Study on the effect of finely powdered flyash on mortar and concrete

细粉煤灰对砂浆和混凝土的影响研究

• 批准号: 22K04256
• 负责人: 藤原 浩己
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04256/
• 关键词: フライアッシュ; モルタル; コンクリート; 有効利用; 微粉末化

石炭火力発電所から排出されるフライアッシュ(FA)を微粉末化処理し、セメント系硬化体に高耐久、高強度等の高性能を付与する新たなポゾラン材料を開発することを目指し、FAの処理方法と粉体特性およびセメント系硬化体の各種性状との関係を実験的に検討し、実用化に至るための基礎的な知見を得ることを目的している。初年度計画では、実用可能なFAの微粉末化の方法・工程を検討し、粒径1～5μmの微粉末化フライアッシュ(FFA)を製造する。FFAの物理的特性の定量化、粉体特性とセメントへ混和した際の全体としての充填度等の情報を明確にすることなどを挙げた。入手したFFAは、粒度分布における50%累積体積通過径(Dp50)が1.5および3μmの2種類であった。実験では水結合材比(W/B)を超高強度硬化体が製造可能な17.5および20%の2水準、普通ポルトランドセメントに対するFFA質量置換割合を10、20、30%の3水準設定し、同水粉体比でシリカフューム(SF)を10%質量置換したモルタルと比較しフレッシュ性状および強度発現性について検討した。その結果、SF混和配合と比べ、FFA混和配合ではいずれの置換率でもモルタルの流動性は向上し、無加振時のモルタルフロー200mm到達時間は1/5～2/3程度となりモルタル粘度を大幅に低減できた。強度発現性は、W/B=17.5%ではFFA使用時に懸念される若材齢での強度低下は見られず、材齢3日，7日ではSF使用配合と同程度，材齢28日では同程度以上の圧縮強度を発現した。また、W/B=20%では、特に，Dp50が1.5μmのFFAを使用した配合では置換率の増加に伴い，SF配合と比較して材齢3日の圧縮強度は若干低下するが、材齢7日では同程度、材齢28日ではSF配合が135N/mm2に対して160N/mm2を超える圧縮強度を発現するなどの改善効果が確認できた。

我们的目标是通过粉碎燃煤发电厂排放的粉煤灰（FA）来开发一种新型火山灰材料，并赋予水泥基硬化体高性能，例如高耐久性和强度。该项目的目的是通过实验研究这种材料。加工方法、粉末性能和水泥基硬化体的各种性能之间的关系，并获得实际应用的基础知识。第一年的计划将研究一种实用的粉煤灰粉碎方法和工艺，生产粒径为1至5微米的粉煤灰（FFA）。目的是量化 FFA 的物理特性，澄清粉末特性和混合到水泥中时的整体填充程度等信息。所得FFA的粒径分布有50％累积体积通过直径(Dp50)为1.5μm和3μm的两种类型。实验中，水胶比（W/B）设定为17.5%和20%两个水平，能够生产超高强度硬化体，FFA相对于普通硅酸盐水泥的质量替代比设定为我们对相同水粉比下 10%、20% 和 30% 的砂浆与 10% 质量替代的硅灰 (SF) 进行了比较，以检查其新鲜性能和强度发展。因此，与SF混合料相比，FFA混合料在任何取代率下砂浆流动性均得到改善，在不振动的情况下砂浆流动达到200mm的时间约为1/5至2/3，显着提高了砂浆粘度。能够减少到关于力量发展，在W/B=17.5%时，年轻时的力量没有下降，这是使用FFA时所担心的问题，在3天和7天时，与使用SF的配方相同，在28 天后的抗压强度相当或更高。此外，当W/B=20%时，特别是在使用Dp50为1.5μm的FFA的配方中，随着替代率的增加，3日龄时的抗压强度与SF配方相比略有下降。抗压强度处于同一水平，并且在 28 天后，SF 混合物的抗压强度比 135 N/mm2 提高了 160 N/mm2 以上。