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フライアッシュの特長

ダムの写真

フライアッシュII種品をコンクリート混和材として使用した場合の特長は次のとおりで,ダム工事などをはじめ多くの分野で利用されております。

  1. 長期強度の増進
  2. アルカリシリカ反応の抑制
  3. 乾燥収縮の減少
  4. 水和熱の減少
  5. 水密性の向上
  6. 化学抵抗性の向上
  7. ワーカビリティの向上および単位水の減少

トンネル掘削工事の写真

フライアッシュⅣ種品をトンネル掘削工事における吹付けコンクリートの細骨材補充混和材として使用した場合の特長は次のとおりで,工期短縮によるコスト削減と作業環境の改善に貢献いたします。

  1. 流動性向上による圧送効率の向上
  2. リバウンド量の減少
  3. 粉じん低減による坑内作業環境の改善

コンクリート用フライアッシュの品質規定(JIS A6201-2008)

  フライアッシュI種 フライアッシュII種 フライアッシュIII フライアッシュIV種
二酸化けい素(%) 45.0以上
湿分(%) 1.0以下
強熱減量(%) ※1 3.0以下 5.0以下 8.0以下 5.0以下
密度(g/cm3) 1.95以上
粉末度 ※2 45μmふるい残分(%)
(網ふるい方法) ※3
10以下 40以下 40以下 70以下
比表面積(cm2/g)
(ブレーン方法)
5,000以上 2,500以上 2,500以上 1,500以上
フロー値比 % 105以上 95以上 85以上 75以上
活性度指数 % 材齢28日 90以上 80以上 80位上 60以上
材齢91日 100以上 90以上 90以上 70以上

※1:強熱減量に代えて、未燃炭素含有率の測定をJISM8819またはJISR1603に規定する方法で行い、その結果に対し強熱減量の規定値を適用してもよい。
※2:粉末度は、網ふるい方法又はブレーン方法による。
※3:粉末度を網ふるい方法による場合は、ブレーン方法による比表面積の試験結果を参考値として併記する。
※フライアッシュI種、III種、IV種品は生産できる地域が限られております。

フライアッシュの化学組成例
化学組成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO
含有率(%) 40~75 15~35 2~20 1~3 1~10

(出典:石炭灰ハンドブック)

石炭灰の一般的な性状の写真

フライアッシュ電子顕微鏡写真

フライアッシュの特性試験値

フライアッシュを混合したコンクリートの圧縮強度との関係

長期強度の増進

フライアッシュを混合したコンクリートは、シリカ成分によって反応時間が長期継続するため、コンクリートだけの場合よりも長期強度が増進し、耐久性に富んだ構造物ができます。また養生温度を少し高くした時の強度の発現率は、フライアッシュを用いないものより著しく増進し、ポゾラン特有の効果がより発揮されます。従ってコンクリートの使用量が節減できます。

フライアッシュ代替率とマスコンクリートの温度上昇関係試験例

水和熱の減少

フライアッシュを混合するとコンクリートの水和熱が減少します。温度上昇は代替率が増加する程減らすので、マスコンクリート工事、特にダム工事や原子炉基礎建物等には極めて好適です。

フライアッシュを利用したコンクリートの乾燥収縮試験例

硬化後の乾燥収縮の減少

フライアッシュを混合したコンクリートは、セメント代替率が増加する程、硬化後の収縮率が少なくなり、ひび割れ現象が起こりにくく堅牢な構造物となり、また建築の上塗用としてもその特長を発揮します。

コンクリート混和材として使用した時の混合割合例

ワーカビリティの増加

フライアッシュは微細な球状形をしているため、これを混合すると流動性が著しく改善されるので、コンクリートの打設が効率的に行われ、填隙性がよくなり、仕上り面が滑らかで美しくなります。プレハブ工法には不可欠とされる理由もここにあります。また同一スランプを得るための所要水量は、フライアッシュの代替率に比例して減少します。

コンクリートの水密性の試験例

水密性の増加

フライアッシュを混合すると、コンクリート中の遊離石灰とフライアッシュのケイ酸やアルミナとが結合して、不溶性の固い物質を作り、コンクリートの組織を緻密にするので、その水密性が増し日時の経過と共に著しく効果を発揮するので、地中工事を始めあらゆる接水工事に有効です。

フライアッシュ使用により、モルタルの膨張が1/20となり、アルカリシリカ反応がほぼ完全に抑制された例

アルカリシリカ反応の抑制

アルカリシリカ反応は、ある種の骨材がセメントその他のアルカリ分と長期にわたって反応し、コンクリートが膨張してひび割れを生じたり破壊したりする現象ですが、阪神地区でのアルカリシリカ反応によるコンクリートの劣化事例の発見(1982年)以降大きな社会問題となりました。フライアッシュのアルカリシリカ反応抑制効果は古くから知られていましたが、建設省土木研究所、(財)土木研究 、(財)電力中央研究所、日本フライアッシュ協会で協同研究を行い、セメントのアルカリ量0.8%以上の場合でもフライアッシュを15~20%以上混合することによりアルカリシリカ反応が抑制されることが公的機関の研究で立証されています。