(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライアッシュと石灰石微粉末のみを混合することを特徴とする、フライアッシュの発塵抑制方法であって、
前記フライアッシュのブレーン比表面積が２０００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、
前記石灰石微粉末のブレーン比表面積が６０００〜８０００ｃｍ２／ｇであって、
前記ブレーン比表面積が２０００〜４０００ｃｍ２／ｇのフライアッシュおよび前記ブレーン比表面積が６０００〜８０００ｃｍ２／ｇの石灰石微粉末の合計を１００質量％として、ブレーン比表面積が６０００〜８０００ｃｍ２／ｇの石灰石微粉末の混合割合が２５〜５０質量％である、フライアッシュの発塵抑制方法。
【請求項２】
前記フライアッシュと石灰石微粉末の混合が、フライアッシュと石灰石微粉末の混合物を出荷するまでの工程において行われる、請求項１に記載のフライアッシュの発塵抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライアッシュの発塵を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭中に灰分は１０〜２０質量％含まれており、この灰分は石炭が燃焼した後に、フライアッシュ、シンダーアッシュ、ボトムアッシュ、およびクリンカアッシュ等の形態で回収されている。このうちフライアッシュは、比重が２．３程度と比較的軽く乾燥した微粉であるため、発塵し易く取り扱いが難しい。
この発塵を抑制する上でフライアッシュへの散水は有効であるが、水とフライアッシュ中のカルシウム分が反応して水酸化カルシウムが生成し、この水酸化カルシウムが刺激剤となってフライアッシュはポゾラン反応が進行して固化する。そして、固化したフライアッシュは、輸送や貯蔵等の作業において取り扱いが著しく困難になるほか、フライアッシュのポゾラン反応性が減少するため、セメント用混和材としての有用性が低下する。
【０００３】
そこで、粉体の発塵や、フライアッシュのポゾラン反応および固化を抑制する方法として、ポリアルキレングリコール、糖類、およびアルコール類等の有機系添加剤を含む水を、フライアッシュに散布等する方法が知られている。例えば、特許文献１には、低炭素数の飽和アルキレンオキシド鎖を有するポリアルキレングリコールを噴霧する粉体・粉粒体の製造方法が提案され、特許文献２には、多糖類を１〜２０質量％、残部が水、または水とアルコールからなるフライアッシュ発塵硬化抑制剤が提案され、また、特許文献３には、水が７０〜９５質量％と残部が１価の低級アルコールからなるフライアッシュ硬化抑制剤が提案されている。
しかし、これらの方法を実施する場合、前記添加剤を貯蔵するための設備が必要となるほか、前記添加剤は比較的高価であり、発塵抑制のための処理コストは高くなる。また、前記添加剤はセメントの凝結を過度に遅延させ、コンクリート中の空気量を過度に増加させるなどの悪影響を及ぼす場合がある。これにより、前記添加剤を含むフライアッシュは発塵を抑制できても、セメント用混和材として使用できないなどの問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１７７１２４号公報
【特許文献２】特開平１０−１４７６０１号公報
【特許文献３】特開平１０−１４８３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、フライアッシュの発塵を抑制するためのコストが低く、発塵を抑制したフライアッシュはセメント用混和材として使用できる、フライアッシュの発塵抑制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】
【０００６】
そこで、本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、単にフライアッシュと石灰石微粉末を混合するという簡易な操作により、フライアッシュの発塵を抑制でき、また、発塵を抑制したフライアッシュはセメント用混和材として使用できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の構成を有するフライアッシュの発塵抑制方法である。
【０００７】
［１］フライアッシュと石灰石微粉末のみを混合することを特徴とする、フライアッシュの発塵抑制方法であって、
前記フライアッシュのブレーン比表面積が２０００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、
前記石灰石微粉末のブレーン比表面積が６０００〜８０００ｃｍ２／ｇであって、
前記ブレーン比表面積が２０００〜４０００ｃｍ２／ｇのフライアッシュおよび前記ブレーン比表面積が６０００〜８０００ｃｍ２／ｇの石灰石微粉末の合計を１００質量％として、ブレーン比表面積が６０００〜８０００ｃｍ２／ｇの石灰石微粉末の混合割合が２５〜５０質量％である、フライアッシュの発塵抑制方法。
［２］前記フライアッシュと石灰石微粉末の混合が、フライアッシュと石灰石微粉末の混合物を出荷するまでの工程において行われる、前記［１］に記載のフライアッシュの発塵抑制方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のフライアッシュの発塵抑制方法はコストが低く、また、該方法により発塵を抑制したフライアッシュは、セメントやコンクリートの物性に悪影響を与えないため、セメント用混和材として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願の実施例において、フライアッシュの発塵性の評価に用いた発塵試験装置を示す図である（テフロン処理防塵固化材協会発行の「テフロン処理防塵固化材技術資料」付録１に掲載の図−１（ａ）を転載した。）。ただし、「テフロン」は登録商標である。
【図２】石灰石微粉末の混合割合と落下発塵量の関係を示す図である。ただし、図中の破線は、発塵抑制において、石灰石微粉末による単なる希釈効果を示す基準線である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、前記のとおり、フライアッシュと石灰石微粉末を混合するフライアッシュの発塵抑制方法である。以下、本発明について、フライアッシュ、石灰石微粉末、およびフライアッシュと石灰石微粉末の混合とに分けて詳細に説明する。
【００１１】
１．フライアッシュ
本発明で用いるフライアッシュは、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定するフライアッシュＩ種、ＩＩ種、ＩＩＩ種、およびＩＶ種から選ばれる１種以上であり、ポゾラン反応性等の性能の点から、これらの中でも好ましくはフライアッシュＩ種およびＩＩ種である。また、フライアッシュのブレーン比表面積は、好ましくは２０００〜６０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が該範囲内にあれば、本発明の方法において、フライアッシュの発塵を抑制する効果が高い。なお、前記ブレーン比表面積は、より好ましくは２０００〜５０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは２０００〜４０００ｃｍ２／ｇである。
【００１２】
２．石灰石微粉末
本発明で用いる石灰石微粉末は、ＪＩＳ  Ａ  ５００８「舗装用石灰石粉」に規定する石灰石粉であり、そのブレーン比表面積は、好ましくは３５００ｃｍ２／ｇ以上である。ブレーン比表面積が該値以上であれば、フライアッシュの発塵を抑制する効果が高い。なお、石灰石微粉末のブレーン比表面積は、より好ましくは５０００〜１２０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは６０００〜８０００ｃｍ２／ｇである。
【００１３】
３．フライアッシュと石灰石微粉末の混合
前記フライアッシュと石灰石微粉末の混合は、フライアッシュと石灰石微粉末の混合物を出荷するまでの工程において行われる。ここで、前記出荷するまでの工程には、例えば、フライアッシュと石灰石微粉末の貯蔵工程、およびフライアッシュと石灰石微粉末の輸送工程が含まれる。また、フライアッシュと石灰石微粉末の混合方法は、フライアッシュに対し石灰石微粉末を添加して混合する方法と、石灰石微粉末に対しフライアッシュを添加して混合する方法のいずれも含む。
前記混合手段は、容器回転型、固定容器型、および流体運動型の各型式の一般的な粉体混合装置が使用できる。なお、セメント工場等で混合する場合、ベルトコンベアなどの輸送装置に、フライアッシュと石灰石微粉末を混載するだけで、コンベアの乗り継ぎや、サイロ等の保管設備、およびトラック、船舶等の運送設備への投入工程において、粉体が混合されることにより、前記混合装置を用いた混合と、同程度の混合効果が生じる。
また、石灰石微粉末の混合割合は、フライアッシュおよび石灰石微粉末の合計１００質量％に対し、好ましくは２５〜５０質量％、より好ましくは３０〜５０質量％、さらに好ましくは３５〜５０質量％である。後掲の図２に示すように、前記混合割合が２５質量％未満では、石灰石微粉末の混合によるフライアッシュの発塵抑制効果は小さく、また、前記混合割合が５０質量％を超える範囲では、石灰石微粉末の混合割合を増やしても、フライアッシュの発塵抑制効果の向上の程度は小さい。
【実施例】
【００１４】
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．使用した試料
（１）フライアッシュ（略号：ＦＡ）
使用したフライアッシュは、ブレーン比表面積が３６６０ｃｍ２／ｇで、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定するフライアッシュＩＩ種に相当する。該フライアッシュの化学組成、鉱物組成、および粉体特性を、それぞれ表１〜３に示す。
（２）石灰石微粉末（略号：ＣＣ）
使用した石灰石微粉末は、ブレーン比表面積が６１７０ｃｍ２／ｇで、ＪＩＳ  Ａ  ５００８「舗装用石灰石粉」に規定する石灰石粉に相当する。該石灰石微粉末の化学組成、鉱物組成、および粉体特性を、それぞれ表１〜３に示す。
【００１５】
【表１】
0006599687.tif 000002
【００１６】
【表２】
0006599687.tif 000003
【００１７】
【表３】
0006599687.tif 000004
【００１８】
２．発塵の測定
２．１  混合試料の調製
フライアッシュ（ＦＡ）と石灰石微粉末（ＣＣ）を、質量比がＦＡ／ＣＣ＝１００／０、９０／１０、８０／２０、７０／３０、６０／４０、５０／５０、２５／７５、および０／１００で、全量が２００ｇになるように、それぞれ秤量してビニール袋に入れた。次に、フライアッシュと石灰石微粉末が、目視で均質になるまで約１分間混合して混合試料を調製した。
【００１９】
２．２  測定方法
発塵の測定は、テフロン処理防塵固化材協会のテフロン処理防塵固化材の発塵試験方法（テフロン処理防塵固化材協会発行の「テフロン処理防塵固化材技術資料」付録−１）に準拠して行った。すなわち、
（１）図１に示す内径７．５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状の試料落下装置に、前記混合試料２００ｇを入れ、ガラス板で蓋をした後、当該ガラス板が底面になるように反転させた。
（２）図１に示す内径３９ｃｍ、高さ５９ｃｍの測定槽の頂部投入口（直径７．５ｃｍ）に前記試料落下装置を設置した後、ガラス板を引き抜いて前記混合試料を自然落下させ、底面から４５ｃｍの高さにある測定槽内の浮遊粉塵量(相対濃度CPM[Count  Per  Minute])を、散乱光式デジタル粉塵計（柴田科学社製  Ｐ−５Ｌ）を用いて測定した。
（３）混合試料の落下直後から１分間、前記測定槽内の浮遊粉塵量を１試料あたり５回連続して測定し、混合試料が落下する前の測定値（ダークカウント）を差し引いた値の幾何平均値（下記（１）式を用いて算出した値）を、当該混合試料の「落下発塵量」と定義した。
Logｘ = 1/5×Σlog(xi-d)  ・・・（１）
ただし、（１）式中、ｘは落下発塵量、ｘiは測定回数がi回目の浮遊粉塵量の測定値、iは１〜５、dはダークカウントを表す。
落下発塵量の測定結果を表４と図２に示す。
ちなみに、テフロン処理防塵固化材協会発行の「テフロン処理防塵固化材技術資料」によれば、前記浮遊粉塵量と発塵の状態の関係は表５のとおりである。
【００２０】
【表４】
0006599687.tif 000005
【００２１】
【表５】
0006599687.tif 000006
【００２２】
２．３  フライアッシュの発塵の抑制について
図２や表４に示すように、フライアッシュの発塵量は、石灰石微粉末の混合割合が２５質量％以上では、石灰石微粉末による単なる希釈効果を示す基準線よりも少なくなり、該混合割合が４０質量％付近で殆どほこりを感じない程度になった。
【００２３】
２．４  フライアッシュの物性について
石灰石微粉末の混合割合が３０質量％である前記混合試料を、普通ポルトランドセメント１００質量に対し３０質量部添加して混合し、混合セメントＡを作製した。また、比較のため、前記フライアッシュ（石灰石微粉末を含有しない。）を、普通ポルトランドセメント１００質量に対し３０質量部添加して混合し、混合セメントＢを作製した。
次に、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して、前記混合セメントＡおよび混合セメントＢの凝結時間と、該セメントを用いて作製したモルタルの圧縮強さを測定したところ、表６に示すとおり、混合セメントＡおよび混合セメントＢの前記物性に差はなかった。
【００２４】
【表６】
0006599687.tif 000007
【００２５】
したがって、本発明のフライアッシュの発塵抑制方法は、高価な有機系添加剤を使用しなくてもフライアッシュの発塵を大幅に抑制できるため、発塵抑制に係るコストが低い。また、本発明の方法により発塵を抑制したフライアッシュは、有機系添加剤に代えてセメント用混和材として一般的な石灰石微粉末のみが混合されているため、セメント用混和材として使用できる。
【図１】
0006599687.tif 000008
【図２】
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