53-1
東南ア
アにおけるフ
イアッ
ュコンク
ートの強度予測に関する研究
神田 雄大
1.
石炭灰 発生量 全世界 2011年 約4億8千万
ン 1) う ア ア諸国 石炭灰 発生量 他
地域 比較 約40% 大 い 2) 中 発展途
国 多い東 ア ア 経済 長 著 く 石炭
灰 発生量 増加 起 う 考え 経済面
環境面 コン ー 対 混和
イアッ 以 FA 大量 効利用 いく
検討 必要 あ
コン ー FA 割混合 場合 問題
初期強度発現性 い 挙 多く ア ア
諸国 気温 高い 影響 顕 くい
想定 う一 問題 FA 含
未燃カー ン AE 剤 吸着 適 連行空気
量 確保 コン ー 耐凍害性 い
う点 挙 多く ア ア諸国 気温 高
凍害 生 くい 問題 い 推測
今後 国 建設関連企業 東 ア ア 進出 いく
場合 想定 使用 料 品質 変動等 諸条
件 国 異 国々 い 環境 配慮 適
品質 実現 いく 求
踏 え 本研究 現地 FA 用い
コン ー 適 品質管理 行う 目的 イ
ン イン ネ ア タイ 3ヵ国 セメン FA 用
い 実験 FA 割混合コン ー 強度予測式
い 検討
2.実験計画
2.1 調合条件 び使用 料
表1 コン ー 調合 示 結合 現地 セ
メン FA 組 合わ 使用 調合 関
イン ネ ア タイ 関 セメン 2種類 FA
2種類あ 今回 料 量 関係 各セメン 対
1種類 FA 調合 実験 行 各調合 水粉体
比 60% 50% 45% 3パターン 設定 組
合わ イン 15調合 イン ネ ア タイ 18調
合あ 計51調合
2.2 実験概要
現地 気温 想定 練混 室温30℃ 設定
恒温室 実施 ン 空気量 練 温度 測
定 目標値 ン 12.5み2.5㎝ 練
温度 30み2℃ JIS R 5201 準
直径100mm 高 200mm 柱試験体 作 翌日
記環境 静置 後 脱型 試験 齢 30
み2℃ 設定 水槽 水中養生 行 縮強
JIS R 5201 従い 齢3日 7日 14日 28日 91日
実施 縮強 測定 齢28日 試
験体 ン 係数 測定
3 使用 料 物性
今回用い セメン , イアッ 密度, ン比
表面積,鉱物組 推定結果 表2,3 示 表中 ,比較
国産セメン 例 文献1) 引用 示 い
鉱物組 比較 ,全体 セメン 密度,比表
面積, びC3S･C2S･C3A･C4AF 割合 日本 セメン
比較 ,イン 産セメン 比表面積,C3S,C3A,C4AF
含 率 日本 中庸熱 ン セメン 近い値
示 ,C2S 含 率 各国 中 最 大 値
,初期強度 発現性 く ,長期 強度増進性
大 い 予想 実際 縮強度 発現性 見
,初期強度発現性 今回用い セメン 中 最 い
値 示 ,逆 初期 長期
強度増進性 最 大 イン
ネ ア産セメン C3S,C3A,C4AF 国
普通 ン セメン 類似 値
い タイ産セメン C3S･C2S
値 日本 早強 ン セメン
概 相当 ,初期強度 発現性 大 く,強
表1 FA 割混合コン ー 調合
国 セメン FA W/P (%) FA置換率
(%)
水量
(kg/m³)
粗骨 量
(kg/m³)
イン II
IU
60,50,45 0,20,30
170
(NP 味)
160
(FA置換)
1069 IH
イン
ネ ア
NS NS
NP NP
タイ
53-2
度増進性 い 予想 ,今回 縮試験 結果
見 , う 結果
4 FA 割混合コン 強度予測式
4.1 C,FA産地毎 強度予測式 検討
東 ア ア地域 セメン や イアッ 品
質変動 国 大 い 懸念 ,情報 蓄積
十 い , う 状況 い 適 品質
管理 求 本研究 ,現地 建築現場
強度管理 想定 ,3日強度 28日強度 予測
,出来 簡易 精度 高い推定式 策定
試 推定精度 ±5％ 目標
1 イン 産 セメン II イ
アッ IU び(IH) 用い コン
強度 示 あ 置換率毎
,3日強度 28日強度 間 高い相関 認
他 国々 い 同様 傾向
見 2 , イアッ 20％
置換 場合 全 国 い 置換率
3日強度 28日強度 相関
あ 先 示 う , 国
い セメン 特徴 異 傾
や 片 異 ,同 国 う 組 合わ
限定 , 置換率 い 高い相関係
数 線形近似 可能 あ わ
イアッ 置換 い場合 30％置換
場合 同様 傾向 見 本研究
国 3日強度 28日強度 予測
式 作
イン セメン イアッ IU 組
合わ 例 考え 図1 ,置換率
線形近似 行 求 回帰式 い ,3 日強度
係数 a, 片 b
表4 予測式 係数 置換率
表4 3 a,b 置換率ｒ 相関 線形
近似 回帰式 係数A B 次 う 求
A=2.92r+1.33 B=-16.54r+10.85
表2 セメン 諸元
国 イン イン ネ ア タイ 国産(例)
記号 II NP NS TC TS 普通 早強 中庸熱
密度(g/cm3) 3.15 3.11 3.08 3.13 3.03 3.14 3.14 3.21
比表面積(cm2/g) 3090 3330 3390 3350 4030 3283 4680 3220
鉱 物 組
(%)
C3S 42.0 57.4 59.4 68.0 66.5 56.1 66.0 42.0 C2S 29.0 14.3 9.7 6.2 7.6 19.5 11.0 36.0
C3A 4.5 8.5 10.1 6.4 5.7 9.5 8.0 5.0
C4AF 15.1 8.4 9.1 11.5 11.5 8.1 8.0 12.0
※国産セメン 普通 文献2), 早強 中庸熱 1) 用
表3 イアッ 諸元
国 インド インドネシア タイ 国産(例)
記号 IU IH NP NS TL TR J1
密度(g/cm3) 2.27 2.15 2.35 2.65 2.43 2.16 2.31
比表面積
(cm2/g) 3210 3480 3620 4420 3530 3310 4110
強熱減量(%) 0.92 0.67 1.62 1.00 0.07 2.37 2.27 鉱
物 組 成 (%)
Glass 53.5 49.4 61.6 66.5 81.8 74.1 69.9 Quarts 24.2 19.8 12.6 7.7 0.5 12.0 9.4 Mullite 18.3 27.9 19.4 10.8 2.3 9.5 19.9 Magnetite 2.6 2.2 3.2 9.1 4.6 1.9 0.57 Lime 0.5 ND 1.6 ND 2.0 0.1 0.19
※国産 イアッ 文献2) 引用
置換率ｒ 傾 a 片b
0 1.38 10.71
0.2 1.77 7.94
0.3 2.31 5.62
y = 1.38 x + 10.71 R² = 0.95 y = 1.77 x + 7.92
R² = 0.99
y = 2.31 x + 5.62 R² = 0.95
20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0
2
8
日強度
(N
/m
m
2
)
3日強度(N/mm2) FA0% FA20% FA30%
1 FA置換率毎 3日,28日強度 関係 イン
R² = 0.9956
R² = 0.9991
R² = 0.9987
R² = 0.996
R² = 0.9944 R² = 0.9979
20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0
2
8
日強度
(N
/m
m
2
)
3日強度(N/mm2）
インド(IU) インド(IH) インドネシア(NS) インドネシア(NP) タイ(TL)
タイ(TR)
FA:20%
53-3
3 係数a,b 置換率r 関係
イン セメン び イアッ
使用 28 日強度予測式 以 う 表
f’28＝(2.92r+1.33)f3 + (-16.54r+10.85) f’28：28日強度予測値
f3：実験 得 3日強度
r：FA置換率(0≦r≦0.3)
同様 イン ネ ア,タイ い 予測式 以
う
イン ネ ア：f’28＝(1.07r+1.26)f3 + (8.84r+4.87)
タイ ：f’28＝(1.35r+1.14)f3 + (-8.95r+5.49)
4.2 各C,FA 鉱物組 元 強度予測式 検討
4.1 C,FA 産地 縮強度予測式 検討
4.2 ,産地 区別 く ,FA置換率毎 予測
式 作
4 FA置換率0%,20% 試験体中 セメン C3S
含 率 3 日強度 関係 表 あ
高い相関 あ コン ー 3 日強度 セメン
中 C3S含 率 概 比例関係 あ
4 FA置換率毎 セメン C3S含 率 3日強度
関係
5 コン ー セメン 水比 セメン
中 C3S含 率 3日強度 関係 表
あ 高い相関 3日強
度 水量 セメン 中 C3S 量 比 比例 い
いえ
以 齢3日 FA コン ー 強
度へ 寄与 い 仮定 3日強度 以
う 推定
f’3=0.33(�×���
� )-7.60
C： セメン 量(kg/m3)
C3S：セメン C3S含 率(%)
W： 水量(kg/m3)
5 C/W×C3S 3日強度 関係
次 , 6 ,イン (C:II,FA:IU) 例 挙 い ,
記 求 f’3 齢28日 強度 関係 各C FA毎
6 う 表 ,置換率毎 予測値f’3 28日強度
間 高い相関 認 図6 ,置換率
線形近似 行 求 回帰式 い ,3日強
度 係数 a
6 予測値f’3 28日強度 関係(C:II,FA:IU)
係数a 置換率 各FA毎 表5 示
表5 各FA毎 係数 置換率
7 置換率 係数a 関係(C:II,FA:IU)
y = 0.33 x - 7.60 R² = 0.95
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
40 60 80 100 120 140 160
3
日強度
(N
/m
m
2)
C/W×C3S(%)
y = 1.88 x R² = 0.99 y = 2.23 x
R² = 0.84 y = 2.71 x
R² = 0.99
20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
5 10 15 20 25
f2
8
(
実測値
)
f'3(3日予測強度） FA0 FA20 FA30
係数a
置換率r IU IH NS NP TL TR
0 1.88 1.88 1.39 1.34 1.24 1.30 0.2 2.23 2.49 1.87 1.74 1.46 1.60 0.3 2.71 2.94 2.23 2.05 1.64 1.80 R² = 0.95
R² = 0.99 R² = 0.981
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
40.0 50.0 60.0 70.0
3
日強度
(N
/m
m
2)
C3S含有率(%)
B/W60% B/W50% B/W45%
FA0
R² = 0.95 R² = 0.99
R² = 0.98
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
40.0 50.0 60.0 70.0
3
日強度
(N
/m
m
2)
C3S含有率(%)
B/W60% B/W50% B/W45%
FA20
y = 2.92 x + 1.33 R² = 0.92
0 0.5 1 1.5 2 2.5
0 0.1 0.2 0.3
係数
a
置換率r
y = -16.54 x + 10.85 R² = 0.98
0 2 4 6 8 10 12
0 0.1 0.2 0.3
係数
b
置換率r
y = 2.62 x + 1.83 R² = 0.92
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
0 0.1 0.2 0.3
係数
a
置換率r W/B
W/B W/B W/B
53-4 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0
20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0
実測値
f2
8
(N
/m
m
2
)
予測値f’28(N/mm2)
r=0.2 r=0.3
線形(y=x)
線形(±10％)
線形(±5％)
y = -0.039 x + 4.716 R² = 0.961
y = -0.033 x + 4.090 R² = 0.943 1.0
1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
40 50 60 70 80 90
係数
a
'
Glass含有率(％)
r=0.3 r=0.2
表5 ,各FA毎 置換率 係数a 関係
7 7 求 係数 a 回帰式 置換率
(r=0.2,0.3) 代 入 ,求 係 数 a’ ,a’ FA 中
Glass含 率 関係 8 示
8 FA中 Glass含 率 係数a’ 関係
8 ,係数a’ FA中 Glass含 率 相関
線形近似 , 回帰式 係数A 求
以 ,FA置換率毎 28日強度予測式 以 う
表
r=0.2：f’28={ 0.033(Glass)+4.09}f’3
r=0.3：f’28={ 0.039(Glass)+4.72}f’3
(Glass)：FA中 Glass含 率(%)
f’3：f’3=0.33(
��3�
� ) 7.60
5. 予測式 検証
5.1 C,FA産地毎 強度予測式
図9 28日強度 予測値 実測値 関係 示 い
国 い ほ 値 み5％ 範 収
い ,実測値 3日強度 予測値 28日強度
相関 取 ,相関係数R=0.91 非常 高い値
,同様 イン ネ ア,タイ い R=0.84,R=0.93
高い値 結果 ,同 国 セメン
, イアッ あ ,組 合わ 変え ,概
高い精度 ,28日強度 推定 考え
9 実測値f28 予測値f’28 関係(4.1式)
5.2各C,FA 鉱物組 元 強度予測式
図10 28日強度 予測値 実測値 関係 示 い
国 い ほ 値 み10％ 範 収
い ,置換率毎 C,FA 鉱物組 ,セメ
ン 水比(C/W) C,FA 産地 関係 く誤差1
割程度 範 強度 推定
10 実測値f28 予測値f’28 関係(4.2式)
6 まとめ
1 密度, ン比表面積,鉱物組 今回検討 範
結果 あ ,産地 特徴 確認 ,イン
産セメン 日本 中庸熱セメン ,イン ネ ア産セ
メン 普通セメン ,タイ産セメン 早強セメン
概 相当 , 縮強度試験 結果
見 ,概 同様 結果 得
2 使用 料 特徴,強度発現性状 各国 異 ,
違い 考慮 ,国毎 イアッ 置換率 基 ,3日
強度 28日強度 予測 簡易的 強度予測式 作
結果,実測値 予測値 誤差 い 国
い ほ 値 み5％ 範 収 事
3 使用 料 鉱物含 率 強度 高い相関 見
, FA 置換率毎 使用 料 鉱物組 セメン 水比
,28日強度 予測 強度予測式 作 結
果, 測値 予測値 誤差 ,ほ 値 み10％ 範
収 事 産地 関係 く使用 料
鉱物組 強度 概 予測
<参考文献>
1) 循環資源貿易 規制 課題日韓 石炭貿易 事例
経済学研究63-2 海道大学 小島道一 鄭城尤 2014.1
2) (財)石炭利用総合センター資料(2001)
3) セメン 協会 セメン 常識 ,2007
4) 公益社団法人日本コン ー 工学会 混和 大量使用
コン ー ア ア地域 効利用 関 研究委員 会 報告書 2015
5) 亜瀝青炭起源石炭灰 用い コン ー 基礎性状 関
研究 九州大学卒業論文 中 香 , 2015
Glass
(%) r=0.2 r=0.3 53.5 2.36 2.62 49.4 2.55 2.90 61.6 1.92 2.20 66.5 1.79 2.02 81.8 1.49 1.62 74.1 1.62 1.78
係数a'
20 25 30 35 40 45 50 55
20 25 30 35 40 45 50 55
実測値
f2
8
(N
/m
m
2
)
予測値f’28(N/mm2)
インド インドネシア タイ
線形(y=x)
線形(±10％)
