石炭がらくとフライアッシュの含有量が異なるコンクリートの強度進化
Strength Evolution of Concrete with Different Coal Gangue and Fly Ash Contents
地下床コンクリートへの石炭がらくとフライアッシュの応用可能性を探るため、セメントの一部をフライアッシュで、天然骨材の一部を石炭がらくで置き換え、様々な養生期間のコンクリート供試体を準備し、強度進化則と長期性能を調査した。配合は、原料の物理化学試験、スランプ、圧縮強度試験により決定された。単軸圧縮およびブラジル破裂法により、異なる養生期間におけるコンクリートの強度、応力-ひずみ、破壊特性を分析した。研究結果によると、最適な配合比は、水結合材比0.46、フライアッシュ置換率30%、石炭がらく置換率40%、スランプ160mm以上である。これは地下ポンプ建設のニーズを満たし、28日圧縮強度はC30コンクリートの要件を満たす。コンクリート強度は早期に急速に増加し、後期にはゆっくりと成長する。最適グループの圧縮強度は70日で43.03MPaに上昇し、28日強度と比較して29.2%増加した。フライアッシュ含有量が高いグループの圧縮強度は一般的に低い。供試体の破壊モードは主に多重亀裂破壊であり、亀裂は交差して強い浸透性を示す。この研究成果は、石炭がらくとフライアッシュの固形廃棄物の大規模処理と利用を促進し、天然骨材とセメントの消費を削減し、グリーンマイニングの開発需要を満たす。
- セメントの一部をフライアッシュ、天然骨材の一部を石炭がらくで置換したコンクリート供試体の配合・強度進化・長期性能を実験的に調査した研究。
- 最適配合は水結合材比0.46、フライアッシュ置換率30%、石炭がらく置換率40%、スランプ160mm以上で、28日圧縮強度はC30コンクリート要件を満たす。
- 最適グループの圧縮強度は70日で43.03MPaに達し、28日強度比で29.2%増加。フライアッシュ含有量が高いグループは圧縮強度が低い傾向。
- 破壊モードは主に多重亀裂破壊で亀裂が交差し浸透性が高い。固形廃棄物の大規模利用と天然骨材・セメント消費削減、グリーンマイニング需要への適合が狙い。
石炭がらくとフライアッシュという石炭火力・産業由来の固形廃棄物をコンクリート材料として大量消費する配合(水結合材比0.46、フライアッシュ30%置換、石炭がらく40%置換)が実験的に示された点が注目点。セメントと天然骨材の使用量削減はコストとCO2排出の両面で建設・セメント業界の採算構造に影響し得る。ただし研究段階の室内試験結果であり、実装には標準化・規格適合やフィールド検証が必要で、短期的な投資インパクトは限定的。廃棄物処理コスト削減とグリーンマイニング関連の素材需要というテーマで中長期に追跡したい。