石炭灰種類

全文

(1)土木学会第55回年次学術講演会（平成12年9月）. Ⅴ-212. 石炭灰原粉を用いた吹付けコンクリートの配合選定奥村組. 正会員. 松田敦夫. 正会員. 小西正郎. 中国電力. 正会員. 斉藤. 正会員. 樋野和俊. 直. 正会員. 廣中哲也. １．はじめに石炭火力発電所から発生し、集塵したままの石炭灰原粉は、総粉体量や置換率など使用方法に注意すれば湿式吹付けコンクリート材料として利用可能である. 1). 。しかし、所要の強度を得られる水セメント比や置換. 率の設定、石炭灰種類の影響など実用化するために必要な検討項目がある。本報告では、この湿式吹付けのベースコンクリートの配合選定方法について検討した。表１項. 目. 水. 石炭灰種類. 本研究は山岳トンネルの湿式吹付けを対象とし、石. kg/m 3. 総粉体量. 炭灰原粉を使用したコンクリートのワーカビリティと. 石炭灰置換率. %. 急結材添加量. kg/m 3. 強度、急結特性の関係を明らかにする目的で行った。名. め表１の水準で試験を実施した。使用材料を表２に示す。石炭灰の特性を図１に示す。表３の試験のモルタルは単位粗骨材容積 0.26m3/m 3、空気量２％のコンクリートの粗骨材を除いた試料で実施した。. 称. 石炭灰. ＣＡ. セメント細骨材粗骨材急結材. ＣＳＧＡ. 表３３．試験結果図２に石炭灰種類によるモルタルのスランプと材齢４週強度を示す。凡例の「砂」は石炭灰の容積(比重 2.2 で換算)を細骨材で置き換えたものである。三隅産と小野田. や拘束水比の結果との関連が高く、特性試験の結果から. モルタルとペーストの試験方法方法 JIS A 1173. 名称圧縮強度. 方法 JSCE-G505. 凝結時間. JSCE-D102. 拘束水比. 参考文献 2). 0.20. 1.5. 変形係数. 1.0. 0.05. 0.0. 0.00. 0. 5 図１. 15 10 砂三隅水島小野田. 5 0. 20. 25. 石炭灰の特性砂三隅水島小野田. 30 20 10 0. 0. 20. 40. 60. 80. 100. 石炭灰置換率（％）. 図２. 15. 40 4週強度（N/mm2). モルタルスランプ（cm). 図３に総粉体量と石炭灰置換. 5cm,10cm が相当する。. 10. 強熱減量（％）. 低下する。この傾向は粉体量が 520kg でも同様である。. 以上が望ましい。モルタルでは. 0.15 0.10. 小野田. 0.5. 5N/mm2 程度の差があり、置換率が大きくなると著しく. が 10cm、400kg 以上では 20cm. 水島. 三隅. 推測できる可能性がある。強度は３種類の石炭灰で. まではコンクリートのスランプ. 特性三隅 2.30 水島 2.10 小野田 2.25 普通ポルトランド比重 3.16 鬼怒川産川砂比重 2.59 新治産砕石比重 2.70 カルシウムアルミネート系比重. 拘束水比. 拘束水比. した場合と同程度であった。この傾向は図１の強熱減量. 送式吹付機は総粉体量 400kg. 使用材料. 2.0. しかし、水島産は反対に流動性が減少し、細骨材に置換. を示す。通常使用される空気搬. 28.8. 名称スランプ. 産は減水性があり、置換率を大きくすると流動性が増す。. 率を変動させた場合のスランプ. 360, 440, 520, 600 0, 30 ,40, 50, 70. 表２. 強度に与える石炭灰の種類や置換率の影響を求めるた. 準. 三隅、水島、小野田. 変形係数. ２．試験概要. 試験水準. 0. 20. 40. 60. 80. 100. 石炭灰置換率（％）. スランプと強度に与える石炭灰種類の影響（W=216kg,C+CA=360kg）. キーワード：石炭灰、吹付けコンクリート、スランプ、強度、配合奥村組技術研究所〒300-2612 つくば市大砂 386 TEL:0298-65-1521. FAX:0298-65-1522.

(2) 土木学会第55回年次学術講演会（平成12年9月）. 320. 15. 15. 水島. 三隅 360kg50% 360kg40% 360kg30% 520kg50% 520kg40% 520kg30%. 10. 5. 単位水量(kg/m3 ). モルタルスランプ（cm). Ⅴ-212. 10. 5. 0. 220 260 300 単位水量（kg/m3). 図３. 340. 240 200 160. 0. 180. 360kg50%ｽﾗﾝﾌﾟ10cm 520kg50%ｽﾗﾝﾌﾟ20cm. 280. 180. 220. 260. 300. 0.0. 340. 0.5. 単位水量（kg/m3 ). 単位水量とスランプの関係. 図４. 1.0 1.5 拘束水比. 2.0. 拘束水比と単位水量の関係. 60 三隅. 60. 三隅. ４週強度（N/mm 2 ). 4週強度（N/mm2 ). 60. 水島. 40. 360kg0% 360kg30%. 40. 20. 360kg40% 360kg50% 520kg30% 520kg40%. 20. 水島. 40. 20. 0. 520kg50%. 0 180. 220. 260. 300. 0 340 180. 0.0. 220. 単位水量（kg/m3 ). 図５. 260. 300. 0.5. 1.0. 1.5. 2.0. C/W. 340. 単位水量（kg/m3 ). 図６. セメント水比と強度の関係. 単位水量と強度の関係. 図３の結果では粉体量が 360kg 置換率 50％の場合、コンクリートのスランプを 10cm(モルタル 5cm)とするために、三隅産は W=200kg､水島産は 235kg が必要である。この単位水量と石炭灰の拘束水比の関係を表すと図４のようになる。図５は図３に対応する強度で、施工に必要な強度とスランプの関係から置換. 貫入値(N/mm2 ). 3 360kg. 三隅. 520kg. 2 1 0 0. 20. 率を定めることができる。また、図６に粉体量と置換率を考慮しないセメント水比と強度の関係を示す。材齢４週では粉体量、置換率によらず、セメント水比により強度設定が可能である。図７にモルタルの凝結試験の結果を示す。急結材添加量はコンクリートに換算して 28.8kg/m3 一定である。粉体量 360kg では置換率 30％で最も貫入値が大きい。スランプ一定の条件であ. 40 60 80 石炭灰置換率(％). 100. 図７石炭灰置換率と凝結特性の関係 (急結材添加２分後のプロクター貫入値) ベースコンクリートの強度設定石炭灰の産地設定最大水セメント比の決定. るため、置換率が大きいモルタルは単位水量が減少してことを考慮する必要があるが、石炭灰は急結反応に対して効果があり、急結性を損なう材料ではないことを示している。. 石炭灰使用量を考慮した総粉体量の設定. 石炭灰置換率の決定. 以上の結果により、石炭灰原粉を湿式吹付けに使用する場合単位水量の決定. の配合選定は図７のフローで行うことができる。なお、総粉体量と置換率の決定は材料の調達コストを考慮する必要がある。. 単位容積粗骨材量の設定細骨材量の決定. 図８. 配合選定フロー. ４．まとめ石炭灰原粉は産地の特性により湿式吹付け用のベースコンクリートの単位水量に大きな影響を与える。強度はセメント水比に依存するため、総粉体量と置換率は材料コストを考慮して決定するしなければならないが、必要強度を設定することにより各材料の単位量を決定することが可能である。参考文献 1) 澄川他「石炭灰原粉を用いたトンネル吹付けコンクリートの試験施工」土木学会第 54 回年次学術講演会Ⅴ-488,1999.9 2) 岡村他「ハイパフォーマンスコンクリート」技報堂.

(3)