JPH1059755A - フライアッシュの充填方法及び充填材 - Google Patents

フライアッシュの充填方法及び充填材

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JPH1059755A
JPH1059755A JP23260296A JP23260296A JPH1059755A JP H1059755 A JPH1059755 A JP H1059755A JP 23260296 A JP23260296 A JP 23260296A JP 23260296 A JP23260296 A JP 23260296A JP H1059755 A JPH1059755 A JP H1059755A
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hue
filling
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Masahiro Kato
将裕 加藤
Takao Tanosaki
隆雄 田野崎
Fumitoshi Niinuma
文敏 新沼
Tokuo Shiraishi
篤雄 白石
Hiroshi Takasago
宏 高砂
Takaaki Kashiwatani
隆昭 柏谷
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Taiheiyo Cement Corp
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Chichibu Onoda Cement Corp
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
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    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填材としてのフライアッシュの選別や混合
度をフライアッシュの有する色彩そのもので管理し、迅
速且つ簡便にフライアッシュの効果的使用を可能にする
フライアッシュの充填方法及び充填材を提供する。 【解決手段】 フライアッシュを充填材として使用する
に当たって、フライアッシュをJIS Z 8722「色の測定方
法−反射及び透過物体色」により測定し、JIS Z8721
「色の表示方法−三属性による表示」（修正マンセル表
色系）により定められる色の表示値を用いてフライアッ
シュの選別、及び／又は充填量の設定をすることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モルタル、コン
クリ−ト、グラウト材、プラスチックス、ペイント等に
充填材として混入するフライアッシュの充填方法及び充
填材に関する。
【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燃焼飛灰、いわゆるフライア
ッシュは、平滑で良質のガラスバル−ンを多く含み、ス
ラリ−化した場合のベアリング効果による流動性に優れ
ることから、一部がフライアッシュセメント、グラウト
材、目地補修材、あるいはプラスチックス／ゴムフィラ
−・ペンキ充填材などとして用いられているものの、大
部分が埋立て等に廃棄処分されている
【０００３】フライアッシュの有効利用を妨げる要因と
して、使用石炭種やボイラ燃焼条件などによるフライア
ッシュの品質のばらつき問題があり、特にフライアッシ
ュ中の未燃焼カ−ボン分は、水あるいは各種混和剤、ペ
ンキペ−スト等を吸着し、期待される流動性ひいては充
填効果が得られないおそれがある。また、主として未燃
焼カ−ボン量によるフライアッシュの色の変化は、得ら
れる製品の色彩に与える影響が大きく、セメント用とし
ての利用を除きフライアッシュの使用実績は微々たるも
のであるのが実情である。
【０００４】このようなフライアッシュは、その化学分
析値、未燃焼カ−ボン量、ｐＨ、球形粒含有率、粉末度
等を測定することにより、フライアッシュの品質を評価
し、充填材としての適性をある程度評価することができ
る。これらの化学分析、機器分析は正確さ・品質保証方
法としては優れるが、各種測定値の中には、フライアッ
シュを充填材として使用する上で、例えば強度・耐久性
などに関連して必ずしも有用な指標となり得ないものや
測定操作が面倒で試験者の負担が大きいものが多い。
【０００５】また、未燃焼カ−ボン量は、フライアッシ
ュの色調（黒さ）と強い相関があり、色調を灰の反射率
により計測し、未燃焼カ−ボン量を測定することが提案
されている（川崎重工技術報告１０９号、１９９１年
「灰中未燃分自動分析システムの開発」）が、これは、
主として強熱減量などによる未燃分測定方式と比べて簡
易にオンライン測定することができ、石炭焚きボイラの
現場における低ＮＯｘ燃焼と高効率運転を両立させるた
めに開発されたものである。従って、未燃焼カ−ボン量
のある程度管理されたフライアッシュが生産されるとし
ても、未燃焼カ−ボン量自体と各種モルタル・コンクリ
−ト特性との相関性は必ずしも高くなく、石炭灰を利用
する側からは、参考にならないことも多い（秩父小野田
研究報告第１２９号、１９９５年「近年の石炭灰の性状
について」）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述したようにフライ
アッシュは、品質のばらつき問題があり、また、色彩の
変動は、製品性能に対する不信感を与えるおそれがある
が、色彩は人間の目の感覚によるところが大きく、前記
分析値で把握することは困難である。
【０００７】この発明は、上述の欠点を解消し、充填材
としてのフライアッシュの選別や混合度をフライアッシ
ュの有する色彩そのもので管理し、迅速且つ簡便にフラ
イアッシュの効果的使用を可能にするフライアッシュの
充填方法及び充填材を提供することを目的とする。
【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、この発明のフライアッシュの充填方法によれば、
フライアッシュを充填材として使用するに当たって、フ
ライアッシュをJIS Z8722「色の測定方法−反射及び透
過物体色」により測定し、JIS Z 8721「色の表示方法−
三属性による表示」（修正マンセル表色系）により定め
られる色の表示値を用いてフライアッシュの選別、及び
／又は充填量の設定をすること（請求項１）、「修正マ
ンセル表色系」の色相（Ｈ）によりフライアッシュの選
別、及び／又は充填量の設定をすること（請求項２）、
「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）により予め作成し
た球形粒含有率を推定する検量線に基づいて、球形粒含
有率６０容積％以上のフライアッシュを選別すること
（請求項３）、「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）に
より充填材混合後の色相を推定し、フライアッシュの充
填量を設定すること（請求項４）、「修正マンセル表色
系」の彩度（Ｃ）によりＣａＯ＋ＭｇＯ含有量を推定
し、フライアッシュを選別すること（請求項５）、を特
徴とする。
【０００９】また、この発明の充填材によれば、フライ
アッシュをJIS Z 8722「色の測定方法−反射及び透過物
体色」により測定し、JIS Z 8721「色の表示方法−三属
性による表示」により定められる色の表示値を用いて選
別してなること（請求項６）、を特徴とする。以下、こ
の発明を詳しく説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明で使用するフライアッシ
ュは、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
をも含めたいわゆる広い意味の石炭灰全般が使用するこ
とができ、５ｍｍ篩を全通し、０．３ｍｍ篩通過率が質
量で８５％程度以上であれば良く、また、これらフライ
アッシュを分級等により粒度を調整したものであっても
良い。
【００１１】前記フライアッシュをモルタル・コンクリ
−ト、グラウト・目地補修材、プラスチックス、ペイン
ト等の各種充填材として使用するに当たり、充填材とし
て期待される流動性ひいては充填効果は、フライアッシ
ュの球形粒含有率が大きく影響するところであるが、フ
ライアッシュのｐＨ値もまた、各種スラリ−や硬化体性
状に大きく影響する因子であり、フライアッシュの性格
づけにとって必要不可欠のものである。この発明は、発
明者らが世界各地で発生したフライアッシュの３００サ
ンプル以上に及ぶ評価を行った結果、後述する「修正マ
ンセル表色系」の色の表示値からフライアッシュの球形
粒含有率あるいはｐＨを推測させ得る情報を得ることが
でき、充填材としてのフライアッシュの選別、混合度
（充填量）を設定する上で、適切であるばかりでなく、
品質管理にも有効であることを見いだしこれを適用せん
とするものである。
【００１２】「修正マンセル表色系」は、JIS Z 8721
「色の表示方法−三属性による表示」に示されるように
色相（Ｈ）、明度（Ｖ）、彩度（Ｃ）からなる色の３属
性を所定の方式にしたがって表示するもので、色のＨ、
Ｖ、Ｃが同時に連記されることにより、特別の人でなく
ても、色のイメージができ、色違いの程度を容易に判断
することができる。この発明は、この「修正マンセル表
色系」により色の表示をするが、具体的にはフライアッ
シュをJIS Z 8722「色の測定方法−反射及び透過物体
色」により測定し、JIS Z 8721「色の表示方法−三属性
による表示」を適用する。例えば、フライアッシュを平
板上に厚み５ｍｍ×幅２０×長さ２０ｍｍ程度以上に充
填し、表面平滑度を±０．５ｍｍ以内として分光測光器
を用いてJISZ 8722により色彩測定を行い、この測定値
からJIS Z 8721による修正マンセル表色系により色調を
表現する。
【００１３】このようにフライアッシュを「修正マンセ
ル表色系」により表示すると、該表示値により、フライ
アッシュを充填材として使用するに当たって、フライア
ッシュの選別、及び／又は充填量の設定をする。特に
「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）は、フライアッシ
ュの球形粒含有率と相関性があり、色相（Ｈ）がＰから
Ｒ、Ｙ、Ｇへと変化するにしたがって球形粒含有率が高
くなる傾向がある。従って、色相（Ｈ）と実際に測定し
た球形粒含有率の関係を発電所ごと、及び使用石炭種ご
とに予め検量線を作成しておくことにより、フライアッ
シュの色相（Ｈ）から球形粒含有率を推定することがで
きる。球形粒含有率は、充填材添加スラリーの流動性に
大きく影響を与えるものであり、球形粒以外の粒子は、
未燃焼カーボン量に相当すると言っても過言でなく、必
要水量比、化学添加（混和）剤量への悪影響をもたら
す。この発明は、フライアッシュの色相（Ｈ）から前記
検量線により球形粒含有率が６０容積％以上のフライア
ッシュを充填材として選別する。球形粒含有率が６０％
を下回ると、充填材添加スラリーの流動性が悪くなり好
ましくない。尚、球形粒含有率は、電子顕微鏡観察で球
形粒を実測して行う。
【００１４】また、充填材としてフライアッシュを添加
した製品の色相は、フライアッシュの添加量により変化
するが、フライアッシュの色相（Ｈ）から製品の色相を
推定することができる。前述したように、製品の色彩は
性能に対する不信感を与えるおそれのあるものである
が、「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）は、人間の目
の感覚に近い区分で採用されており、この色相（Ｈ）を
用いることで、予め検量した色相から充填材混合後の色
相を推定し、所望される製品の色彩からフライアッシュ
の充填量を設定することができる。この場合、雨水等に
よる製品の加湿状態での色彩の変動も予め確認しておく
ことにより、フライアッシュの充填量で容易に対応する
ことができる。
【００１５】次に、「修正マンセル表色系」の彩度
（Ｃ）は、フライアッシュ中のＣａＯ＋ＭｇＯ含有量と
相関性があり、彩度（Ｃ）が高くなるにつれてＣａＯ＋
ＭｇＯ含有量が高くなる傾向がある。従って、フライア
ッシュの彩度（Ｃ）から、好ましくは前記球形粒含有率
の場合と同様に彩度（Ｃ）と実際に測定したＣａＯ＋Ｍ
ｇＯ含有量の検量線を予め作成しておくことにより、Ｃ
ａＯ＋ＭｇＯを推定し、充填材としてのフライアッシュ
を選別することができる。ＣａＯ＋ＭｇＯ含有量は、例
えば、フライアッシュをモルタル・コンクリートの充填
材として使用するに当たり、モルタル・コンクリートの
中性化あるいは使用する減水剤量に大きく影響するが、
前記フライアッシュの彩度（Ｃ）が０．３以上であれば
これを充填材として使用することができる。彩度（Ｃ）
が０．３を下回ると、充填材としてのフライアッシュの
使用は注意を要するところとなり、別途、化学分析等に
より確認をすれば良い。
【００１６】尚、ＣａＯ＋ＭｇＯ含有量は、フライアッ
シュ水溶液のｐＨ測定で代用管理することができるが、
この発明は、前記「修正マンセル表色系」の中での球形
粒含有率及び製品色相と共に活用することで意義が大き
く、しかも「修正マンセル表色系」はパソコン活用によ
る自動化が極めて容易なものである。
【００１７】以上説明したように、この発明は、フライ
アッシュを「修正マンセル表色系」により定められる色
の表示値を用いて充填材としての選別、及び／又は充填
量の設定をしてなるもので、前述したモルタル・コンク
リ−ト等の各種充填材として好適に使用でき、住宅をは
じめ道路・河川・港湾等の建設物の構築、これらの仕上
げにフライアッシュの諸機能を加え、あるいは、装飾の
ために用いることができる。尚、色の表示値による管理
方法としては、白色ポルトランドセメントなどにおい
て、光学系のハンタ−白色度が用いられているが、明ら
かに色をもち、どちらかというと黒色系統のフライアッ
シュに適用すること、すなわち、フライアッシュが充填
されるモルタル・コンクリ−ト・ゴム・ペンキ等は黒さ
具合の違いが重要であり、白色度を持って表示すること
は不明瞭であり、好ましいものではない。以下、実施例
によりこの発明をさらに説明する。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）表１に各種のフライアッシュについて測定
した修正マンセル表色系、ハンタ−白色度、球形粒含有
率、ｉｇ．ｌｏｓｓ（強熱減量値）、単位水量比、２５
％スラリー液ｐＨ、平均粒子径、及び化学成分（ＣａＯ
＋ＭｇＯ）を示す。参考材料として普通ポルトランドセ
メント２０種、高炉スラグ粉末１２種、及び石灰石粉末
１２種について測定した上限値と下限値を併せて示す
（％は球形粒含有率の容積％を除いて重量％で表示）。
尚、修正マンセル表色系は、JIS Z 8722による色差測定
（ミノルタ製ＣＲ２００使用）を行い、JIS Z 8721によ
り表示した。また、ハンタ−白色度はJIS Z 8715によ
り、球形粒含有率は、電子顕微鏡観察により測定した。
さらに強熱減量値、及び、単位水量比は、JIS A 6201-1
991 に拠った。表１に示すように、高炉スラグ微粉末や
石灰石粉末が特定の範囲の色彩しか有していないのに対
し、フライアッシュにあっては幅広い色彩のものがある
ことが確かめられる。特にセメント・スラグのもつＹ−
ＧＹ領域と異なるＰ−Ｒ領域（紫〜赤系統）の色彩を有
していることが特徴である。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、表１に示したフライアッシュＫ、Ｈ
について各種の割合で普通セメントに対して置き換えた
フライアッシュ及び普通セメントの混合粉体を、先の例
と同様に測色した修正マンセル表色系の色相（Ｈ）とハ
ンタ−白色度測定の結果を表２に示す。修正マンセル表
色系では、フライアッシュとの混合によりセメントが有
していない色調を得られていることがよく把握でき、得
られる製品の色相が推定できるのに対し、ハンタ−白色
度では色相の程度が不明瞭でわかりにくいものであっ
た。
【００２１】
【表２】
【００２２】また、フライアッシュＫ、Ｈについて各種
の割合で加湿の上、同様に修正マンセル表色系の色相
（Ｈ）とハンタ−白色度を測定した。結果を表３に示
す。加湿による場合にも修正マンセル表色系では色の把
握が容易であり、実際の建造物等において雨水による加
湿状態で色相を推定することができるものである。
【００２３】
【表３】
【００２４】同様にフライアッシュＫ、Ｈを各種の割合
で白色水系アクリル樹脂エマルジョンに添加して良く混
合した後に、修正マンセル表色系の色相（Ｈ）とハンタ
−白色度を測定した。結果を表４に示す。この場合にも
マンセル表色系によるものが優れていることが確められ
る。
【００２５】
【表４】
【００２６】（実施例２）それぞれ種類の異なる石炭種
を使用する各地の発電所で産出されたフライアッシュに
ついて、燃焼条件等により変動するフライアッシュの球
形粒含有率と修正マンセル表色系の色相（Ｈ）を測定し
た。結果を図１に示すように、同一発電所、同一炭種で
は「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）と球形粒含有率
は、直線関係を示した。従って、この関係から発電所ご
と、及び使用石炭種ごとに検量線を作成し、フライアッ
シュの色相（Ｈ）から球形粒含有率が６０容積％以上の
フライアッシュを選別することにより好適な充填材が得
られた。
【００２７】表１に示すフライアッシュについて、「修
正マンセル表色系」の彩度（Ｃ）とＣａＯ＋ＭｇＯ含有
量の関係を求めた。結果を図２に示すように、彩度
（Ｃ）とＣａＯ＋ＭｇＯ含有量の関係では、発電所及び
炭種による差異は小さくほぼ直線関係を示した。図２及
び表１に示す２５％スラリーｐＨ値に示すように彩度
（Ｃ）が０．３を下回ると、ＣａＯ＋ＭｇＯ含有量が少
なく、スラリーのｐＨ値が９以下の領域となり好ましく
ないことがわかる。
【００２８】
【発明の効果】この発明は、簡単・迅速に充填材として
のフライアッシュの性状、特に高コストで長時間を要す
る分析を行わずに光学的測定により、フライアッシュの
有する色彩そのもので、迅速且つ簡便にフライアッシュ
の効果的な選別及び充填量の設定を可能にし、特に、構
築物の継ぎ目や修理部位など、また建築的に注目される
「打ち放しコンクリ−ト」あるいはダム・堤防・橋脚等
の景観が必要とされる建築物において好適に適用可能な
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を説明する「修正マンセル表
色系」の色相（Ｈ）と球形粒含有率の関係を示す図であ
る。
【図２】この発明の別の実施例を説明する「修正マンセ
ル表色系」の彩度（Ｃ）とＣａＯ＋ＭｇＯ含有量の関係
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 篤雄 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 高砂 宏 愛知県名古屋市中区錦２−15−22 秩父小 野田株式会社名古屋支店内 (72)発明者 柏谷 隆昭 東京都港区西新橋二丁目14番１号 秩父小 野田株式会社資源事業本部内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フライアッシュを充填材として使用する
    に当たって、フライアッシュをJIS Z 8722「色の測定方
    法−反射及び透過物体色」により測定し、JIS Z 8721
    「色の表示方法−三属性による表示」（以下、「修正マ
    ンセル表色系」という）により定められる色の表示値を
    用いてフライアッシュの選別、及び／又は充填量の設定
    をすることを特徴とするフライアッシュの充填方法。
  2. 【請求項２】 「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）に
    よりフライアッシュの選別、及び／又は充填量の設定を
    することを特徴とする請求項１記載のフライアッシュの
    充填方法。
  3. 【請求項３】 「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）に
    より予め作成した球形粒含有率を推定する検量線に基づ
    いて、球形粒含有率６０容積％以上のフライアッシュを
    選別することを特徴とする請求項２記載のフライアッシ
    ュの充填方法。
  4. 【請求項４】 「修正マンセル表色系」の色相（Ｈ）に
    より充填材混合後の色相を推定し、フライアッシュの充
    填量を設定することを特徴とする請求項２記載のフライ
    アッシュの充填方法。
  5. 【請求項５】 「修正マンセル表色系」の彩度（Ｃ）に
    よりＣａＯ＋ＭｇＯ含有量を推定し、フライアッシュを
    選別することを特徴とする請求項１記載のフライアッシ
    ュの充填方法。
  6. 【請求項６】 フライアッシュをJIS Z 8722「色の測定
    方法−反射及び透過物体色」により測定し、JIS Z 8721
    「色の表示方法−三属性による表示」により定められる
    色の表示値を用いて選別してなることを特徴とする充填
    材。
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