(57)【要約】【課題】本発明は、フライアッシュの活性度指数を早期に、かつ精度よく予測することができるフライアッシュの活性度指数予測方法を提供する。【解決手段】本発明は、フライアッシュ全体の非晶質相量と、粒子構成相がムライトおよび非晶質相からなるフライアッシュ粒子の化学組成および幾何学的計量値とを用いて、フライアッシュの活性度指数の予測値を算出する、フライアッシュの活性度指数予測方法を提供する。また、好ましくは、前記フライアッシュ粒子の化学組成の値は、フライアッシュ粒子中のＦｅ２Ｏ３の含有率（質量％）および下記（１）式で表されるＫ値であり、前記フライアッシュ粒子の幾何学的計量値は、フライアッシュ粒子の外周長およびフライアッシュ粒子の面積である。  Ｋ＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ×０．６５８）／ＳｉＯ２    ・・・（１）（式中の化学式の単位は質量％である。）【選択図】図１
2015194475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライアッシュ全体の非晶質相量と、粒子構成相がムライトおよび非晶質相からなるフライアッシュ粒子の化学組成および幾何学的計量値とを用いて、フライアッシュの活性度指数の予測値を算出する、フライアッシュの活性度指数予測方法。
【請求項２】
前記フライアッシュ粒子の化学組成の値が、フライアッシュ粒子中のＦｅ２Ｏ３の含有率（質量％）および下記（１）式で表されるＫ値である、請求項１に記載のフライアッシュの活性度指数予測方法。
Ｋ＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ×０．６５８）／ＳｉＯ２    ・・・（１）
（式中の化学式の単位は質量％である。）
【請求項３】
前記フライアッシュ粒子の幾何学的計量値が、フライアッシュ粒子の外周長、およびフライアッシュ粒子の面積である、請求項１に記載のフライアッシュの活性度指数予測方法。
【請求項４】
（ａ）フライアッシュ全体の非晶質相量の定量工程、（ｂ）フライアッシュ粒子の反射電子像および後方散乱電子回折パターンの取得工程、（ｃ）フライアッシュ粒子の特定工程、（ｄ）フライアッシュ粒子中の粒子構成相の結晶相・非晶質相の判定工程、（ｅ）フライアッシュ粒子を粒子構成相に分類するための化学組成閾値の決定工程、（ｆ）該化学組成閾値と、フライアッシュ粒子の化学組成に基づき、フライアッシュ粒子を分類する、フライアッシュ粒子の分類工程、（ｇ）ムライトと非晶質相からなるフライアッシュ粒子の幾何学的計量値の計測工程、および、（ｈ）活性度指数の予測値の算出工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフライアッシュの活性度指数予測方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフライアッシュの活性度指数予測方法を用いて予測されたフライアッシュの活性度指数に基づき選択される、コンクリート用フライアッシュ。
【請求項６】
セメントと、請求項５に記載のコンクリート用フライアッシュとを混合する、フライアッシュ混合セメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート用混和材やセメント用混合材として用いるフライアッシュの活性度指数を予測する方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライアッシュをセメントの一部と置換してコンクリートに混和して用いると、フライアッシュから溶解したＳｉやＡｌがフライアッシュ粒子の近傍にあるセメント水和物の中に取り込まれ、低Ｃａ型のＣ−Ｓ−Ｈ（カルシウムシリケート水和物）の相が生成する。この生成反応はポゾラン反応と呼ばれ、アルカリシリカ反応（ＡＳＲ）を抑制する効果を有するなど、コンクリートの耐久性を高めることが知られている。
ところで、一般社団法人石炭エネルギーセンターの石炭灰全国実態調査報告書によれば、平成２３年度の石炭灰発生量は１１００万トンを超えた。しかも、電源構成が火力発電に大きく依存せざるを得ない我が国では、今後も、石炭灰が多量に発生する状況がしばらく続くと予想される。
この石炭灰の内、セメントやコンクリート混和材（フライアッシュ）として有効活用された量は約２０万トンであり、これは石炭灰全体の１．８％に過ぎない。このように、フライアッシュのポゾラン反応性を積極的に活用する分野において、フライアッシュの利用率が低迷している理由の一つとして、フライアッシュの化学組成や粉体特性に強く影響する炭種や燃焼プロセス等の因子が、石炭火力発電所（ライン）毎に異なるため、供給されるフライアッシュの品質が安定しないことが挙げられる。
【０００３】
このような状況から、フライアッシュをセメントやコンクリートの混和材として利用する場合、入手したフライアッシュのロット毎に、フライアッシュに要求される品質を満たすか否かを確認する必要があった。しかし、フライアッシュの重要な品質であるポゾラン反応性は、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されている活性度指数の試験方法により評価されるが、この試験結果が得られるまでに２８日間または９１日間もの長い期間を要するため、実用的な品質評価試験方法とは言い難かった。したがって、以前から、フライアッシュのポゾラン反応性を早期に判定できる効率的な方法が求められていた。
【０００４】
かかる状況を受けて、フライアッシュのポゾラン反応性の判定方法がいくつか提案されている。
たとえば、非特許文献１に記載の研究は、フライアッシュの鉱物組成とポゾラン反応性の関係についてであり、ポゾラン反応性に関係するガラス相量と粉末度がほぼ同等なフライアッシュでは、ガラス相中の修飾酸化物を考慮した下記のＭの値が、ポゾラン反応性の評価の指標になると報告している。
Ｍ＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｒ２Ｏ）／ＳｉＯ２
また、非特許文献２に記載の研究はフライアッシュのＡＳＲ抑制効果に関するものである。その研究手段として後方散乱電子回折やエネルギー分散型Ｘ線分光器等を用いた粒子解析により、フライアッシュのキャラクタリゼーションを行って、フライアッシュを５種類の粒子に分類している。そして、該５種類の粒子のうち、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２からなる非晶質粒子については、該粒子の総表面積ＳｉＯ２量と、ＡＳＴＭ  Ｃ  １２６０に規定する１４日膨張量との間に負の相関がみられることが報告されている。フライアッシュのＡＳＲ抑制効果とフライアッシュのポゾラン反応性は密接に関係すると考えられているため、この知見は、粒子構成相で分類された特定のフライアッシュ粒子の特性が、ポゾラン反応性の指標になる可能性を示唆している。
【０００５】
さらに、特許文献１に記載のコンクリート用フライアッシュの活性度指数の予測方法は、フライアッシュのポゾラン反応により得られたフライアッシュ硬化体の材齢７日以内の電気抵抗値を計測し、予め求めておいた活性度指数と電気抵抗値との相関関係に基づいて該フライアッシュの活性度指数を予測する方法である。しかし、前記予測方法は、試験方法が特殊であるほか、予測結果を得るまでに最長で７日間程度の期間を要するため、実用的とは言い難い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】大塚拓ほか、「フライアッシュの鉱物組成とポゾラン反応性」、セメント・コンクリート論文集、Ｎｏ．６３、ｐｐ．１６−２１（２００９）
【非特許文献２】高橋晴香ほか、「ＳＥＭ−ＥＤＳ／ＥＢＳＤおよび粒子解析を用いたＦＡのキャラクタリゼーション」、太平洋セメント研究報告、第１６２号、ｐｐ．３−１４（２０１２）
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−４７５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、フライアッシュのポゾラン反応性を示す指標の一つである活性度指数を早期に、かつ精度よく予測できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明者は前記の予測方法について鋭意検討した結果、非特許文献２の研究で得られた前記知見を基に、これをさらに発展させた下記の予測方法は、前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は下記の構成を有するフライアッシュの活性度指数予測方法等である。
【００１０】
［１］フライアッシュ全体の非晶質相量と、粒子構成相がムライトおよび非晶質相からなるフライアッシュ粒子の化学組成および幾何学的計量値とを用いて、フライアッシュの活性度指数の予測値を算出する、フライアッシュの活性度指数予測方法。
［２］前記フライアッシュ粒子の化学組成の値が、フライアッシュ粒子中のＦｅ２Ｏ３の含有率（質量％）および下記（１）式で表されるＫ値である、前記［１］に記載のフライアッシュの活性度指数予測方法。
Ｋ＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ×０．６５８）／ＳｉＯ２    ・・・（１）
（式中の化学式の単位は質量％である。）
［３］前記フライアッシュ粒子の幾何学的計量値が、フライアッシュ粒子の外周長、およびフライアッシュ粒子の面積である、前記［１］に記載のフライアッシュの活性度指数予測方法。
ここで、フライアッシュ粒子の外周長、およびフライアッシュ粒子の面積とは、それぞれ、該粒子に真上から平行光線を投光したときに、下の平面に映った該粒子の影の周囲の長さおよび当該影の面積をいう。
［４］（ａ）フライアッシュ全体の非晶質相量の定量工程、（ｂ）フライアッシュ粒子の反射電子像（以下「ＢＳＥ像」という。）および後方散乱電子回折パターン（以下「ＥＢＳＤパターン」という。）の取得工程、（ｃ）フライアッシュ粒子の特定工程、（ｄ）フライアッシュ粒子中の粒子構成相の結晶相・非晶質相の判定工程、（ｅ）フライアッシュ粒子を粒子構成相に分類するための化学組成閾値の決定工程、（ｆ）該化学組成閾値と、フライアッシュ粒子の化学組成に基づき、フライアッシュ粒子を分類する、フライアッシュ粒子の分類工程、（ｇ）ムライトと非晶質相からなるフライアッシュ粒子の幾何学的計量値の計測工程、および、（ｈ）活性度指数の予測値の算出工程を含む、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のフライアッシュの活性度指数予測方法。
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載のフライアッシュの活性度指数予測方法を用いて予測されたフライアッシュの活性度指数に基づき選択される、コンクリート用フライアッシュ。
［６］セメントと、前記［５］に記載のコンクリート用フライアッシュとを混合する、フライアッシュ混合セメントの製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のフライアッシュの活性度指数予測方法は、フライアッシュの活性度指数を早期に、かつ精度よく予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】後記の実施例１において求めた活性度指数の予測値と、活性度指数の実測値との相関を示すグラフであって、（Ａ）は材齢２８日におけるグラフ、（Ｂ）は材齢９１日におけるグラフである。
【図２】後記の実施例２において求めた活性度指数の予測値と、活性度指数の実測値との相関を示すグラフであって、（Ａ）は材齢２８日におけるグラフ、（Ｂ）は材齢９１日におけるグラフである。
【図３】フライアッシュの活性に影響するとされている因子を説明変数に含む式を用いて求めた活性度指数の予測値と、活性度指数の実測値との相関を示すグラフであって、（Ａ）は材齢２８日におけるグラフ、（Ｂ）は材齢９１日におけるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のフライアッシュの活性度指数予測方法は、前記のとおり、フライアッシュ全体の非晶質相量と、粒子構成相がムライトおよび非晶質相からなるフライアッシュ粒子の化学組成および幾何学的計量値とを用いてフライアッシュの活性度指数の予測値を算出する方法である。
また、本発明のフライアッシュの活性度指数予測方法は、好ましくは、（ａ）フライアッシュ全体の非晶質相量の定量工程、（ｂ）ＢＳＥ像およびＥＢＳＤパターンの取得工程、（ｃ）フライアッシュ粒子の特定工程、（ｄ）フライアッシュ粒子中の粒子構成相の結晶相・非晶質相の判定工程、（ｅ）フライアッシュ粒子を粒子構成相に分類するための化学組成閾値の決定工程、（ｆ）該化学組成閾値と、フライアッシュ粒子の化学組成に基づき、フライアッシュ粒子を分類する、フライアッシュ粒子の分類工程、（ｇ）ムライトと非晶質相からなるフライアッシュ粒子の幾何学的計量値の計測工程、および、（ｈ）活性度指数の予測値の算出工程を含む方法である。以下、本発明について各工程に分けて具体的に説明する。
【００１４】
（ａ）フライアッシュ全体の非晶質相量の定量工程
該工程は、フライアッシュ全体の非晶質相を定量する工程である。定量方法は、特に限定されないが、精度と簡易性の観点から、好ましくはＸ線回折／リートベルト解析による方法であり、下記文献Ａに記載の方法を用いることができる。
文献Ａ：星野清一ほか「非晶質混和材を含むセメントの鉱物の定量におけるＸ線回折／リートベルト法の適用」、セメント・コンクリート論文集、第５９号、ｐｐ．１４−２１（２００５）
【００１５】
（ｂ）フライアッシュ粒子のＢＳＥ像およびＥＢＳＤパターンの取得工程
該工程は、フライアッシュと樹脂を練り混ぜて硬化させて作製した試料と、走査型電子顕微鏡とを用いて、フライアッシュ粒子のＢＳＥ像とＥＢＳＤパターンを取得する工程である。前記走査型電子顕微鏡は、好ましくは、微小プローブを作れ、高いエネルギー分解能を得ることができる電界放出型電子銃を備えたものである。また、以下に、ＢＳＥ像およびＥＢＳＤパターンについて説明する。
（i）ＢＳＥ像
ＢＳＥ像はグレイレベルの濃淡で表わされ、反射電子が発生した領域に存在する原子の原子番号の平均値を反映し、該値が大きい程、ＢＳＥ像は明るい、すなわちグレイレベルは淡い。したがって、フライアッシュ粒子の間においてグレイレベルの濃淡の差が大きい場合は、該粒子の間において化学組成の違いが大きいことを示す。後記するように、ＢＳＥ像はさらに二値化処理した後に、フライアッシュ粒子の特定に用いる。
（ii）ＥＢＳＤパターン
ＥＢＳＤパターンは、電子線をフライアッシュ粒子に入射することにより生じ、ＥＢＳＤパターンが存在する領域は結晶相と、また該パターンが存在しない領域は非晶質相と判定する。
【００１６】
（ｃ）フライアッシュ粒子の特定工程
該工程は、前記ＢＳＥ像において、フライアッシュ粒子を樹脂から分離して抽出するために、フライアッシュ粒子を示すＢＳＥ像のグレイレベルに基づき、ＢＳＥ像を二値化して、フライアッシュ粒子を抽出して特定（識別）する工程である。具体的には、該工程は、前記ＢＳＥ像のグレイレベルに基づきヒストグラムを作成し、該ヒストグラムからフライアッシュ粒子を抽出するための閾値を決定した後、該閾値を用いてＢＳＥ像を二値化処理してフライアッシュ粒子を特定する。例えば、ＢＳＥの測定条件が、照射電流３００ｐＡ、加速電圧１５ｋｅＶである場合、閾値としてグレイレベル値が１００以上の領域をフライアッシュ粒子として特定することができる。
【００１７】
（ｄ）フライアッシュ粒子中の粒子構成相の結晶相・非晶質相の判定工程
該工程は、前記取得したＥＢＳＤパターンに基づき、前記特定したフライアッシュ粒子中の粒子構成相が、結晶相か非晶質相かを判定し、結晶相と判定したものは、更にＥＢＳＤパターンに基づき結晶相の同定（粒子構成相の特定）を行う工程である。
【００１８】
（ｅ）フライアッシュ粒子を粒子構成相に分類するための化学組成閾値の決定工程
該工程は、フライアッシュ粒子を５種類の粒子構成相に分類する次の工程等において用いるフライアッシュ粒子の化学組成を測定する工程である。
該粒子構成相は、へマタイト（Ｈｅｍａｔｉｔｅ、Ｆｅ２Ｏ３）またはマグネタイト（Ｍａｇｎｅｔｉｔｅ、Ｆｅ３Ｏ４）と非晶質相が併存する相（以下「ＨＭＡ相」という。）、α−石英（Ｌｏｗ−Ｑｕａｒｔｚ、ＳｉＯ２）を主相とする相（以下「Ｑ相」という。）、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ、２ＳｉＯ２・３Ａｌ２Ｏ３）と非晶質相が併存する相（以下「ＭＡ相」という。）、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系非晶質相のみから構成された相（以下「ＡＳ−Ａ相」という。）、およびＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＣａＯ系非晶質相のみから構成された相（以下「ＡＳＣ−Ａ相」という。）である。
結晶相は前項（ｄ）の同定結果に基づき、また非晶質相はエネルギー分散Ｘ線分光法（以下「ＥＤＳ」という。）による化学組成分析値に基づき分類を行い、この分類毎に数十個の代表粒子についてＥＤＳを用いて化学組成を測定し、各フライアッシュ粒子を化学組成のみで前記粒子構成相に分類するために用いる化学組成閾値を決定する。
【００１９】
（ｆ）該化学組成閾値とフライアッシュ粒子の化学組成に基づき、フライアッシュ粒子を分類するフライアッシュ粒子の分類工程
該工程は、前記決定した化学組成閾値に基づき、ＥＤＳを用いて化学組成を測定した全てのフライアッシュ粒子を、前記粒子構成相毎に分類する工程である。
分類されるフライアッシュ粒子数（母数）は、好ましくはフライアッシュ１試料について３０００個以上である。
【００２０】
（ｇ）ムライトと非晶質相からなるフライアッシュ粒子の幾何学的計量値の計測工程
該工程は、前記分類によりＭＡ相に分類されたフライアッシュ粒子の外周長および面積を計測した後、外周長／面積の比を算出する工程である。
【００２１】
（ｈ）活性度指数の予測値の算出工程
該工程は、フライアッシュ全体の非晶質相量と、フライアッシュ粒子を粒子構成相に基づき分類して抽出されたＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の化学組成および幾何学的計量値を用いてフライアッシュの活性度指数の予測値を算出する工程である。
該ＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の化学組成には、Ｆｅ２Ｏ３量および下記（１）式で示されるＫ値を用いる。
Ｋ＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ×０．６５８）／ＳｉＯ２    ・・・（１）
なお、式中の化学式の単位は質量％である。
ここで、該ＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の化学組成は、ＭＡ相からなるフライアッシュ粒子全ての平均値を用いるのが望ましいが、データのバラツキが少ない場合は、数十個の粒子の平均値で代替することも可能である。
また、ＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の外周長および面積から、粒子の外周長／粒子の面積（以下「外周長／面積比」という。）を算出する。
また、該工程は、例えば、後記の実施例１にその一例を示すように、目的変数として実測した活性度指数を用い、説明変数として、外周長／面積比、Ｆｅ２Ｏ３量、Ｋ値、および非晶質相量を用いて重回帰分析を行い、重回帰式を求め、これ以降は、該重回帰式と、新たな試料から得られた前記説明変数を用いれば、活性度指数の予測値が容易に算出できる。
【００２２】
また、本発明のコンクリート用フライアッシュは、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のフライアッシュの活性度指数予測方法を用いて予測された活性度指数に基づき選択されるフライアッシュである。前記選択基準として用いる活性度指数の基準値は、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１に規定された活性度指数を用いることができる。例えば、フライアッシュＩＩ種の規定を前記選択基準として採用する場合の活性度指数の基準値は、材齢２８日で８０％以上、材齢９１日で９０％以上である。
また、本発明のフライアッシュ混合セメントの製造方法は、セメントと、本発明のコンクリート用フライアッシュとを混合して、フライアッシュ混合セメントを製造する方法である。該セメントは、特に制限されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、およびエコセメントからなる群から選ばれる１種以上が挙げられる。また、混合装置は、ボールミル、ヘンシェルミキサ、またはナウターミキサ等が挙げられる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用したフライアッシュ
以下の１０種類（４社、６発電所、９ライン）のフライアッシュ（ａ〜ｊ）を使用した。
なお、表１に前記フライアッシュの化学組成を、表２に前記フライアッシュの粉末度（ブレーン比表面積）を示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
2015194475.tif 000004
【００２６】
２．フライアッシュ粒子の化学組成の測定と幾何学的計量値の計測
以下の試験は、主に非特許文献２に記載の方法に準拠して行った。
（１）走査型電子顕微鏡観察用試料の調製
非特許文献２に記載の方法に準じて試料を調製した。具体的には、フライアッシュと低粘性エポキシ樹脂を質量比で１：１の割合で練り混ぜ、樹脂の硬化後に５×５×２ｍｍ程度の大きさに切断した。この切断片をクロスセクションポリッシャー（日本電子社製、SM-09020、アルゴンイオンビーム）を用いて、加速電圧６ｋｅＶ、研磨時間１０時間の条件で研磨し、最後にカーボンを約５ｎｍの厚さで蒸着した。
【００２７】
（２）フライアッシュ粒子の化学組成の測定、分類、および幾何学的計量値の計測
該計測は、（ａ）フライアッシュ全体の非晶質相量の定量工程、（ｂ）フライアッシュ粒子のＢＳＥ像、およびＥＢＳＤパターンの取得工程、（ｃ）フライアッシュ粒子の特定工程、（ｄ）フライアッシュ粒子中の粒子構成相の結晶相・非晶質相の判定工程、（ｅ）フライアッシュ粒子を粒子構成相に分類するための化学組成閾値の決定工程、（ｆ）該化学組成閾値と、フライアッシュ粒子の化学組成に基づき、フライアッシュ粒子を分類する、フライアッシュ粒子の分類工程、（ｇ）ムライトと非晶質相からなるフライアッシュ粒子の幾何学的計量値の計測工程を経て行われた。以下、各工程に分けて説明する。
【００２８】
（ａ）フライアッシュ全体の非晶質相量の定量工程
各フライアッシュについて、前記文献Ａに記載のＸ線回折／リートベルト解析による方法に準拠して、結晶質相の含有率（質量％）を求めた後、該含有率を１００（質量％）から引いて得た値をフライアッシュ全体の非晶質相（glass）量とした。表３にフライアッシュの相組成を示す。
【００２９】
【表３】
2015194475.tif 000005
【００３０】
（ｂ）フライアッシュ粒子のＢＳＥ像およびＥＢＳＤパターンの取得工程
前記調製した試料と、ＢＳＥ検出器およびＥＢＳＤ検出器を備えた走査型電子顕微鏡を用いて、フライアッシュ粒子のＢＳＥ像とＥＢＳＤパターンを取得した。
なお、使用した装置と分析条件を以下に示す。
・走査型電子顕微鏡：日本電子社製、ＪＳＭ−７００１Ｆ（電界放出型）
・ＢＳＥ検出器:日本電子社製、ＳＭ−５４０６０ＲＢＥＩ
・ＢＳＥ測定条件：加速電圧１５ｋｅＶ、照射電流 ３００ｐＡ、倍率 １０００倍
・ＥＢＳＤ検出器：オックスフォードインストゥルメンツ社製 ＨＫＬ Ｃｈａｎｎｅ１５
・ＥＢＳＤ測定条件：加速電圧3keV、倍率は観察対象に応じて選択した。
【００３１】
（ｃ）フライアッシュ粒子の特定工程
次に、フライアッシュ粒子を抽出するために設けた閾値に基づき、ＢＳＥ像を二値化して、該二値化した像に基づきＢＳＥ像中のフライアッシュ粒子を特定した。具体的には、前記ＢＳＥ像の測定条件において、グレイレベル値が１００以上の粒子像をフライアッシュ粒子として特定した。
【００３２】
（ｄ）フライアッシュ粒子中の粒子構成相の結晶相・非晶質の判定工程
前記取得したＥＢＳＤパターンに基づき、前記特定したフライアッシュ粒子中の粒子構成相が、結晶相か非晶質相かを判定し、結晶相と判定したものは、更にＥＢＳＤパターンに基づき結晶相の同定を行った。
【００３３】
（ｅ）フライアッシュ粒子を粒子構成相に分類するための化学組成閾値の決定工程
フライアッシュ粒子をＨＭＡ相、Ｑ相、ＭＡ相、ＡＳ−Ａ相、およびＡＳＣ−Ａ相の５種類の粒子構成相に化学組成のみで分類するための化学組成閾値を求めるために、結晶相は前項（ｄ）での同定結果に基づき、また非晶質相はＥＤＳによる化学組成分析値に基づいて分類を行った。
そうして得られた判定結果に基づいて各粒子構成相に分類されたフライアッシュ粒子の化学組成を、当該分類毎に２０個の粒子についてＥＤＳを用いて測定した。なお、粒子数が２０個に満たない粒子構成相は、その全数を測定した。
そして、得られた化学組成を基に、粒子構成相の化学組成閾値をフライアッシュａ〜ｊ毎に決定した。該決定した化学組成閾値を、次工程の（ｆ）で得られた各粒子構成相の割合と共に、表４に示す。
なお、使用した装置と分析条件を以下に示す。
・ＥＤＳ検出器：オックスフォードィンストゥルメンツ社製、ＩＮＣＡ  ｅｎｅｒｇｙ
・ＥＤＳ測定条件：加速電圧１５ｋｅＶ、照射電流 ３００ｐＡ、ワーキングディスタンス １０ｍｍ、分析時間 １００ｓｅｃ／測定点
【００３４】
（ｆ）フライアッシュ粒子の分類工程、
表４に記載の粒子構成相の化学組成閾値に基づき、フライアッシュａ〜ｊ毎に、それぞれ５０００個のフライアッシュ粒子について粒子構成相の分類を行った。その結果を表４に示す。
【００３５】
【表４】
2015194475.tif 000006
【００３６】
（ｇ）ＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の幾何学的計量値の計測工程
ＭＡ相からなる粒子に分類したフライアッシュ粒子の外周長および面積を、画像解析ソフト（オックスフォードィンストゥルメンツ社製、ＩＮＣＡ  Ｆｅａｔｕｒｅ）を用いて計測した。その結果を、前項（ｅ）で求めたＭＡ相からなる粒子の化学組成と共に、表５に示す。
【００３７】
【表５】
2015194475.tif 000007
【００３８】
さらに、ＭＡ相およびＡＳ−Ａ相からなる粒子に分類したフライアッシュ粒子について、下記（２）式を用いて、Ｓ値（単位体積当たりの比表面積に比例する値）を求めた。
ここで、ＭＡ相からなる粒子については、該粒子の円相当断面径が４μｍ以下と４μｍを超える２つの粒子群に分類した。これらの粒子の割合（単位は体積％）と共に、Ｓ値を表６に示す。
【数１】
2015194475.tif 000008
（式中、ｎは同じ粒子群に分類された全粒子数を表し、ＬｉおよびＡｉは、それぞれ、同じ粒子群に分類された粒子のうちi個目の粒子の外周長および面積を表す。）
【００３９】
【表６】
2015194475.tif 000009
【００４０】
３．フライアッシュの活性度指数の測定
フライアッシュａ〜ｊの活性度指数をＪＩＳ  Ａ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に準拠して測定した。その結果を表７に示す。
【００４１】
【表７】
2015194475.tif 000010
【００４２】
４．活性度指数の予測式の導出と、活性度指数およびフライアッシュのキャラクターとの相関性
（１）実施例１
目的変数として表７中の材齢２８日および材齢９１日の活性度指数を用い、また説明変数としてＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の外周長／面積比（表５の外周長/面積の比の値）、Ｆｅ２Ｏ３量（表５中のＦｅ２Ｏ３欄の値）、Ｋ値（表５中のＫ値欄の値）、およびフライアッシュ全体の非晶質相量（表３のglass欄の値）を用いて重回帰分析を行い、それぞれ、材齢２８日および材齢９１日の活性度指数の予測式である、下記（３）式および（４）式を得た。
また、図１に下記（３）式および（４）式を用いて予測した下記活性度指数の予測値と、活性度指数の実測値との相関を示すグラフを示す。なお、図１の（Ａ）は材齢２８日におけるグラフ、（Ｂ）は材齢９１日におけるグラフである。
得られた予測式の決定係数（Ｒ2）は、（３）式が０．８０８、（４）式が０．９０５であった。
材齢２８日の活性度指数＝（外周長／面積比）×２３．０４＋（Ｆｅ２Ｏ３量）×（−１．３９）＋（Ｋ値）×１６．６８＋（非晶質相量）×０．２０＋５８．４０    ・・・（３）
材齢９１日の活性度指数＝（外周長／面積比）×４２．２８＋（Ｆｅ２Ｏ３量）×（−３．５０）＋（Ｋ値）×４９．９０＋（非晶質相量）×０．３８＋５１．６２    ・・・（４）
【００４３】
（２）実施例２
目的変数として表７中の材齢２８日および材齢９１日の活性度指数を用い、また、説明変数として、ＭＡ相からなるフライアッシュ粒子の断面径が４μｍ以下と、４μｍを超える２つの粒子群のＳ値、およびＡＳ−Ａ相の全粒子のＳ値（表６のＳ値欄の値）と、これらの粒子群の体積割合（表６の割合欄の値）を用いて重回帰分析を行い、下記（５）式および（６）式を得た。
また、図２に下記（５）式および（６）式を用いて予測した下記活性度指数の予測値と、活性度指数の実測値との相関を示すグラフを示す。なお、図２の（Ａ）は材齢２８日におけるグラフ、（Ｂ）は材齢９１日におけるグラフである。
得られた予測式の決定係数（Ｒ2）は、（５）式が０．７３３、（６）式が０．８４６であった。
材齢２８日の活性度指数＝（ＭＡ≦４μｍのＳ値）×（ＭＡ≦４μｍの体積割合）×０．４４＋（ＭＡ＞４μｍのＳ値）×（ＭＡ＞４μｍの体積割合）×０．０２＋（ＡＳ−ＡのＳ値）×（ＡＳ-Ａの体積割合）×０．０７＋７０．８６    ・・・（５）
材齢９１日の活性度指数＝（ＭＡ≦４μｍのＳ値）×（ＭＡ≦４μｍの体積割合）×０．７８＋（ＭＡ＞４μｍのＳ値）×（ＭＡ＞４μｍの体積割合）×０．１５＋（ＡＳ−ＡのＳ値）×（ＡＳ-Ａの体積割合）×０．１８＋６７．８３    ・・・（６）
【００４４】
（３）参考例
参考のため、目的変数として表７中の材齢２８日および材齢９１日の活性度指数を用い、説明変数としてフライアッシュ全体の粉末度（表２中の値）、非晶質相量（表３のglass欄の値）、および塩基度（表１中の塩基度の値）を用いて重回帰分析を行い、下記（７）式および（８）式を得た。これらの説明変数は、一般にフライアッシュの活性に影響するとされている因子である。
また、図３に下記（７）式および（８）式を用いて予測した下記活性度指数の予測値と、活性度指数の実測値との相関を示すグラフを示す。なお、図３の（Ａ）は材齢２８日におけるグラフ、（Ｂ）は材齢９１日におけるグラフである。
得られた予測式の決定係数（Ｒ2）は、（７）式が０．６２１、（８）式が０．８０７であった。
材齢２８日の活性度指数＝（粉末度）×０．０３＋（非晶質相量）×（−０．０１）＋（塩基度）×８．３４＋６５．７３    ・・・（７）
材齢９１日の活性度指数＝（粉末度）×０．０１＋（非晶質相量）×（−０．０１）＋（塩基度）×１２．７２＋６５．６０    ・・・（８）
【００４５】
参考例において得た材齢２８日に関する（７）式の決定係数は、０．６２１であるのに対し、実施例において得た（３）および（５）式の決定係数は、それぞれ０．８０８、０．７３３であり、さらに、材齢９１日に関する（８）式の決定係数は、０．８０７であるのに対し、実施例において得た（４）および（６）式の決定係数は、それぞれ０．９０５、０．８４６であるから、いずれの材齢においても実施例の式は実測値と予測値の一致度が高く、したがって、予測精度が高いといえる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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