から、当業者には明らかになるであろう。その様な変更は、クレームの範囲内含まれるものである。種々の刊行物がここに引用され、その記述は、その全体が参照によって引用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者リスコウィッツジョンダブリューアメリカ合衆国ニュージャージー州 08502 ベルミードバランカードライヴ 30 (72)発明者ウェチャラタナメティアメリカ合衆国ニュージャージー州 07054 パーシッパーニードーリックアベニュー 14 (72)発明者ジャテュラピタックルチャイタイバンコク 10160 フェトカセムムー 15 ソイ 37−８

Claims

【特許請求の範囲】１．セメント材料、フライアッシュ及び細骨材を含む硬化性混合物であって、セメント材料がフライアッシュと共にセメントを含んでもよく、フライアッシュの全量が、硬化性混合物中の全セメント量の約６０重量％〜約１２０重量％の範囲である硬化性混合物。２．フライアッシュが、約６００未満の粉末度モジュラスによって定義される粉末度を有し、粉末度モジュラスが、０、１、１.５、２、３、５、１０、２０、４５、７５、１５０及び３００ミクロン篩上に残留するフライアッシュの割合の合計で算出される、請求項１記載の硬化性混合物。３．セメント材料が、約５重量％〜約３５重量％のフライアッシュを含み、細骨材が砂及びフライアッシュを含む、請求項１記載の硬化性混合物。４．セメント材料が、約２５重量％のフライアッシュを含み、混合物中のフライアッシュの全量が全セメント量の約１００重量％である、請求項３記載の硬化性混合物。５．混合物中に存在するフライアッシュの全量が、混合物中のセメント材料中の全セメント量の約７０重量％〜約１１０重量％である、請求項１記載の硬化性混合物。６．混合物中に存在するフライアッシュの全量が、混合物中のセメント材料中に存在する全セメント量とほぼ同じである、請求項５記載の硬化性混合物。７．フライアッシュが、約３５０未満の粉末度モジュラスを有するウエットボトムフライアッシュである、請求項１記載の硬化性混合物。８．約１重量部のセメント材料、約１重量部〜約３重量部の細骨材、約１重量部〜約５重量部の粗骨材及び約０.２８重量部〜約０.６重量部の水を含むコンクリートであって、セメント材料が約０重量％〜約６０％重量のフライアッシュと約４０重量％〜約１００重量％のセメントを含み、フライアッシュの全量が全セメント量の約２５重量％〜約１５０重量％であるコンクリート。９．フライアッシュが、約６００未満の粉末度モジュラスによって定義される粉末度を有し、粉末度モジュラスが、０、１、１.５、２、３、５、１０、２０、４５、７５、１５０及び３００ミクロン篩上に残留したフライアッシュの割合の合計として算出される、請求項８記載のコンクリート。 10．セメント材料が、約５重量％〜約３５重量％のフライアッシュを含み、細骨材が砂及びフライアッシュを含む、請求項８記載のコンクリート。 11．セメント材料が、約２５重量％のフライアッシュを含み、混合物中のフライアッシュの全量が全セメント量の約１００重量％である、請求項３記載のコンクリート。 12．混合物中に存在するフライアッシュの全量が、コンクリートのセメント材料中の全セメント量の約７０重量％〜約１１０重量％である、請求項８記載のコンクリート。 13．コンクリート中に存在するフライアッシュの全量が、コンクリート中のセメント材料中に存在する全セメント量とほぼ同じである、請求項１２記載のコンクリート。 14．フライアッシュが、約３５０未満の粉末度モジュラスを有するウエットボトムフライアッシュである、請求項８記載のコンクリート。 15．約１重量部のセメント材料、約１重量部〜約３重量部の細骨材、及び約０. ２８重量部〜約０.６重量部の水を含むモルタルであって、セメント材料が約０重量％〜約６０重量％のフライアッシュと約４０重量％〜約１００重量％のセメントを含み、混合物中に存在するフライアッシュの全量が混合物中に存在する全セメント量の約２５重量％〜約１５０重量％であるモルタル。 16．フライアッシュが、約６００未満の粉末度モジュラスによって定義される粉末度を有し、粉末度モジュラスが、０、１、１.５、２、３、５、１０、２０、４５、７５、１５０及び３００ミクロン篩上に残留したフライアッシュの割合の合計として算出される、請求項１５記載のモルタル。 17．セメント材料が、約５重量％〜約３５重量％のフライアッシュを含み、細骨材が砂及びフライアッシュを含む、請求項１６記載のモルタル。 18．セメント材料が、約２５重量％のフライアッシュを含み、混合物中のフライアッシュの全量が全セメント量の約１００重量％である、請求項１７記載のモルタル。 19．混合物中に存在するフライアッシュの全量が、モルタルのセメント材料中の全セメント量の約７０重量％〜約１１０重量％である、請求項１５記載のモルタル。 20．モルタル中に存在するフライアッシュの全量が、モルタル中のセメント材料中に存在する全セメント量とほぼ同じである、請求項１９記載のコンクリート。 21．フライアッシュが、約３５０未満の粉末度モジュラスを有するウエットボトムフライアッシュである、請求項１５記載のモルタル。