CCAS の性能評価とフライアッシュの ASR 抑制効果
技術顧問

1.はじめに

高田 龍一

燃炭素 1.4%)の 2 種類について比較検討を行った。

コンクリートは耐火性やコスト面で優れ、また形さらに、FA による ASR 抑制効果の検討にあたっ状や寸法の自由性から主要な建設材料である。このては、FAⅡ種相当の未燃炭素分 3.9%のものを使用

コンクリートの種々の性能を改善し、品質向上を目し、反応性骨材には水ガラスをバインダーとした廃的として各種の混和材が用いられてきている。その鋳物砂を用いて検討を行った。検討にあたっては，一つにフライアッシュが従来から取り上げられていモルタルバー法（JIS A 1146））に準じて試験を行っるが、品質の不安定さから、高炉スラグ微粉のようた。配合方法は、内割り外割りの二つの方法を用い、には一般的使用には至っていない。特に、使用する

内割りはセメントを重量置換し、外割りは骨材代替

石炭の産炭地の違い、火力発電所の炉の焼成方法にとしセメント分量の体積配合とし、水セメント比

よって、化学成分、粉末度、未燃炭素の含有率など50％，セメント骨材比 1：2.5 の配合とした。また，多くの課題を抱えている。これらの課題の一つであセメントの内割り、外割りともに，0%，10%，20%，る未燃炭素量のコントロールについて、フジイケミ30％の水準でフライアッシュを混入させた。

カルズでは多量のエネルギーを消費する燃焼除去方

コンクリート 2 次製品を念頭にいずれの供試体に法とは異なる洗浄除去方法を開発した。平成 25 年度

ついても、養生温度 60℃，養生時間 4 時間の初期促

資源循環技術基礎研究実施事業による研究成果によ進養生を施した。

ると、フライアッシュ洗浄装置の洗浄能力が確認さ
3.5

本 研 究 で は、 こ の 洗 浄 し た フ ラ イ ア ッ シ ュ を

3.0

空気量（％）

れ、このフライアッシュの利用普及が期待される。
CCAS と命名し、CCAS の性能評価を目的として、各種の検討を行ったので報告する。

コントロール

10%20%30%

2.52.01.5
1.00.52.研究概要0.0

CCAS の性能評価にあたっては、CCAS 未燃炭素

1.4%

3.9%

未燃炭素量分 1.4%を含むもののほかに、洗浄前のフライアッシュ（以下 FA とする）で未燃炭素分 6.0%のもの、FA

図1Ⅱ種相当の未燃炭素分 3.9%の計 3 種類の FA を用い6.0%

空気量て比較検討することにより評価することとした。それぞれについてモルタルの空気量、フロー値を測定

20.019.5
19.0
18.518.0
17.517.0
16.5
16.0
15.5
15.0

10%

1.4%

3.9%

20%

30%

フロー値（cm）

し、空気連行性と流動性、強度発現について検討をコントロール行った。これらの実験を基に、フロー値比、活性度指数を求め、品質規定により分類を行った。検討にあたっては、フライアッシュのモルタルによるフロー値比及び活性度指数の試験方法(JIS A 6201-1999
付属書 2)、モルタル強度試験（JIS R 5201）に準じて試験を行い、モルタル強度試験の配合方法は内割

未燃炭素量り配合として FA を重量置換し、0%、10%、20%、30%の水準で FA を混入させた。モルタル強度試験

図2に関しては、洗浄前の FA(未燃炭素 6.0%)と CCAS(未16フロー値6.0%

3.結果及び考察

曲げ強度試験の結果を図 3、圧縮強度試験の結果(1)空気連行性と流動性についてを図 4 に示す。横軸に未燃炭素‐混入率と表記してCCAS 未燃炭素 1.4%、3.9%、6.0%FA を使用したモいる。

ルタルの空気量を図 1、フロー値を図 2 に示す。

未燃炭素 6.0%混入率 10%、20%の 91 日強度はコ

CCAS1.4%はコントロールの空気量とほぼ変わらントロールを上回り、十分な強度を得られているが、ず、混入率が増加しても大差はない。しかし、未燃その他の未燃炭素 6.0%の水準はコントロール以上

炭素が多く含まれている FA を使用する場合、混入の強度は得られなかった。一方、CCAS の初期強度率が増加すると空気量は激しく減少することが分かは未燃炭素 6.0%を上回ったが、長期強度はそれほどった。このことにより、未燃炭素が多く含まれてい増進しなかった。曲げ強度試験も同じような傾向がるほど空気連行性が悪くなり、CCAS の空気連行性見られる。この結果は、空気連行性が少なからず影は洗浄前(未燃炭素 6.0%)よりも著しく改善されるこ響していると考えられる。もう一点としては、CCASとが明らかとなった。

は油分で洗浄しているため、FA 粒子の表面に付着しフロー値に関しては、CCAS は混入率 10%では流ている油分が反応を阻害していることも考えられる。

動性を発揮していないが、混入率が増加するにした

一方で、比表面積が同一未燃炭素量であっても大きがってフロー値が増加し、混入率の増加とともに流く異なっているため、これが影響していることも考動性の改善が確認された。

えられる。

(2)強度発現について(3)ASR 抑制効果について曲げ強度（N/mm2）

14.0

7日

28日

0.250

91日

0.220

12.00.190

10.00.160
膨
張率

8.0
6.0（％）

0%

0.130

10%

0.100

20%

4.0

0.070

2.00.040

0.00.01030%
基準値(0.1%)-0.020024812162024

材齢（週間）

未燃炭素量−混入率
図3

図-5 長さ測定(内割り配合)
0.250

曲げ強度(FA)

0.220

65.0
60.0
55.0
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0

28日

91日

0.160
膨
張 0.130率0.100％
0.070

0%
10%

（ ）

圧縮強度（N/mm2）

0.190

7日

20%30%基準値(0.1%)

0.040
0.010
-0.020024812162024

材齢（週間）

図-6 長さ測定(外割り配合)
未燃炭素量−混入率

内割り配合をした供試体の長さ変化率を図-5 に示す。

図4

圧縮強度(FA)

混和材の混入率 10%、20%、30%の全水準においてASR 基準値の 0.1%を下回る結果となった。

17したがって、ASR は無害であると言える。

7 日から他の水準に比べ高い強度が得られた。

しかし、混入率 10%に関しては 20%、30%に比べる

強度発現に関しては、どの水準を比べても、やはと膨張率が高く 0.1%に近いため、フライアッシュはりセメント量の多い外割り配合のほうが内割り配合多量に混入させたほうが ASR 抑制の効果が高くなるに比べて強度は高くなることが明らかである。と考えられる。

4.まとめ

外割り配合をした供試体の長さ変化率を図-6 に今回の実験から、CCAS は洗浄前よりも満足でき示す。
外割り配合は、混和材の混入率 10%、20%、30%のる空気量、フロー値が得られた。しかし、強度に関全水準において、内割り配合に比べると長さ変化率

しては、初期強度は洗浄前以上の強度が発現していが高くなる傾向があった。これは、内割り配合に比るが、長期強度の伸びがみられずポゾラン活性に乏べるとセメント量が多いため、ASR の影響も大きくしいことが明らかとなった。いくつかの原因が考えなり、フライアッシュによる ASR の抑制がされにくられるため、今後さらなる検討が必要であると考えいと考えられる。

られる。

しかし、今回の実験では ASR 基準値の 0.1%を下回

フライアッシュによる ASR 抑制効果の検討では、る結果となっているため、ASR は無害であると言え内割り配合、外割り配合の混入率 10%、20%、30%水る。

準の供試体は 6 ヶ月を経過した時点でも基準値とな(4)内割り外割りの強度試験結果についてる 0.1％以下の値を示したことにより、フライアッ

上記の ASR 抑制に併せて強度試験も実施したのシュには十分な ASR 抑制効果があることが明らかとで報告する。

なった。
また、強度試験においては、内割り配合、外割り配合の全てがコントロールに匹敵するか、またはコントロール以上の圧縮強度が得られたため、コンクリート 2 次製品への利用が示唆されることとなった。
参考文献

1)土木学会：コンクリート標準示方書［基準編］JIS等関連基準，2002

2)江木俊雄、中島剛、高橋青磁、神門誠、藤本栄之助

図-7 圧縮強度試験結果

石灰灰洗浄装置の試作と洗浄効果

3)中国地方におけるフライアッシュを用いたコンク
リートの設計施工指針試案

圧縮強度試験結果を図-7 に示す。
内割り配合の圧縮強度に関しては、混入率 20%は材齢が長くなると強度も高くなっているが、混入率10%は 28 日強度だけが少し低くなってしまい、30%では強度に少しばらつきが見られた。
外割り配合の圧縮強度に関しては、内割り配合に比べると全体的に強度は高くなった。
混入率 20％は、内割りのときと同様に時間が経つにつれて強度は高くなり、28 日強度は今回実験したものの中で最も強度が高い結果となった。
また、混入率 10％と 30%は材齢 7 日から 28 日まで強度が安定し、さらに混入率 30％に関しては、材齢18