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JP7850400B2 - Method for manufacturing a binder, and method for manufacturing a hydraulic composition - Google Patents
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JP7850400B2 - Method for manufacturing a binder, and method for manufacturing a hydraulic composition - Google Patents

Method for manufacturing a binder, and method for manufacturing a hydraulic composition

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JP7850400B2 JP2022081137A JP2022081137A JP7850400B2 JP 7850400 B2 JP7850400 B2 JP 7850400B2 JP 2022081137 A JP2022081137 A JP 2022081137A JP 2022081137 A JP2022081137 A JP 2022081137A JP 7850400 B2 JP7850400 B2 JP 7850400B2
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Description

本発明は、結合材の製造方法、及び水硬性組成物の製造方法に関する。 This invention relates to a method for producing a binder and a method for producing a hydraulic composition.

石炭灰の一種であるフライアッシュは、火力発電所の廃棄物として多く排出され、その利用が検討されてきた。
フライアッシュは、ケイ素とアルミニウムとを主成分とする球状粒子が多く含有され、その表面はガラス質の組織で覆われている。このガラス質は化学的に安定である。このため、フライアッシュは何ら加工をしない状態では化学反応性に乏しく、利用することは難しいとされてきた。
Fly ash, a type of coal ash, is produced in large quantities as waste from thermal power plants, and its utilization has been considered.
Fly ash contains many spherical particles mainly composed of silicon and aluminum, and its surface is covered with a glassy structure. This glassy structure is chemically stable. For this reason, fly ash has been considered difficult to use in its unprocessed state due to its poor chemical reactivity.

近年、フライアッシュに強力な摩砕加工を加えると、化学反応性を獲得することが明らかになってきた。獲得する化学反応性の一つが、ケイ素が重合する性質である結合性である。このため、摩砕加工を施したフライアッシュをコンクリートなどの水硬性組成物の結合材に応用することが検討されている(例えば、特許文献1、2参照)。 In recent years, it has become clear that subjecting fly ash to strong grinding processes allows it to acquire chemical reactivity. One of the acquired reactivity properties is bonding, specifically the polymerization of silicon. Therefore, the application of ground fly ash as a binder in hydraulic compositions such as concrete is being considered (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2015-218070号公報Japanese Patent Publication No. 2015-218070 特開2016-222528号公報Japanese Patent Publication No. 2016-222528

強力な摩砕加工を施したフライアッシュを結合材として用いた水硬性組成物は、流動性が低いことがわかってきた。このため、このような水硬性組成物は、高い流動性が求められる現場において、使用することが難しかった。 Hydraulic compositions using fly ash that has undergone intense grinding as a binder have been found to have low fluidity. Therefore, such hydraulic compositions have been difficult to use in applications requiring high fluidity.

本発明は、流動性の高い水硬性組成物を製造するために用いる結合材の製造方法及び当該結合材を含む水硬性組成物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a method for producing a binder used to manufacture a highly fluid hydraulic composition, and a method for producing a hydraulic composition containing said binder.

前記課題を解決するため、本発明の発明者らは、水硬性組成物が硬化するメカニズムについて検討した。水硬性組成物は、主に結合材中のケイ素の重合反応により硬化する。この際、結合材中のアルミニウムは、重合して鎖状構造を形成したケイ素原子と置換されて存在していると考えられる。
そこで、発明者らは、アルミニウムの割合が水硬性組成物の流動性に関係があると考え、ケイ素とアルミニウムとの比に着目した。その結果、アルミニウムの割合を増加させれば、流動性の高い水硬性組成物を製造できる結合材が得られることを見出し、本発明の完成に至った。
To solve the aforementioned problems, the inventors of the present invention investigated the mechanism by which hydraulic compositions harden. Hydraulic compositions harden mainly through the polymerization reaction of silicon in the binder. In this process, it is thought that aluminum in the binder exists by substituting for silicon atoms that have polymerized to form a chain-like structure.
Therefore, the inventors considered that the proportion of aluminum is related to the fluidity of the hydraulic composition and focused on the ratio of silicon to aluminum. As a result, they discovered that by increasing the proportion of aluminum, a binder capable of producing a highly fluid hydraulic composition could be obtained, leading to the completion of the present invention.

前記目的を達成するため、本発明の一態様は、フライアッシュ及びアルミナの混合物をメカノケミカル処理することを特徴とする。
前記目的を達成するため、本発明の別の態様は、フライアッシュ及びアルミナの混合物をメカノケミカル処理し、ケイ素源を含有するアルカリ溶液を加えることを特徴とする。
To achieve the above objective, one aspect of the present invention is characterized by mechanochemical treatment of a mixture of fly ash and alumina.
To achieve the above objective, another aspect of the present invention is characterized by mechanochemically treating a mixture of fly ash and alumina and adding an alkaline solution containing a silicon source.

また、本発明の結合材の製造方法は、混合物におけるケイ素とアルミニウムとの質量比(ケイ素/アルミニウム)が、0.75~2.5が好ましい。
本発明の水硬性組成物の製造方法は、ケイ素源を含有するアルカリ溶液が、シリカフュームを含有する水酸化カリウム溶液であることが好ましい。
Furthermore, in the method for producing the binder of the present invention, the mass ratio of silicon to aluminum in the mixture (silicon/aluminum) is preferably 0.75 to 2.5.
In the method for producing the hydraulic composition of the present invention, it is preferable that the alkaline solution containing the silicon source is a potassium hydroxide solution containing silica fume.

本発明によれば、流動性の高い水硬性組成物を製造するために用いる結合材の製造方法及び当該結合材を含む水硬性組成物の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a binder used to manufacture a highly fluid hydraulic composition, and a method for producing a hydraulic composition containing said binder.

図1Aは、実施例1-1~1-3、比較例1のpHの測定結果を示した図である。Figure 1A shows the pH measurement results for Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1. 図1Bは、実施例2-1~2-4、比較例2のpHの測定結果を示した図である。Figure 1B shows the pH measurement results for Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2. 図1Cは、実施例3-1~3-2、比較例3のpHの測定結果を示した図である。Figure 1C shows the pH measurement results for Examples 3-1 to 3-2 and Comparative Example 3. 図2Aは、実施例1-1~1-3、比較例1の電気伝導率の測定結果を示した図である。Figure 2A shows the measurement results of the electrical conductivity for Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1. 図2Bは、実施例2-1~2-4、比較例2の電気伝導率の測定結果を示した図である。Figure 2B shows the measurement results of the electrical conductivity for Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2. 図2Cは、実施例3-1~3-2、比較例3の電気伝導率の測定結果を示した図である。Figure 2C shows the measurement results of the electrical conductivity for Examples 3-1 to 3-2 and Comparative Example 3. 図3Aは、実施例1-1~1-3、比較例1のメカノケミカル処理を1時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 3A shows the measurement results of the particle size distribution after one hour of mechanochemical treatment for Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1. 図3Bは、実施例2-1~2-4、比較例2のメカノケミカル処理を1時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 3B shows the measurement results of the particle size distribution after one hour of mechanochemical treatment for Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2. 図3Cは、実施例3-1~3-2、比較例3のメカノケミカル処理を1時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 3C shows the measurement results of the particle size distribution after one hour of mechanochemical treatment in Examples 3-1 to 3-2 and Comparative Example 3. 図4Aは、実施例1-1~1-3、比較例1のメカノケミカル処理を3時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 4A shows the measurement results of the particle size distribution after mechanochemical treatment for Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1 for 3 hours. 図4Bは、実施例2-1~2-4、比較例2のメカノケミカル処理を3時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 4B shows the measurement results of the particle size distribution after mechanochemical treatment for Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2 for 3 hours. 図4Cは、実施例3-1~3-2、比較例3のメカノケミカル処理を3時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 4C shows the measurement results of the particle size distribution after mechanochemical treatment for Examples 3-1 to 3-2 and Comparative Example 3 for 3 hours. 図5Aは、実施例1-1~1-3、比較例1のメカノケミカル処理を6時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 5A shows the measurement results of the particle size distribution after 6 hours of mechanochemical treatment for Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1. 図5Bは、実施例2-1~2-4、比較例2のメカノケミカル処理を6時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 5B shows the measurement results of the particle size distribution after 6 hours of mechanochemical treatment for Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2. 図5Cは、実施例3-1~3-2、比較例3のメカノケミカル処理を6時間行った後の粒子の粒度分布の測定結果を示した図である。Figure 5C shows the measurement results of the particle size distribution after 6 hours of mechanochemical treatment in Examples 3-1 to 3-2 and Comparative Example 3.

(結合材の製造方法)
本発明の実施形態の一つである結合材の製造方法は、混合物をメカノケミカル処理することである。混合物は、フライアッシュ及びアルミナを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
(Method of manufacturing the binder)
One embodiment of the present invention involves a method for producing a binder, which involves mechanochemical treatment of a mixture. The mixture contains fly ash and alumina, and may further contain other components as needed.

<メカノケミカル処理>
メカノケミカル処理とは、物質に対して衝撃、圧縮、摩砕、粉砕、混合等により、機械的エネルギーを与え、メカノケミカル現象を生じさせる処理である。
メカノケミカル現象とは、衝撃、圧縮、摩砕、粉砕、混合などにより生じる機械的エネルギーを物質に与えることによって、物質自身およびその周囲の物理化学的および化学的性質が変化する現象である。メカノケミカル現象が生じた物質のことを、メカノケミカル状態になった物質とも称する。
<Mechanochemical Treatment>
Mechanochemical treatment is a process that applies mechanical energy to a substance through impact, compression, grinding, crushing, mixing, etc., to induce mechanochemical phenomena.
Mechanochemical phenomena are those in which the physicochemical and chemical properties of a substance and its surroundings change when mechanical energy is applied to it through processes such as impact, compression, grinding, crushing, or mixing. A substance that has undergone mechanochemical phenomena is also called a substance in a mechanochemical state.

物質は、衝撃により生じる機械的エネルギーによって、その瞬間から10-7~10-8秒間のきわめて短い時間にその高エネルギー状態を発生し、その後、エネルギーは速やかに緩和する。そして、そのエネルギーの一部は非弾性変形によって構造不整として残留し、物質内に蓄積されることで物性が変化し、それがメカノケミカル現象として観察されると考えられている。 When a material is subjected to impact, it generates mechanical energy that creates a high-energy state in an extremely short time, from that moment to 10⁻⁷ to 10⁻⁸ seconds. After that, the energy quickly dissipates. It is believed that a portion of this energy remains as structural irregularities due to inelastic deformation and accumulates within the material, changing its physical properties, which is then observed as a mechanochemical phenomenon.

摩砕などにより生じる機械的エネルギーによって、物質内分子の結合は切断される。切断により生じた新しい表面は、継手を失った結合子(タングリングボンド)が存在する。タングリングボンドは、結合相手を探している状態、すなわち、不安定で活性状態にある。切断により生じた新しい表面は、他の粒子を付着して凝集したり、吸着したり、あるいは他の物質と直接反応することがある。このような効果をメカノケミカル効果という。メカノケミカル効果は、特に微粉末の粉砕及び摩砕により発生することが知られている Mechanical energy generated by grinding or other processes breaks the bonds between molecules within a material. The resulting new surface contains tangling bonds—bonds that have lost their coupling. These tangling bonds are in an unstable and active state, searching for bonding partners. The new surface can attract and aggregate other particles, adsorb, or directly react with other substances. This type of effect is called a mechanochemical effect. Mechanochemical effects are particularly known to occur during the grinding and grinding of fine powders.

機械的エネルギーを与える方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、ボールミルを用いた衝撃処理、摩砕処理などが挙げられる。
ボールミルの形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、メカノケミカル処理を効率的に行える点から、遊星型が好ましい。これは、遊星型のボールミルを用いると、球状に近いフライアッシュを割りながら研磨するような状態となるためである。
There are no particular restrictions on the method of applying mechanical energy; it can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include impact treatment using a ball mill and grinding treatment.
There are no particular restrictions on the shape of the ball mill, and it can be selected as appropriate depending on the purpose, but a planetary type is preferred because it allows for efficient mechanochemical processing. This is because using a planetary ball mill results in a grinding process that breaks up the nearly spherical fly ash.

ボールミルの大きさは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
ボールミルの材質は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、鉄、ジルコニアなどが挙げられる。
There are no particular restrictions on the size of the ball mill; it can be selected appropriately according to the purpose.
There are no particular restrictions on the material of the ball mill; it can be appropriately selected according to the purpose, for example, iron, zirconia, etc.

摩砕処理における回転速度等の条件は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。 There are no particular restrictions on conditions such as rotational speed during the grinding process; they can be appropriately selected according to the purpose.

<<フライアッシュ>>
フライアッシュは、所謂、石炭灰であり、石炭火力発電所において発生する産業廃棄物である。
フライアッシュは、シリカ(SiO)、及びアルミナ(Al)を多く含み、これらの他に、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化カルシウムを含む。
フライアッシュは、4種類の品質(フライアッシュI種~IV種)がJISに規定されている。本発明では、どの品質でも用いることができる。
<<Fly Ash>>
Fly ash is essentially coal ash, an industrial waste generated at coal-fired power plants.
Fly ash contains a large amount of silica ( SiO₂ ) and alumina ( Al₂O₃ ), as well as iron oxide, magnesium oxide, and calcium oxide.
According to JIS standards, there are four types of fly ash (Type I to Type IV). In this invention, any of these types can be used.

<<アルミナ>>
アルミナは、後述の水硬性組成物の流動性を向上させるために含有される。
アルミナの形状及び大きさは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
<<Alumina>>
Alumina is included to improve the fluidity of the hydraulic composition described later.
There are no particular restrictions on the shape and size of the alumina; they can be selected as appropriate depending on the purpose.

-質量比(ケイ素/アルミニウム)-
混合物におけるケイ素とアルミニウムとの質量比(ケイ素/アルミニウム)は、水硬性組成物の流動性の点から、0.75~2.5が好ましく、0.75~1.5がより好ましい。
- Mass ratio (silicon/aluminum) -
The mass ratio of silicon to aluminum in the mixture (silicon/aluminum) is preferably 0.75 to 2.5, and more preferably 0.75 to 1.5, from the viewpoint of the fluidity of the hydraulic composition.

<<その他の成分>>
その他の成分は、本発明の効果を阻害しない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
<<Other ingredients>>
Other components are not particularly limited as long as they do not inhibit the effects of the present invention, and can be appropriately selected depending on the purpose.

(水硬性組成物の製造方法)
本発明の別の態様である水硬性組成物の製造方法は、上記の結合材にケイ素源を含有するアルカリ溶液を加える。
(Method for producing hydraulic compositions)
Another aspect of the present invention involves adding an alkaline solution containing a silicon source to the binder described above in order to produce a hydraulic composition.

<ケイ素源を含有するアルカリ溶液>
ケイ素源を含有するアルカリ溶液は、水硬性組成物中にケイ素を追加する役割、水硬性組成物を作製する際の混錬水の役割をする。
水硬性組成物は、ケイ素の重合反応により硬化する。このため、ケイ素の割合が不足すると、硬化反応が十分に発生しなくなることがある。このことを防止するため、混錬水として、水のみではなく、ケイ素源を含有するアルカリ溶液を用いる。
<Alkaline solution containing silicon source>
The alkaline solution containing the silicon source plays a role in adding silicon to the hydraulic composition and in acting as mixing water when preparing the hydraulic composition.
Hydraulic compositions harden through the polymerization reaction of silicon. Therefore, if the silicon content is insufficient, the hardening reaction may not occur adequately. To prevent this, an alkaline solution containing a silicon source is used as the mixing water, rather than just water alone.

<<ケイ素源>>
ケイ素源は、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができ、例えば、ケイ酸ナトリウム、シリカフュームなどが挙げられる。ケイ素源を含有するアルカリ溶液においては、ケイ素は完全に溶解している状態であっても、スラリーとして残っていてもよい。
<<Silicon Source>>
There are no particular restrictions on the silicon source, and it can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include sodium silicate and silica fume. In the alkaline solution containing the silicon source, the silicon may be completely dissolved or may remain as a slurry.

<<アルカリ溶液>>
アルカリ溶液の溶質は、塩基性を示すものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
溶媒は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、水などが挙げられる。
アルカリ溶液の濃度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
<<Alkaline solution>>
The solute in the alkaline solution is not particularly limited as long as it exhibits basic properties and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
There are no particular restrictions on the solvent, and it can be selected as appropriate depending on the purpose, but water is one example.
There are no particular restrictions on the concentration of the alkaline solution; it can be selected appropriately depending on the purpose.

以下、開示の技術の実施例を説明するが、開示の技術は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 The following describes examples of the disclosed technology, but the disclosed technology is not limited to these examples.

実施例において用いた原料の石炭灰(フライアッシュ)の蛍光X線分析結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of X-ray fluorescence analysis of the coal ash (fly ash) used as a raw material in the examples.

(実施例1-1~3-2、比較例1~3)
各石炭灰と、アルミナ(富士フィルム和光純薬株式会社)とを表2に示す量にて混合した。混合物を遊星型ボールミル(P-5、フリッチュ・ジャパン株式会社製)を用いて、摩砕処理し、結合材を得た。摩砕処理を行った時間は、1時間、3時間、6時間とした。
(Examples 1-1 to 3-2, Comparative Examples 1 to 3)
Each type of coal ash was mixed with alumina (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in the amounts shown in Table 2. The mixture was ground using a planetary ball mill (P-5, manufactured by Fritsch Japan Co., Ltd.) to obtain a binder. The grinding time was 1 hour, 3 hours, and 6 hours.

実施例1-1~3-2、比較例1~3の結合材とイオン交換水とを1:5の固液比にて混合し、デカンテーション後に水を分離した。分離した水について、pHと電気伝導率を測定した。pHと電気伝導率(Electric Conductivity: EC)は、pHメーター(商品名:HM―20J、東亜DKK社製)を用いて測定した。電気伝導率は、メカノケミカル状態となっているかどうかの判定指標と考えられている。電気伝導率が、40mS/m以下であると、メカノケミカル状態になったと判定できる。pHの測定結果は、表3、図1A~図1Cに、電気伝導率の測定結果(mS/m)は、表4、図2A~2Cに示した。 The binders from Examples 1-1 to 3-2 and Comparative Examples 1 to 3 were mixed with deionized water in a solid-liquid ratio of 1:5. After decantation, the water was separated. The pH and electrical conductivity of the separated water were measured. pH and electrical conductivity (EC) were measured using a pH meter (product name: HM-20J, manufactured by Toa DKK Co., Ltd.). Electrical conductivity is considered an indicator of whether a mechanochemical state has been reached. A mechanochemical state can be determined if the electrical conductivity is 40 mS/m or less. The pH measurement results are shown in Table 3 and Figures 1A to 1C, and the electrical conductivity measurement results (mS/m) are shown in Table 4 and Figures 2A to 2C.

pHの測定結果から、摩砕処理をするとpHは下がることが明らかになった。
また、電気伝導率の測定結果から、摩砕処理を6時間行うとメカノケミカル状態になっていることが明らかになった。このため、混合物に施した摩砕処理はメカノケミカル処理である。
更に、図2Bにおいて、3時間のメカノケミカル処理においては、Si/Alが2.6(比較例2:アルミナを添加していない)ではメカノケミカル状態に達していないのに対し、Si/Alが2.5以下であるとメカノケミカル状態に達している。この結果から、Si/Alを2.5以下とすると、早くメカノケミカル状態に達することが明らかになった。
pH measurement results clearly showed that grinding lowers the pH.
Furthermore, electrical conductivity measurements revealed that the mixture enters a mechanochemical state after six hours of grinding. Therefore, the grinding treatment applied to the mixture is a mechanochemical treatment.
Furthermore, in Figure 2B, after 3 hours of mechanochemical treatment, the mechanochemical state was not reached when the Si/Al ratio was 2.6 (Comparative Example 2: no alumina added), whereas the mechanochemical state was reached when the Si/Al ratio was 2.5 or less. From these results, it is clear that the mechanochemical state is reached more quickly when the Si/Al ratio is 2.5 or less.

更に、結合材の粒度分布を、粒度分布計(マイクロトラック MT3000EX II、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定した。メカノケミカル処理を1時間行った粒度分布の測定結果を図3A~Cに、メカノケミカル処理を3時間行った粒度分布の測定結果を図4A~Cに、メカノケミカル処理を6時間行った粒度分布の測定結果を図5A~Cに示した。 Furthermore, the particle size distribution of the binder was measured using a particle size analyzer (Microtrac MT3000EX II, manufactured by Microtrac-Bell Co., Ltd.). Figures 3A-C show the particle size distribution after 1 hour of mechanochemical treatment, Figures 4A-C show the results after 3 hours of mechanochemical treatment, and Figures 5A-C show the results after 6 hours of mechanochemical treatment.

図3A~C中の比較例1~3と図5A~C中の比較例1~3とを比較すると、ほとんど摩砕処理が進んでいない図3A~C中の比較例1~3より、図5A~C中の比較例1~3の方が、全体的になだらかな粒度分布となっている(粒度曲線がブロードになっている)。この理由としては、摩砕が進むに従って一部の粒子が団粒化したためであると考えられる。このことから、摩砕処理が進み、粒子がメカノケミカル化されると、粒径分布の曲線がブロードになると言える。 Comparing Comparative Examples 1-3 in Figures 3A-C with Comparative Examples 1-3 in Figures 5A-C, Comparative Examples 1-3 in Figures 5A-C show a generally smoother particle size distribution (broader particle size curve) than Comparative Examples 1-3 in Figures 3A-C, where grinding has barely progressed. This is likely because some particles became aggregated as grinding progressed. Therefore, it can be said that as grinding progresses and particles become mechanochemically processed, the particle size distribution curve becomes broader.

次に、図3Aにおいて、比較例1より、実施例1-1~1-3の方が、粒度分布のピークがブロードになっている。図4Aにおいて、比較例1より、実施例1-1~1-3の方は、粒度分布のピークがブロードになっている。図5においては、比較例、及び実施例1-1~1-3の粒度分布のピークはブロードかつ二つになっている。この傾向は、図3B~図5B、図3C~図5Cでも同様であった。これらのことから、Si/Alの値が小さい(Alを多く含有する)と、早くメカノケミカル状態に達することが、粒度分布の点からも明らかになった。 Next, in Figure 3A, the particle size distribution peaks are broader in Examples 1-1 to 1-3 than in Comparative Example 1. In Figure 4A, the particle size distribution peaks are broader in Examples 1-1 to 1-3 than in Comparative Example 1. In Figure 5, the particle size distribution peaks for the Comparative Example and Examples 1-1 to 1-3 are broad and double. This trend was similar in Figures 3B to 5B and 3C to 5C. From these findings, it became clear, even from the perspective of particle size distribution, that a smaller Si/Al value (higher Al content) leads to reaching the mechanochemical state more quickly.

<水硬性組成物の作製>
実施例1-1~実施例3-2、比較例1~3の結合材を用いて、水硬性組成物(ペースト)を作製した。ケイ素源を含有するアルカリ溶液として、シリカフュームを半溶解させたKOH溶液(KOH濃度:3mol/L、Si濃度:40,000ppm、株式会社フジミインコーポレーテッド製)を用いた。
ケイ素源を含有するアルカリ溶液と結合材との比(W/B)は32.5%とした。
各結合材とケイ素源を含有するアルカリ溶液とを120秒間混練りし、ペースト状態にし、水硬性組成物を得た。
<Preparation of hydraulic compositions>
Hydraulic compositions (pastes) were prepared using the binders of Examples 1-1 to 3-2 and Comparative Examples 1 to 3. As the alkaline solution containing the silicon source, a KOH solution in which silica fume was partially dissolved (KOH concentration: 3 mol/L, Si concentration: 40,000 ppm, manufactured by Fujimi Incorporated Co., Ltd.) was used.
The ratio (W/B) of the alkaline solution containing the silicon source to the binder was set to 32.5%.
Each binder and an alkaline solution containing a silicon source were kneaded for 120 seconds to form a paste, thereby obtaining a hydraulic composition.

<フロー>
得られた水硬性組成物の練り上がり直後のフローを測定した。練り上がり直後の水硬性組成物をステンレス板に設置したアクリル製円筒容器(使用型枠:内径28mm、高さ22mm)の容器の上端まで水硬性組成物の液面がくるまで注入した。注入した直後に、静かに円筒容器を上方に持ち上げ、円筒容器を除去した。ステンレス板上のペーストの広がり長さについて、最大の長さと最小の長さとの2箇所を測定し、これらの長さの平均値を算出し、フローの測定結果とした。フローの測定結果は、表5に示した。なお、表中の数値の単位はmmである。また、表5中にデータがないものは、水硬性組成物の粘性が高く、容器から脱型できずに測定不能であったことを示す。
<Flow>
The flow of the obtained hydraulic composition was measured immediately after mixing. The hydraulic composition was poured into an acrylic cylindrical container (mold used: inner diameter 28 mm, height 22 mm) placed on a stainless steel plate until the liquid level reached the top of the container. Immediately after pouring, the cylindrical container was gently lifted upwards and removed. The spread length of the paste on the stainless steel plate was measured at two points: the maximum length and the minimum length. The average of these lengths was calculated and used as the flow measurement result. The flow measurement results are shown in Table 5. The units of the values in the table are mm. If there is no data in Table 5, it indicates that the viscosity of the hydraulic composition was too high and measurement was not possible because it could not be demolded from the container.

実施例及び比較例の結果から、アルミニウムの割合が高い、即ちSi/Al比の低下に伴い、フローが大きくなることが明らかになった。特に、摩砕処理時間が3時間以上であると、フローの値の増加が顕著となった。これらの結果から、本発明の製造方法を用いれば、水硬性組成物の流動性を向上でき、減水剤の使用量を削減できることが示唆された。 The results from the examples and comparative examples clearly showed that the flow rate increased with increasing aluminum content, i.e., with decreasing Si/Al ratio. In particular, the increase in flow rate was significant when the grinding treatment time was 3 hours or longer. These results suggest that the manufacturing method of the present invention can improve the fluidity of hydraulic compositions and reduce the amount of water-reducing agent used.

Claims (3)

フライアッシュ及びアルミナの混合物をメカノケミカル処理することを特徴とする結合材の製造方法であって、
前記混合物におけるケイ素とアルミニウムとの質量比(ケイ素/アルミニウム)が、0.75~1.00である結合材の製造方法
A method for producing a binder, characterized by mechanochemical treatment of a mixture of fly ash and alumina ,
A method for producing a binder, wherein the mass ratio of silicon to aluminum (silicon/aluminum) in the mixture is 0.75 to 1.00 .
フライアッシュ及びアルミナの混合物をメカノケミカル処理し、ケイ素源を含有するアルカリ溶液を加えることを特徴とする水硬性組成物の製造方法であって、
前記混合物におけるケイ素とアルミニウムとの質量比(ケイ素/アルミニウム)が、0.75~1.00である水硬性組成物の製造方法
A method for producing a hydraulic composition, characterized by mechanochemically treating a mixture of fly ash and alumina and adding an alkaline solution containing a silicon source,
A method for producing a hydraulic composition in which the mass ratio of silicon to aluminum (silicon/aluminum) in the mixture is 0.75 to 1.00 .
前記ケイ素源を含有するアルカリ溶液が、シリカフュームを含有する水酸化カリウム溶液である請求項2に記載の水硬性組成物の製造方法。The method for producing a hydraulic composition according to claim 2, wherein the alkaline solution containing the silicon source is a potassium hydroxide solution containing silica fume.
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