江木・中島・藤本・神門：洗浄フライアッシュの品質評価

資料

資

料

洗浄フライアッシュの品質評価

洗浄フライアッシュの品質評価
江木俊雄＊・中島江木

俊雄*・中島1. 目

的

剛**・藤本

栄之助***・神門剛**・藤本

栄之助***・神門誠***

2.2 FA の JIS A 6201 外試験項目
メチレンブルー吸着量測定は，セメント協会標準試験方2.2法 FAの I-61
JIS A
6201 外試験項目
JCAS
メチレンブルー吸着量に従った．粒度分布

石炭火力発電所から排出される石炭灰の内，電気式集塵

1．目

誠***

的

装置で回収された排気ガス中のばいじんは，フライアッシ

メチレンブルー吸着量測定は，セメント協会標準試験の測定は，レーザー回折・散乱式粒度分析装置(NIKKISO

石炭火力発電所から排出される石炭灰の内，電気式集ュ（以後，FAと表記）と称され，セメント製造時の粘土代方法
JCAS I-61
メチレンブルー吸着量に従った．粒度分布
Microtrac
MT3300EX
Ⅱ)を用い，粒子の形態観察と定性分塵装置で回収された排気ガス中のばいじんは，フライアッ
替え原料として利用されている．また，コンクリートに FAの測定は，レーザー回折・散乱式粒度分析装置（NIKKISO
析は，走査電子顕微鏡（Hitachi S-3500N）とエネルギー分

シュ（以後，FAと表記）と称され，セメント製造時の粘を配合すると，セメント中の水酸化カルシウムとFA とが緩Microtrac
MT3300EX Ⅱ）を用い，粒子の形態観察と定性
散型 X 線検出器（HORIBA
EMAX-1000)を用いて行った．

土代替え原料として利用されている．また，コンクリー
慢に反応し，
不溶性のけい酸カルシウム水和物を形成して，分析は，走査電子顕微鏡（Hitachi
2.3 FA の JIS A 6201 試験項目 S-3500N）とエネルギー

1)
トにFA を配合すると，セメント中の水酸化カルシウムとことから，コンクリー
コンクリートの強度を向上させる

分散型
X 線検出器（HORIBA EMAX-1000）を用いて行っコンクリート用フライアッシュ
JIS A 6201:2015 8.4

FAト用の混和材としても利用されている．しかしながらとが緩慢に反応し，不溶性のけい酸カルシウム水和物FAた．
に従い FA の密度，同 8.5.2 に従い FA の比表面積，同 8.61）に含まれる未燃焼カーボンは，フレッシュコンクリートのことかを形成して，コンクリートの強度を向上させる

FA JIS
配合モルタルのフロー値比，同 8.7 に従い活性度2.3に従いFA のA 6201 試験項目

練り混ぜの際に使用される減水剤や AE 剤等の混和剤を吸ら，コンクリート用の混和材としても利用されている．し

指数を求めた．なお，比表面積の測定は，JISA 6201
コンクリート用フライアッシュ
JIS A 6201:2015
8.4 で規に従着することから，
未燃焼カーボン量が多い FA の使用では所かしながらFA に含まれる未燃焼カーボンは，フレッシュ

定するセメントの物理試験方法
R 5201 8.1 比表面積
い FAの密度，同 8.5.2 に従い FAJISの比表面積，同
8.6 に従，定のワーカビリティーを得るために混和剤量が増加する
コンクリートの練り混ぜの際に使用される減水剤やAE 剤

測定に従ってブレーン空気透過法により行った．モルタル
い FA
配合モルタルのフロー値比，同 8.7 に従い活性度指コンクリートの色が斑になる，等の問題があることから,等の混和剤を吸着することから，未燃焼カーボン量が多いの空気量は JIS A 1128：2005 フレッシュコンクリートの空数を求めた．なお，比表面積の測定は，JISA 6201 で規定

FA混和材としての利用は限定的である．
の使用では所定のワーカビリティーを得るために混和

気量の圧力による試験方法-空気室圧力方法に従って測定するセメントの物理試験方法
JIS R 5201 8.1 比表面積測定

2)2）混和材としての利用を拡大するためには，
FA に含まれる剤量が増加する，コンクリートの色が斑になる，等の問した．FA の強熱減量は，110℃で 2h 以上乾燥させた試料をに従ってブレーン空気透過法により行った．モルタルの未燃焼カーボンの除去が不可欠であると考え，
2013 年度よ題があることから, 混和材としての利用は限定的である．

1g 程度量り取り，1000℃で
2h 熱処理した後に，熱処理前
空気量はJIS A 1128:2005 フレッシュコンクリートの空気3)を基にしたFA中の未燃焼カ
り松藤らが開発した洗浄技術
混和材としての利用を拡大するためには，FAに含まれ後の重量変化から算出した．
量の圧力による試験方法- 空気室圧力方法に従って測定しーボンを除去する研究に着手した.その結果，洗浄方法を改年
る未燃焼カーボンの除去が不可欠であると考え，2013

た．FA の強熱減量は，110℃で 2h 以上乾燥させた試料を

3）

3. 結

果

良することにより，FA 中に 3～6mass%程度含まれる未燃焼を基にした FA 中の未度より松藤らが開発した洗浄技術

1g 程度量り取り，1000℃で 2h 熱処理した後に，熱処理前

カーボン量は 0.5mass%前後に低下した．これらの比表面積，
燃焼カーボンを除去する研究に着手した. その結果，洗浄

3.1 洗浄前後の FA の強熱減量とメチレンブルー吸着量
後の重量変化から算出した．

粒度分布については前報 で報告した．
方法を改良することにより，FA
中に 3 ～ 6mass％程度含表 1 に洗浄前 FA，洗浄後 FA の強熱減量とメチレンブル

本資料では，改質した洗浄後のFA の品質を洗浄前の FA
まれる未燃焼カーボン量は0.5mass％前後に低下した．こー吸着量を示す．洗浄後 FA は，洗浄により未燃焼カーボン

4）と比較するとともに，洗浄により得られた未燃焼カーボン
れらの比表面積，粒度分布については前報で報告した．

0.5mass%以下になり，それに伴い3.1が除去されて強熱減量が洗浄前後の FA の強熱減量とメチレンブルー吸着量

中に含まれるFAの品質についてもJISおよびその他の試験本資料では，改質した洗浄後の FA の品質を洗浄前のメチレンブルー吸着量も0.01mg/g未満に低下した．
これら
表
1 に洗浄前 FA，洗浄後FA の強熱減量とメチレンブ

以下に，それぞれの FA の品質につい
FAにより明らかにした．
と比較するとともに，洗浄により得られた未燃焼カーの値から洗浄後 FA を配合したフレッシュコンクリートで
ルー吸着量を示す．洗浄後
FA は，洗浄により未燃焼カーて報告する.
ボン中に含まれるFA の品質についても JIS およびその他

は，練り混ぜに使用する混和剤の吸着は極めて少なく，混ボンが除去されて強熱減量が0.5mass％以下になり，それの試験により明らかにした．以下に，それぞれの FA の品

和剤の機能を低下させることは殆どないとと考えられる．
に伴いメチレンブルー吸着量も0.01mg/g 未満に低下し質について報告する .

3.2 洗浄前後の FA の電子顕微鏡による形態観察た．これらの値から洗浄後
FA を配合したフレッシュコン

4)

2. 方

2.1 FA の洗浄および熱処理方法

2．方

法

3．結

果

図 1 に洗浄前 FA の電子顕微鏡写真を示す．
粒径が異なるクリートでは，練り混ぜに使用する混和剤の吸着は極めて法

FA の洗浄は前報 4)の 2.2.1 に示した方法で行った．洗浄

球状粒子と矢印で示す異形の粒子が認められる．他の観察少なく，混和剤の機能を低下させることは殆どないと考えFA（以後，未燃
2.1により得られた未燃焼カーボンに含まれる
FA の洗浄および熱処理方法

像で同様の形態の粒子（マトリックス部）について定性分
られる．

4）

CFA
中の洗浄は前報
FA と表記）については，未燃焼のカーボンを除去するの 2.2.1 に示した方法で行った．洗浄ために，大気中 600℃で 12h の熱処理を行った．
により得られた未燃焼カーボンに含まれる
FA（以後，未燃 C 中 FA と表記）については，未燃焼のカーボンを除去

表 1 洗浄前後の FA の強熱減量とメチレンブルー
表1

吸着量 FA の強熱減量とメチレンブルー吸着量
洗浄前後の
強熱減量
(mass%)

メチレンブルー吸着量(mg/g)

洗浄前FA

4.6

0.32

洗浄後FA

0.35

<0.01

するために，大気中 600℃で 12h の熱処理を行った．
*無機材料・資源科，**無機材料技術科***株式会社 藤井基礎設計事務所＊＊＊

無機材料・資源科
無機材料・資源科（現無機材料技術科）
株式会社 藤井基礎設計事務所＊＊＊

─ 19 ─

島根県産業技術センター研究報告第53号 （2017）

洗浄前後の FA の電子顕微鏡による形態観察

浄により強熱減量が 0.35mass％程度まで低下した要因は，

図 1 に洗浄前 FA の電子顕微鏡写真を示す．粒径が異な析を行ったところ，ほぼ炭素しか検出されなかったことか析を行ったところ，ほぼ炭素しか検出されなかったことかる球状粒子と矢印で示す異形の粒子が認められる．他の観析を行ったところ，ほぼ炭素しか検出されなかったことか析を行ったところ，ほぼ炭素しか検出されなかったことから，図中の矢印で示した形態の粒子は未燃焼カーボンとら，図11中の矢印で示した形態の粒子は未燃焼カーボンと察像で同様の形態の粒子（マトリックス部）について定性ら，図ら，図11中の矢印で示した形態の粒子は未燃焼カーボンと中の矢印で示した形態の粒子は未燃焼カーボンと考えられる．
考えられる．
分析を行ったところ，ほぼ炭素しか検出されなかったこと考えられる．
考えられる．
に図11の中心部にある矢印で示した粒子の拡大図をの中心部にある矢印で示した粒子の拡大図を
図図22に図から，図 1 中の矢印で示した形態の粒子は未燃焼カーボン
図
図
2
2
に図
に図
1
1
の中心部にある矢印で示した粒子の拡大図をの中心部にある矢印で示した粒子の拡大図を示す．未燃焼カーボン粒子には表面だけではなく，その内示す．未燃焼カーボン粒子には表面だけではなく，その内と考えられる．
示す．未燃焼カーボン粒子には表面だけではなく，その内示す．未燃焼カーボン粒子には表面だけではなく，その内部にも微粒の球状粒子が観察される．このことから，現行
部にも微粒の球状粒子が観察される．このことから，現行
図 2 に図 1 の中心部にある矢印で示した粒子の拡大図を部にも微粒の球状粒子が観察される．このことから，現行
部にも微粒の球状粒子が観察される．このことから，現行の洗浄方法では未燃焼カーボン内部の球状粒子の分離は極の洗浄方法では未燃焼カーボン内部の球状粒子の分離は極示す．未燃焼カーボン粒子には表面だけではなく，その内の洗浄方法では未燃焼カーボン内部の球状粒子の分離は極の洗浄方法では未燃焼カーボン内部の球状粒子の分離は極めて困難と思われる．
めて困難と思われる．
部にも微粒の球状粒子が観察される．このことから，現行
めて困難と思われる．
めて困難と思われる．
に表面が滑らかな非球形状粒子の写真を示す．他の
図図33に表面が滑らかな非球形状粒子の写真を示す．他のの洗浄方法では未燃焼カーボン内部の球状粒子の分離は
図
図33に表面が滑らかな非球形状粒子の写真を示す．他のに表面が滑らかな非球形状粒子の写真を示す．他の観察像においてもこの様な形状の粒子は多数観察され，そ観察像においてもこの様な形状の粒子は多数観察され，そ極めて困難と思われる．
観察像においてもこの様な形状の粒子は多数観察され，そ観察像においてもこの様な形状の粒子は多数観察され，それらの粒径は50μm
50μm程度以上を占めている．図程度以上を占めている．図33の粒子にの粒子にれらの粒径は
図 3 に表面が滑らかな非球形状粒子の写真を示す．他のれらの粒径はれらの粒径は50μm
50μm程度以上を占めている．図程度以上を占めている．図
3
3
の粒子に
の粒子に
ついて定性分析を行ったところ，ケイ素が主成分であった
ついて定性分析を行ったところ，ケイ素が主成分であった
観察像においてもこの様な形状の粒子は多数観察され，そついて定性分析を行ったところ，ケイ素が主成分であった
ついて定性分析を行ったところ，ケイ素が主成分であったが，他の非球形状粒子ではケイ素，アルミニウムが主成分
が，他の非球形状粒子ではケイ素，アルミニウムが主成分
れらの粒径は 50μm 程度以上を占めている．図 3 の粒子が，他の非球形状粒子ではケイ素，アルミニウムが主成分
が，他の非球形状粒子ではケイ素，アルミニウムが主成分であることもあり，非球形状粒子は，石英もしくはケイ酸であることもあり，非球形状粒子は，石英もしくはケイ酸について定性分析を行ったところ，ケイ素が主成分であっであることもあり，非球形状粒子は，石英もしくはケイ酸であることもあり，非球形状粒子は，石英もしくはケイ酸
ガラス，あるいはムライト等と考えられる．
ガラス，あるいはムライト等と考えられる．
たが，他の非球形状粒子ではケイ素，アルミニウムが主成
ガラス，あるいはムライト等と考えられる．
ガラス，あるいはムライト等と考えられる．
に洗浄後FAFAの写真を示す．洗浄後の写真を示す．洗浄後FAFAには球状粒子には球状粒子図図44に洗浄後分であることもあり，非球形状粒子は，石英もしくはケイ
図
図
4
4
に洗浄後
に洗浄後
FA
FA
の写真を示す．洗浄後の写真を示す．洗浄後FA
FAには球状粒子には球状粒子と図33に示した非球形状粒子が主に観察され，図に示した非球形状粒子が主に観察され，図
の矢印
と図
11の矢印
酸塩ガラス，あるいはムライトと考えられる．
と図
と図
3
3
に示した非球形状粒子が主に観察され，図に示した非球形状粒子が主に観察され，図
1
1
の矢印
の矢印
で示した未燃焼カーボンの粒子は認められない．本洗浄にで示した未燃焼カーボンの粒子は認められない．本洗浄に
図 4 に洗浄後 FA の写真を示す．洗浄後 FA には球状粒で示した未燃焼カーボンの粒子は認められない．本洗浄にで示した未燃焼カーボンの粒子は認められない．本洗浄により強熱減量が0.35mass%程度まで低下した要因は，図11より強熱減量が0.35mass%程度まで低下した要因は，図子と図 3 に示した非球形状粒子が主に観察され，図 1 の矢より強熱減量がより強熱減量が0.35mass%程度まで低下した要因は，図0.35mass%程度まで低下した要因は，図11の未燃焼カーボンが除去されたためと考えられる．
の未燃焼カーボンが除去されたためと考えられる．
印で示した未燃焼カーボンの粒子は認められない．本洗の未燃焼カーボンが除去されたためと考えられる．
の未燃焼カーボンが除去されたためと考えられる．

図 1 の未燃焼カーボンが除去されたためと考えられる．
洗浄前後のFAFAおよび未燃
および未燃CC中中FAFAの粒度分布の粒度分布
3.3 洗浄前後の
3.3
3.3 洗浄前後の FA および未燃 C 中 FA の粒度分布
洗浄前後の
洗浄前後の
FA
FA
および未燃
および未燃
C
C
中
中
FA
FA
の粒度分布
3.3
3.3
図
5
に洗浄前
FA，
洗浄後
FA
および未燃
のそれぞ
図 5 に洗浄前 FA，洗浄後 FA および未燃の粒度分布
CC中中FAFAのそれぞ
図 5 に洗浄前 FA，洗浄後 FA および未燃 C 中 FA（強熱図図55に洗浄前に洗浄前FA，FA，
洗浄後
洗浄後FAFAおよび未燃
および未燃
Cと洗浄後
C中中FAFAのそれぞのそれぞれの粒度分布を示す．この図の洗浄前の頻れの粒度分布を示す．この図の洗浄前
FAFAと洗浄後
FAFAの頻減量：0.20mass％）のそれぞれの粒度分布を示す．この図
れの粒度分布を示す．この図の洗浄前
れの粒度分布を示す．この図の洗浄前
FA
FA
と洗浄後
と洗浄後
FA
FA
の頻
の頻
度曲線から，洗浄により粒径の分布に大きな変化は無く，度曲線から，洗浄により粒径の分布に大きな変化は無く，の洗浄前 FA と洗浄後 FA の頻度曲線から，洗浄により粒度曲線から，洗浄により粒径の分布に大きな変化は無く，度曲線から，洗浄により粒径の分布に大きな変化は無く，全体的に粒径が小さい方へシフトした分布になっているこ
全体的に粒径が小さい方へシフトした分布になっているこ径の分布に大きな変化は無く，全体的に粒径が小さい方
全体的に粒径が小さい方へシフトした分布になっているこ
全体的に粒径が小さい方へシフトした分布になっていることが分かる．他方，未燃の頻度曲線は洗浄前後のとが分かる．他方，未燃
CC中中FAFAの頻度曲線は洗浄前後のへシフトした分布になっていることが分かる．他方，未とが分かる．他方，未燃とが分かる．他方，未燃
C
C
中
中
FA
FA
の頻度曲線は洗浄前後のの頻度曲線は洗浄前後ののそれらとは大きく異なり，粒径が10μm以下の粒子の以下の粒子のFAFAのそれらとは大きく異なり，
粒径が10μm
燃 C 中 FA の頻度曲線は洗浄前後の FA のそれらとは大きFAFAのそれらとは大きく異なり，のそれらとは大きく異なり，
粒径が
粒径が
10μm
10μm
以下の粒子の頻度が高い．洗浄前
FA，洗浄後
FA，未燃
C
中
のそれぞ
頻度が高い．洗浄前 FA，洗浄後 FA，未燃 C 中以下の粒子のFAFAのそれぞく異なり，粒径が 10μm 以下の粒子の頻度が高い．洗浄頻度が高い．洗浄前頻度が高い．洗浄前FA，洗浄後FA，洗浄後FA，未燃
FA，未燃CC中中FAFAのそれぞのそれぞれのメディアン径（累積値が50%を示す粒径）は，26.1，
れのメディアン径（累積値が50%を示す粒径）は，26.1，
前 FA，洗浄後 FA，未燃 C 中 FA のそれぞれのメディアン
れのメディアン径（累積値がれのメディアン径（累積値が50%を示す粒径）は，26.1，
50%を示す粒径）は，26.1，
21.9，9.44μmであることからも，未燃であることからも，未燃CC中中FAFAは小さい粒
は小さい粒
21.9，9.44μm
径（累積値が 50％を示す粒径）は，26.1，21.9，9.44μm
21.9，9.44μm
21.9，9.44μmであることからも，未燃であることからも，未燃
C
C
中
中
FA
FA
は小さい粒
は小さい粒
径の粒子が多いことが分かる．
未燃CC中中FAFAの粒子のメディの粒子のメディ径の粒子が多いことが分かる．
未燃
であることからも，未燃 C 中 FA は小さい粒径の粒子が多径の粒子が多いことが分かる．
径の粒子が多いことが分かる．
未燃
未燃CC中中FAFAの粒子のメディの粒子のメディ
アン径が洗浄前後のよりも小さい要因は，の未燃焼
アン径が洗浄前後のFAFAよりも小さい要因は，
図図11の未燃焼
いことが分かる．未燃 C 中 FA の粒子のメディアン径が洗
アン径が洗浄前後のアン径が洗浄前後のFAFAよりも小さい要因は，よりも小さい要因は，
図図11の未燃焼の未燃焼
カーボンは粒径が小さい球状粒子を多数含有しており，そカーボンは粒径が小さい球状粒子を多数含有しており，そ浄前後の FA よりも小さい要因は，図 1 の未燃焼カーボン
カーボンは粒径が小さい球状粒子を多数含有しており，そカーボンは粒径が小さい球状粒子を多数含有しており，それらが600℃の熱処理によりカーボンが除去されたことに600℃の熱処理によりカーボンが除去されたことにれらがは粒径が小さい球状粒子を多数含有しており，それらがれらがれらが600℃の熱処理によりカーボンが除去されたことに600℃の熱処理によりカーボンが除去されたことにより単離され，レーザー回折式粒度分布測定で検出されたより単離され，レーザー回折式粒度分布測定で検出された
600℃の熱処理によりカーボンが除去されたことにより単より単離され，レーザー回折式粒度分布測定で検出されたより単離され，レーザー回折式粒度分布測定で検出されたためと考えられる．
ためと考えられる．
離され，レーザー回折式粒度分布測定で検出されたためとためと考えられる．
ためと考えられる．
3.4 洗浄前後の洗浄前後のFAFAおよび未燃
および未燃CC中中FAFAののJIS
JISAA6201
6201試験
試験
3.4
考えられる．
3.4
3.4
洗浄前後の
洗浄前後の
FA
FA
および未燃
および未燃
C
C
中
中
FA
FA
の
の
JIS
JIS
A
A
6201
6201
試験
試験
表
2
に洗浄前
FA，洗浄後
FA
と未燃
C
中
FA
に対する
JIS
表 2 に洗浄前 FA，洗浄後 FA と未燃 C 中 FA に対する JIS

3.2

3.4

洗浄前FAFAに含まれる非球形状の粒子に含まれる非球形状の粒子
図図33 洗浄前
図 3 洗浄前 FA に含まれる非球形状の粒子
図図
33 洗浄前洗浄前FAFAに含まれる非球形状の粒子に含まれる非球形状の粒子

洗浄前FAFAに含まれる未燃焼カーボンに含まれる未燃焼カーボン
図図11 洗浄前
図 1 洗浄前 FA に含まれる未燃焼カーボン
図図11 洗浄前
洗浄前FAFAに含まれる未燃焼カーボンに含まれる未燃焼カーボン

図2

図 1 中心の粒子の拡大像

中心の粒子の拡大像
図図22 図図11中心の粒子の拡大像
図図22 図図11中心の粒子の拡大像
中心の粒子の拡大像

洗浄前後の FA および未燃 C 中 FA の表6201:2015
表22に洗浄前に洗浄前
FA，洗浄後FA，洗浄後FAFAと未燃と未燃CC中中FAFAに対するに対するJISJISに従ったフライアッシュの品質試験結果を示
AA6201:2015に従ったフライアッシュの品質試験結果を示
JIS A 6201 試験
Aす．
Aす．
6201:2015
6201:2015に従ったフライアッシュの品質試験結果を示に従ったフライアッシュの品質試験結果を示
なお，
材齢77日の圧縮強度および材齢
日の圧縮強度および材齢28，
28，
日の活性
なお，
材齢
9191日の活性
表 2 に洗浄前 FA，洗浄後 FA と未燃 C 中 FA に対する
す．
す．
なお，
なお，
材齢
材齢77日の圧縮強度および材齢
日の圧縮強度および材齢28，28，
9191日の活性日の活性図4
洗浄後 FAに含まれる非球形状の粒子
洗浄後に含まれる非球形状の粒子
図図
44 洗浄後FAFAに含まれる非球形状の粒子
図図44 洗浄後
洗浄後FAFAに含まれる非球形状の粒子に含まれる非球形状の粒子
─ 20 ─

江木・中島・藤本・神門：洗浄フライアッシュの品質評価
4.0
4.0

洗浄前FA
洗浄前FA
洗浄後FA
洗浄後FA

頻度(%)
頻度(%)

3.0
3.0

未燃C中FA未燃C中FA

2.0
2.0

1.0
1.0

0.0
0.0

0.1
0.1

11

10
10
粒子径(μm)
粒子径(μm)

100
100

1000
1000

図 55 洗浄前後の洗浄前後の FA, および未燃
および未燃 C 中FA
FA の粒度分布図
図 5 洗浄前後のFA,
FA, および未燃CC中中 FAの粒度分布
の粒度分布

JIS
A 6201:2015 に従ったフライアッシュの品質試験結果を度指数を算出する際に用いた圧縮強度も併せて示す．
度指数を算出する際に用いた圧縮強度も併せて示す．
示す．なお，材齢
7 日の圧縮強度および材齢
28，91 日の表
表22からそれぞれのからそれぞれのFA
FAの密度は異なり，洗浄前の密度は異なり，洗浄前FA，洗FA，洗活性度指数を算出する際に用いた圧縮強度も併せて示す．
浄後
FA，未燃
C
中
FA
の順で密度が増加した．洗浄前
浄後 FA，未燃 C 中 FA の順で密度が増加した．洗浄前FA
FAか
か
表
2
からそれぞれのFAの密度は異なり，洗浄前
FA，
ら洗浄後
未燃焼カーボンの除去
ら洗浄後FA
FAへの密度増加の要因は，への密度増加の要因は，未燃焼カーボンの除去
洗浄後
FA，未燃 C 中 FA の順で密度が増加した．洗浄前によると考えられる．洗浄後によると考えられる．洗浄後FA
FAよりも未燃
よりも未燃CC中
中FA
FAの方の
の方の
FA
から洗浄後
FA
への密度増加の要因は，未燃焼カーボ
密度が高いことは，
未燃
C
中FAの方が粒子径は小さく，
密密度が高いことは，未燃 C 中 FA の方が粒子径は小さく，
密ンの除去によると考えられる．洗浄後
FA
よりも未燃
C中
度測定時の空隙率が小さくなったためと推測される．
度測定時の空隙率が小さくなったためと推測される．
FA比表面積は，洗浄後の方の密度が高いことは，未燃C 中 FA の方が粒子径
比表面積は，洗浄後FA，洗浄前
FA，洗浄前FA，未燃
FA，未燃CC中
中FA
FAの順で
の順で
は小さく，密度測定時の空隙率が小さくなったためと推測
大きくなった．
洗浄後FAの比表面積が最も小さくなった理大きくなった．
洗浄後 FA の比表面積が最も小さくなった理される．
由は，洗浄により粒子径が小さい
由は，洗浄により粒子径が小さいFA
FAが未燃焼カーボンと一が未燃焼カーボンと一比表面積は，洗浄後FA，洗浄前FA，未燃 C 中 FA の順緒に取り除かれたためと考えられる．
緒に取り除かれたためと考えられる．
で大きくなった．洗浄後
FA の比表面積が最も小さくなっ
フロー値は，
洗浄前
他方，
フロー値は，
洗浄前FA
FAが基準セメントよりも低く，が基準セメントよりも低く，他方，た理由は，洗浄により粒子径が小さい
FAが未燃焼カーボ
洗浄後
FA，未燃
C
中
FA
の順で基準セメントよりも大きく
洗浄後 FA，未燃 C 中 FA の順で基準セメントよりも大きくンと一緒に取り除かれたためと考えられる．
なった．この結果は，未燃焼カーボンを含む
なった．この結果は，未燃焼カーボンを含むFA
FAの配合は，の配合は，フロー値比は，洗浄前 FA が基準セメントよりも低く，モルタルの流動性を高める効果は低く，未燃焼カーボンをモルタルの流動性を高める効果は低く，未燃焼カーボンを他方，洗浄後FA，未燃 C 中 FA の順で基準セメントより除去した
除去した FA
FA の配合により流動性が高まることを示していの配合により流動性が高まることを示していも大きくなった．この結果は，未燃焼カーボンを含む
FA
る．
さらに，
流動性は粒径が小さい
る．
さらに，流動性は粒径が小さいFA
FAの配合でより高まるの配合でより高まるの配合は，モルタルの流動性を高める効果は低く，未燃焼ことが確認された．
ことが確認された．
カーボンを除去したFA の配合により流動性が高まること
モルタル中の空気量は，基準セメントが最も高く，未燃
モルタル中の空気量は，基準セメントが最も高く，未燃を示している．さらに，流動性は粒径が小さい
FA の配合CC中中FA，洗浄後FA，洗浄後FA，洗浄前
FA，洗浄前FAFAの順で小さくなった．FAの順で小さくなった．FAののでより高まることが確認された．
配合により練り混ぜ時の空気連行性は低下しているものの，配合により練り混ぜ時の空気連行性は低下しているものの，モルタル中の空気量は，基準セメントが最も高く，未未燃焼カーボンを含まない洗浄後
未燃焼カーボンを含まない洗浄後FA
FAや未燃
や未燃CC中
中FA
FAは，未
は，未
燃
C
中
FA，洗浄後FA，洗浄前FAの順で小さくなった．
洗浄のFAよりも2倍程度空気連行性が高くなることが判明
洗浄のFAよりも2倍程度空気連行性が高くなることが判明
FAの配合により練り混ぜ時の空気連行性は低下している
した．
した．
ものの，未燃焼カーボンを含まない洗浄後
FA や未燃 C 中
圧縮強度は，
材齢2891
圧縮強度は，
材齢77日，
日，28日，日，91日の全てで基準セメン
日の全てで基準セメン
FAは，未洗浄の FA よりも 2 倍程度空気連行性が高くな
トが最も高く，この結果に伴い材齢トが最も高く，この結果に伴い材齢28
28日，91日，91日の活性度
日の活性度
ることが判明した．
指数は
33種類の
指数はFA
FAを配合した全てでを配合した全てで100
100以下となった．
以下となった．
種類のFA
FA
圧縮強度は，材齢 7 日，28
日，91 日の全てで基準セメにおける活性度指数を材齢91
日で比較すると，洗浄後FAにおける活性度指数を材齢 91 日で比較すると，洗浄後 FA
ントが最も高く，この結果に伴い材齢28 日，91 日の活性が最も高く，洗浄前が最も高く，洗浄前FA，未燃
FA，未燃CC中
中FA
FAの順で低下した．コの順で低下した．コ
度指数は
FA を配合した全てで 100 以下となった．3 種類
ンクリート供試体の強度は，内在する空気量が多いと低下
ンクリート供試体の強度は，内在する空気量が多いと低下のFAにおける活性度指数を材齢91 日で比較すると，洗することから，33種類のすることから，種類のFA
FAを含むモルタルの空気量から材を含むモルタルの空気量から材
浄後
FA が最も高く，洗浄前 FA，未燃
C 中洗浄後FA の順で低齢
洗浄前
齢91
91日の活性度指数を推測すると，日の活性度指数を推測すると，洗浄前FA，
FA，
洗浄後FA，
FA，
下した．コンクリート供試体の強度は，内在する空気量
未燃
実験結果では，
洗未燃CC中中FA
FAの順での低下が予測される．
の順での低下が予測される．
実験結果では，
洗が多いと低下することから，3種類の FA を含むモルタル
浄前
FA
と洗浄後
FA
の順が逆転しており，これは図１の未浄前 FA と洗浄後 FA の順が逆転しており，これは図１の未の空気量から材齢91 日の活性度指数を推測すると，洗浄
燃焼カーボンが除去された効果による可能性がある．コン
燃焼カーボンが除去された効果による可能性がある．コン
前FA，洗浄後 FA，未燃 C 中 FAAの順での低下が予測されクリート用フライアッシュのクリート用フライアッシュのJIS
JIS A 6201:2015
6201:2015に準拠したに準拠した
る．実験結果では，洗浄前FAと洗浄後FA の順が逆転し試験では，空気量を一定にしたモルタルを用いた比較は行試験では，空気量を一定にしたモルタルを用いた比較は行ており，これは図１の未燃焼カーボンが除去された効果にえないため，今後，空気量を一定とする生コンクリートをえないため，今後，空気量を一定とする生コンクリートをよる可能性がある．コンクリート用フライアッシュのJIS用いた試験により強度の比較を行う予定である．
用いた試験により強度の比較を行う予定である．
A3.5
6201:2015 に準拠した試験では，空気量を一定にしたモ
3.5 まとめ
まとめ
ルタルを用いた比較は行えないため，今後，空気量を一定
FA
洗浄システムを用いて強熱減量が4.6mass%のFA
FA 洗浄システムを用いて強熱減量が4.6mass%のFA を洗を洗とする生コンクリートを用いた試験により強度の比較を浄し，強熱減量が0.35mass%のFAが得られた．この洗浄後浄し，強熱減量が 0.35mass%の FA が得られた．この洗浄後行う予定である．
ののFA
FAの品質を洗浄前のの品質を洗浄前のFAFAと比較するとともに，洗浄によと比較するとともに，洗浄によ3.5
まとめり得られた未燃焼カーボン中に含まれるり得られた未燃焼カーボン中に含まれる FA
FA の品質についの品質についFA
洗浄システムを用いて強熱減量が4.6mass％の
FA を
ても
JIS
およびその他の試験により明らかにした．
以下に，ても JIS およびその他の試験により明らかにした．
以下に，洗浄し，強熱減量が0.35mass％の FA が得られた．この洗得られた結果を示す．
得られた結果を示す．
浄後のFA の品質を洗浄前の FA と比較するとともに，洗1)撹拌処理を付加した洗浄システムを用いて洗浄した
1)撹拌処理を付加した洗浄システムを用いて洗浄した FA
FA
浄により得られた未燃焼カーボン中に含まれる
FA の品質の強熱減量は0.5mass%以下となり，メチレンブルー吸着量の強熱減量は 0.5mass%以下となり，メチレンブルー吸着量についてもJIS およびその他の試験により明らかにした．
はは0.01mg/g
0.01mg/g未満となった．このことから洗浄後未満となった．このことから洗浄後FA
FAを混和
を混和
以下に，得られた結果を示す．
材として用いた場合，フレッシュコンクリートの練り混ぜ材として用いた場合，フレッシュコンクリートの練り混ぜ
1時に使用する混和剤の吸着は極めて少ないと考えられる．
）撹拌処理を付加した洗浄システムを用いて洗浄した時に使用する混和剤の吸着は極めて少ないと考えられる．
FAの強熱減量は0.5mass％以下となり，メチレンブルー
2)洗浄前
粒径が
2)洗浄前FA
FAに含まれる未燃焼カーボンには，に含まれる未燃焼カーボンには，粒径が10μm
10μm
吸着量は0.01mg/g未満となった．このことから洗浄後
以下の球状粒子が多数含まれている．これらは未燃焼カー
以下の球状粒子が多数含まれている．これらは未燃焼カー
FAを混和材として用いた場合，フレッシュコンクリート
ボン粒子内に内在しているために，本洗浄システムでは未ボン粒子内に内在しているために，本洗浄システムでは未の練り混ぜ時に使用する混和剤の吸着は極めて少ないと燃焼カーボンからの微粒の球状粒子の分離は極めて困難と燃焼カーボンからの微粒の球状粒子の分離は極めて困難と考えられる．
考えられる．
考えられる．

表FA
表2洗浄前後の2 洗浄前後の洗浄前後のFAおよび未燃
および未燃CC中
中FA
FAの
のJIS
JISAA6201
6201試験結果
試験結果
FA および未燃 C 中 FA の JIS A 6201 試験結果

表2

試験項目
試験項目
密度(ｇ/㎤)
密度(ｇ/㎤)

基準セメント
基準セメント
--

洗浄前FA
洗浄前FA
2.20
2.20

洗浄後FA
洗浄後FA
2.23
2.23

未燃C中FA未燃C中FA2.29
2.29

比表面積(㎠/ｇ)
比表面積(㎠/ｇ)
フロー値(mm)
フロー値(mm)

3300
3300
219
219

3860
3860
216
216

3380
3380
233
233

5380
5380
235
235

フロー値比(%)
フロー値比(%)
空気量(%)
空気量(%)

-7.7
7.7

99
99
2.6
2.6

106
106
4.8
4.8

107
107
5.5
5.5

圧縮強度(材齢7日)(N/㎟)
圧縮強度(材齢7日)(N/㎟)
圧縮強度(材齢28日)(N/㎟)
圧縮強度(材齢28日)(N/㎟)

47.6
47.6
63.8
63.8

34.7
34.7
52.2
52.2

35.5
35.5
53.0
53.0

35.0
35.0
52.1
52.1

材齢28日の活性度指数(%)
材齢28日の活性度指数(%)
圧縮強度(材齢91日)(N/㎟)
圧縮強度(材齢91日)(N/㎟)

-70.5
70.5

82
82
68.6
68.6

83
83
69.3
69.3

82
82
66.5
66.5

材齢91日の活性度指数(%)
材齢91日の活性度指数(%)

--

97
97

98
98

94
94

─ 21 ─

島根県産業技術センター研究報告第53号 （2017）2 ）洗浄前 FA に含まれる未燃焼カーボンには，粒径が文10μm 以下の球状粒子が多数含まれている．これらは未燃焼カーボン粒子内に内在しているために，本洗浄システ
ムでは未燃焼カーボンからの微粒の球状粒子の分離は極めて困難と考えられる．

1 ）小林一輔．“材料”．最新コンクリート工学．第 5 版．森北出
版株式会社，2013，p.21．
2 ）松 尾暢，江木俊雄，福本直，及川仁．“フライアッシュ洗浄技術によるコンクリートのワーカビリティー改善効果につい3 ）洗浄後 FA と未燃 C 中 FA は，洗浄前 FA よりもモルて”．平成 27 年度土木学会全国大会第 70 回年次学術講演会

タルの流動性と空気連行性を高めることが判明した．さら

講演概要集，岡山，2015-9-16/18．公益社団法人土木学会，に洗浄後 FA については，材齢 91 日の活性度指数は 98％と高く，コンクリート用の混和材としての品質が高いこと

献

2015．
3 ）松藤泰典，小山智幸，セメント系組成物の製造方法．特許第4028966 号．2007-10-19.

が確認された．

謝4 ）江木俊雄，中島剛，高橋青磁，神門誠，藤本栄之助．フライ

辞アッシュ洗浄技術の開発と洗浄フライアッシュの品質評価．

本報告は、平成 27 年度資源循環技術基礎研究実施事業
による研究成果の一部である．実験で使用した FA は，中国電力㈱から提供を受けた．ここに記して謝意を表します．

─ 22 ─

島根県産業技術センター研究報告．2016，no.52，p.29-31．