JPH0228534B2 - - Google Patents
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- JPH0228534B2 JPH0228534B2 JP7463884A JP7463884A JPH0228534B2 JP H0228534 B2 JPH0228534 B2 JP H0228534B2 JP 7463884 A JP7463884 A JP 7463884A JP 7463884 A JP7463884 A JP 7463884A JP H0228534 B2 JPH0228534 B2 JP H0228534B2
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- Japan
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- coal ash
- coal
- granular
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- ash
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
- C04B18/085—Pelletizing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
本発明は、石炭燃焼時に排出される石炭灰を主
原料とする粒状硬化体の製造方法、詳しくは石炭
灰に消石灰または／および生石灰、ならびに２水
石こう、半水石こうまたは／および型無水石こ
うを添加してなる混合粉体を水分とともに撹拌し
粒状に成形した後、80〜100℃の常圧水蒸気にて
処理することにより粒状硬化体を製造する方法に
関するものである。 近年我国においては、石油依存度を小さくする
ための石油代替エネルギーの開発が国家的な課題
であり、なかでも石炭エネルギーが一つの柱とし
て注目されている。一次エネルギー源としての石
炭の大量消費に対処するための石炭利用技術の実
用化における課題の一つに、石炭燃焼時に発生す
る多量の石炭灰の処理および処分に係わる問題が
挙げられる。 石炭燃焼時には石炭使用量のほぼ10〜20wt％
の石炭灰が発生する。通常の微粉炭燃焼ボイラよ
り発生する、いわゆる微粉炭燃焼灰は、その発生
場所によつてボトムアツシユ、シンダアツシユお
よびフライアツシユに区分され、そのうちフライ
アツシユが発生量の大部分を占める。従来我国に
おいては、フライアツシユの一部はセメント混和
材、セメント原料などに再利用されており、残り
は埋立地などに処分されている。しかしながら、
従来の方式による再利用でけでは、将来発生する
であろう膨大な石炭灰量に対応し得るだけの需要
の増加は期待できず、一方、現行の石炭灰の埋立
地などへの処分については、環境保全に係わる規
制の強化に伴い石炭灰処分用地の確保が難しくな
りつつあり、本格的な石炭火力発電所の稼動の際
には、現状の石炭灰の有効利用方式ならびに処分
方式によつては、発生する全ての石炭灰を処理す
ることは難しくなる見通しである。また石炭灰の
大量処理方式の検討に際しては、国産資源に乏し
い我国においては、単なる投棄処分ではなく石炭
灰を資源として再利用を図ることが重要である。 本発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰を主原料と
する粒状硬化体によつて石炭灰の大量消費を可能
ならしめることを目的としてなされたもので、石
炭灰を60〜85wt％、消石灰または／および生石
灰（以下、消石灰などと略す）10〜25wt％、２
水石こう、半水石こうまたは／および型無水石
こう（以下、２水石こうなどと略す）８〜25wt
％からなる混合粉体に、20〜80wt％の混水量
（粉体100wt％に対して添加する水のwt％）の水
を添加し撹拌混練するとともに粒状に成形した
後、80〜100℃の常圧水蒸気にて処理することに
より、道路構造のうち路盤部、路床部、盛土部、
裏込部ならびに埋め戻し材などに使用される土木
材料に適した粒状硬化体の製造方法を提供するも
のである。 以下、本発明の構成を詳細に説明する。一般
に、石炭灰の代表的性状である成分、組成および
粒度分布は石炭の産地および燃焼時の履歴に大き
く依存する。まず第一に、石炭の産出地によつて
SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2Oなどの構成成
分の配合割合が異なり、第２に、我国にて現在発
生する石炭灰は微粉炭燃焼灰が主であり、発生場
所ならびに採取方式によつてそれぞれ粒度分布が
異なる。このため石炭灰を主原料とし常圧水蒸気
処理により得られる硬化体を粉砕し土木材料を製
造する際には石炭灰の成分配合ならびに粒度分布
によつて適正製造条件は微妙に異なる。製造条件
として寄与率が大きい要因は、原料粉体の配合割
合、混水量、混練方式、湿空養生条件および水蒸
気処理条件である。なお水蒸気処理の際には常圧
水蒸気を用いる。 水蒸気処理によつて生成する硬化体の主成分
は、エトリンガイト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・
32H2O）、種々の形態のケイ酸カルシウム水和物
（xCaO・ySiO2・zH2O）であるが、早期の強度
発現に最も寄与するにはエトリンガイトである。
このため原料粉体の配合割合は、エトリンガイト
の生成に最も好都合なものが適切であり、消石灰
などの添加量は10〜25wt％、２水石こうなどの
添加物量は８〜25wt％に限定される。このよう
に、石炭灰を主原料とする粒状硬化体の製造の際
には、石炭灰の成分組成ならびに粒度分布等の性
状に合わせて、他の原料配合の添加量、混水量、
撹拌方式ならびに水蒸気処理を適切に選定するこ
とが必要である。 本発明による粒状硬化体にて石炭灰の大量消費
を図るには、土木材料としての活用が望ましく、
道路材料、埋め戻し材料ならびに地盤改良材の分
野が好適であり、このためには、該粒状硬化体が
不規則な形状であるとともに粒度分布の幅が広い
ことが必要である。そこで、原料混合粉体を水分
とともに粒状に成形する際の撹拌方式としては、
容器固定型にて撹拌翼を有する撹拌機によるのが
好適である。容器固定型撹拌機は、固定した撹拌
槽の内部でリボン、スクリユーなどを回転するこ
とにより、粉体を撹拌する方式である。また常圧
水蒸気処理工程の後に、必要ならば解砕処理を施
すことも好適である。これは撹拌処理によつて成
形された粒子同志が付着した状態で常圧水蒸気処
理を施すことによつて付着強度が大きくなり、粒
度分布に悪影響を及ぼすためである。解砕処理と
しては、たとえば落下衝撃による方法、必要に応
じてフルイ網を用い、２個のロータを互いに反対
方向に回転させて行う方法などが好適である。 本発明による粒状硬化体を道路材料、埋め戻し
材料ならびに地盤改良材などの土木材料とする際
の主たる特徴は次の通りである。まず第１に、単
位体積重量が従来の類似材料である砕石、砂利よ
りも相当に小さく、なおかつ砕石、砂利とほぼ同
等の地盤支持力を呈することである。すなわち、
砕石、砂利の１／２〜２／３の重量でもつて同等
の地盤支持力を発揮することである。第２に、道
路部ならびに埋め戻し部は通常、湿潤状態かもし
くは湿度の高い状態にあり、このような環境下で
は本発明による粒状硬化体は経時的に地盤支持力
が増加する特徴を有することである。 つぎに実施例について説明する。実施例におけ
る原料石炭灰は市販フライアツシユであり、組成
および性状を第１表に示す。プレーン比表面積測
定は島津製作所製の粉体比表面積測定器SS―100
形を使用し空気透過法によつた。粒状硬化体の製
造条件を第２表に示す。粒状硬化体の土木材料と
しての特性を第３表に、他の土木材料との比較を
第４表に示す。 第１表に示す組成の石炭灰78重量部、消石灰13
重量部、２水石こう９重量部、水25重量部を撹拌
機を備えた容器内で150rpm、３分撹拌混練しな
がら粒状に成形し、92℃の常圧水蒸気で15時間処
理した（第２表参照）。粒状硬化体の粒径は５mm
以下であつた。このようにして得られた粒状硬化
体の土木材料としての特性は第３表の如くであつ
た。
原料とする粒状硬化体の製造方法、詳しくは石炭
灰に消石灰または／および生石灰、ならびに２水
石こう、半水石こうまたは／および型無水石こ
うを添加してなる混合粉体を水分とともに撹拌し
粒状に成形した後、80〜100℃の常圧水蒸気にて
処理することにより粒状硬化体を製造する方法に
関するものである。 近年我国においては、石油依存度を小さくする
ための石油代替エネルギーの開発が国家的な課題
であり、なかでも石炭エネルギーが一つの柱とし
て注目されている。一次エネルギー源としての石
炭の大量消費に対処するための石炭利用技術の実
用化における課題の一つに、石炭燃焼時に発生す
る多量の石炭灰の処理および処分に係わる問題が
挙げられる。 石炭燃焼時には石炭使用量のほぼ10〜20wt％
の石炭灰が発生する。通常の微粉炭燃焼ボイラよ
り発生する、いわゆる微粉炭燃焼灰は、その発生
場所によつてボトムアツシユ、シンダアツシユお
よびフライアツシユに区分され、そのうちフライ
アツシユが発生量の大部分を占める。従来我国に
おいては、フライアツシユの一部はセメント混和
材、セメント原料などに再利用されており、残り
は埋立地などに処分されている。しかしながら、
従来の方式による再利用でけでは、将来発生する
であろう膨大な石炭灰量に対応し得るだけの需要
の増加は期待できず、一方、現行の石炭灰の埋立
地などへの処分については、環境保全に係わる規
制の強化に伴い石炭灰処分用地の確保が難しくな
りつつあり、本格的な石炭火力発電所の稼動の際
には、現状の石炭灰の有効利用方式ならびに処分
方式によつては、発生する全ての石炭灰を処理す
ることは難しくなる見通しである。また石炭灰の
大量処理方式の検討に際しては、国産資源に乏し
い我国においては、単なる投棄処分ではなく石炭
灰を資源として再利用を図ることが重要である。 本発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰を主原料と
する粒状硬化体によつて石炭灰の大量消費を可能
ならしめることを目的としてなされたもので、石
炭灰を60〜85wt％、消石灰または／および生石
灰（以下、消石灰などと略す）10〜25wt％、２
水石こう、半水石こうまたは／および型無水石
こう（以下、２水石こうなどと略す）８〜25wt
％からなる混合粉体に、20〜80wt％の混水量
（粉体100wt％に対して添加する水のwt％）の水
を添加し撹拌混練するとともに粒状に成形した
後、80〜100℃の常圧水蒸気にて処理することに
より、道路構造のうち路盤部、路床部、盛土部、
裏込部ならびに埋め戻し材などに使用される土木
材料に適した粒状硬化体の製造方法を提供するも
のである。 以下、本発明の構成を詳細に説明する。一般
に、石炭灰の代表的性状である成分、組成および
粒度分布は石炭の産地および燃焼時の履歴に大き
く依存する。まず第一に、石炭の産出地によつて
SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2Oなどの構成成
分の配合割合が異なり、第２に、我国にて現在発
生する石炭灰は微粉炭燃焼灰が主であり、発生場
所ならびに採取方式によつてそれぞれ粒度分布が
異なる。このため石炭灰を主原料とし常圧水蒸気
処理により得られる硬化体を粉砕し土木材料を製
造する際には石炭灰の成分配合ならびに粒度分布
によつて適正製造条件は微妙に異なる。製造条件
として寄与率が大きい要因は、原料粉体の配合割
合、混水量、混練方式、湿空養生条件および水蒸
気処理条件である。なお水蒸気処理の際には常圧
水蒸気を用いる。 水蒸気処理によつて生成する硬化体の主成分
は、エトリンガイト（3CaO・Al2O3・3CaSO4・
32H2O）、種々の形態のケイ酸カルシウム水和物
（xCaO・ySiO2・zH2O）であるが、早期の強度
発現に最も寄与するにはエトリンガイトである。
このため原料粉体の配合割合は、エトリンガイト
の生成に最も好都合なものが適切であり、消石灰
などの添加量は10〜25wt％、２水石こうなどの
添加物量は８〜25wt％に限定される。このよう
に、石炭灰を主原料とする粒状硬化体の製造の際
には、石炭灰の成分組成ならびに粒度分布等の性
状に合わせて、他の原料配合の添加量、混水量、
撹拌方式ならびに水蒸気処理を適切に選定するこ
とが必要である。 本発明による粒状硬化体にて石炭灰の大量消費
を図るには、土木材料としての活用が望ましく、
道路材料、埋め戻し材料ならびに地盤改良材の分
野が好適であり、このためには、該粒状硬化体が
不規則な形状であるとともに粒度分布の幅が広い
ことが必要である。そこで、原料混合粉体を水分
とともに粒状に成形する際の撹拌方式としては、
容器固定型にて撹拌翼を有する撹拌機によるのが
好適である。容器固定型撹拌機は、固定した撹拌
槽の内部でリボン、スクリユーなどを回転するこ
とにより、粉体を撹拌する方式である。また常圧
水蒸気処理工程の後に、必要ならば解砕処理を施
すことも好適である。これは撹拌処理によつて成
形された粒子同志が付着した状態で常圧水蒸気処
理を施すことによつて付着強度が大きくなり、粒
度分布に悪影響を及ぼすためである。解砕処理と
しては、たとえば落下衝撃による方法、必要に応
じてフルイ網を用い、２個のロータを互いに反対
方向に回転させて行う方法などが好適である。 本発明による粒状硬化体を道路材料、埋め戻し
材料ならびに地盤改良材などの土木材料とする際
の主たる特徴は次の通りである。まず第１に、単
位体積重量が従来の類似材料である砕石、砂利よ
りも相当に小さく、なおかつ砕石、砂利とほぼ同
等の地盤支持力を呈することである。すなわち、
砕石、砂利の１／２〜２／３の重量でもつて同等
の地盤支持力を発揮することである。第２に、道
路部ならびに埋め戻し部は通常、湿潤状態かもし
くは湿度の高い状態にあり、このような環境下で
は本発明による粒状硬化体は経時的に地盤支持力
が増加する特徴を有することである。 つぎに実施例について説明する。実施例におけ
る原料石炭灰は市販フライアツシユであり、組成
および性状を第１表に示す。プレーン比表面積測
定は島津製作所製の粉体比表面積測定器SS―100
形を使用し空気透過法によつた。粒状硬化体の製
造条件を第２表に示す。粒状硬化体の土木材料と
しての特性を第３表に、他の土木材料との比較を
第４表に示す。 第１表に示す組成の石炭灰78重量部、消石灰13
重量部、２水石こう９重量部、水25重量部を撹拌
機を備えた容器内で150rpm、３分撹拌混練しな
がら粒状に成形し、92℃の常圧水蒸気で15時間処
理した（第２表参照）。粒状硬化体の粒径は５mm
以下であつた。このようにして得られた粒状硬化
体の土木材料としての特性は第３表の如くであつ
た。
【表】
【表】
【表】
実施例 １
第１表に示す組成の石炭灰78重量部、消石灰13
重量部、２水石こう９重量部、水25重量部を撹拌
機を備えた容器内で150rpm、２分撹拌混練しな
がら粒状に成形し、92℃の常圧水蒸気で15時間処
理した。得られた粒状硬化体の粒度分布は、粒径
５mm以上：０％、５〜1.7mm：20％、1.7〜0.074
mm：70％、0.074mm以下：10％であり、特性は第
４表に示す如くであつた。 実施例 ２ 第１表に示す組成の石炭灰78重量部、消石灰13
重量部、２水石こう９重量部、水25重量部を撹拌
機を備えた容器内で150rpm、４分撹拌混練しな
がら粒状に成形し、92℃の常圧水蒸気で15時間処
理した。得られた粒状硬化体の粒度分布は、粒径
５mm以上：０％、５〜1.7mm：50％、1.7〜0.074
mm：47％、0.074mm以下：３％であり、特性は第
４表に示す如くであつた。 比較例 １ 粒径0.074mm以下：100％のフライアツシユの特
性を測定したところ、第４表に示す如くであつ
た。 比較例 ２ 粒径５mm以上：０％、５〜1.7mm：20％、1.7〜
0.074mm：80％、0.074mm以下：０％の粒度分布の
川砂の特性を測定したところ、第４表に示す如く
であつた。 比較例 ３ 粒径５mm以上：０％、５〜1.7mm：60％、1.7〜
0.074mm：38％、0.074mm以下：２％の粒度分布の
砕砂の特性を測定したところ、第４表に示す如く
であつた。 なお第４表における修正CBRは、JIS Ａ
1210（突固めによる土の締固め試験方法）によつ
て、上下方向に３層に分けて、各層92回突固めた
ときの最大乾燥密度の95％の締固め度に相当する
４日水浸後のCBRをいい、このCBRはJIS Ａ
1211（路床土支持力比試験方法）により、直径５
cmの貫入抵抗より次式で与えられる。 CBR＝貫入量2.5mmのときの荷重（Kg）／1370（Kg）×10
0〔％〕
重量部、２水石こう９重量部、水25重量部を撹拌
機を備えた容器内で150rpm、２分撹拌混練しな
がら粒状に成形し、92℃の常圧水蒸気で15時間処
理した。得られた粒状硬化体の粒度分布は、粒径
５mm以上：０％、５〜1.7mm：20％、1.7〜0.074
mm：70％、0.074mm以下：10％であり、特性は第
４表に示す如くであつた。 実施例 ２ 第１表に示す組成の石炭灰78重量部、消石灰13
重量部、２水石こう９重量部、水25重量部を撹拌
機を備えた容器内で150rpm、４分撹拌混練しな
がら粒状に成形し、92℃の常圧水蒸気で15時間処
理した。得られた粒状硬化体の粒度分布は、粒径
５mm以上：０％、５〜1.7mm：50％、1.7〜0.074
mm：47％、0.074mm以下：３％であり、特性は第
４表に示す如くであつた。 比較例 １ 粒径0.074mm以下：100％のフライアツシユの特
性を測定したところ、第４表に示す如くであつ
た。 比較例 ２ 粒径５mm以上：０％、５〜1.7mm：20％、1.7〜
0.074mm：80％、0.074mm以下：０％の粒度分布の
川砂の特性を測定したところ、第４表に示す如く
であつた。 比較例 ３ 粒径５mm以上：０％、５〜1.7mm：60％、1.7〜
0.074mm：38％、0.074mm以下：２％の粒度分布の
砕砂の特性を測定したところ、第４表に示す如く
であつた。 なお第４表における修正CBRは、JIS Ａ
1210（突固めによる土の締固め試験方法）によつ
て、上下方向に３層に分けて、各層92回突固めた
ときの最大乾燥密度の95％の締固め度に相当する
４日水浸後のCBRをいい、このCBRはJIS Ａ
1211（路床土支持力比試験方法）により、直径５
cmの貫入抵抗より次式で与えられる。 CBR＝貫入量2.5mmのときの荷重（Kg）／1370（Kg）×10
0〔％〕
【表】
第３表、第４表より、本発明の方法により得ら
れた粒状硬化体が砕砂、砂利などの従来の材料に
較べて、きわめて優れた土木材料であることがわ
かる。 以上説明したように、本発明によれば、石炭燃
焼時の排出物である石炭灰に安価な原料である消
石灰または／および生石灰、２水石こう、半水石
こうまたは／および型無水石こうを添加し、水
分とともに撹拌し粒状に成形した後、80〜100℃
の常圧水蒸気処理を施すことによつて製造される
粒状硬化体を土木材料として使用することが可能
であり、本発明は石炭灰を土木分野における材料
としての有効利用に寄与する技術としてきわめて
有益である。
れた粒状硬化体が砕砂、砂利などの従来の材料に
較べて、きわめて優れた土木材料であることがわ
かる。 以上説明したように、本発明によれば、石炭燃
焼時の排出物である石炭灰に安価な原料である消
石灰または／および生石灰、２水石こう、半水石
こうまたは／および型無水石こうを添加し、水
分とともに撹拌し粒状に成形した後、80〜100℃
の常圧水蒸気処理を施すことによつて製造される
粒状硬化体を土木材料として使用することが可能
であり、本発明は石炭灰を土木分野における材料
としての有効利用に寄与する技術としてきわめて
有益である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石炭燃焼時に排出される石炭灰60〜85wt％、
消石灰または／および生石灰10〜25wt％、２水
石こう、半水石こうまたは／および型無水石こ
う８〜25wt％からなる混合粉体を水分とともに
撹拌し粒状に成形した後、80〜100℃の常圧水蒸
気にて処理することを特徴とする石炭灰を主原料
とする粒状硬化体の製造方法。 ２ 水蒸気処理を施した後、解砕処理を施す特許
請求の範囲第１項記載の石炭灰を主原料とする粒
状硬化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59074638A JPS60221351A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 石炭灰を主原料とする粒状硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59074638A JPS60221351A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 石炭灰を主原料とする粒状硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221351A JPS60221351A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0228534B2 true JPH0228534B2 (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=13552950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59074638A Granted JPS60221351A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 石炭灰を主原料とする粒状硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221351A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4756761A (en) * | 1986-06-16 | 1988-07-12 | O'okiep Copper Company Ltd. | Methods of making cementitious compositions from waste products |
| JP2002255619A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Taiheiyo Cement Corp | 空洞充填材 |
| JP4835359B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-12-14 | 宇部興産株式会社 | 石炭灰造粒砂および石炭灰造粒砂の製造方法 |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP59074638A patent/JPS60221351A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60221351A (ja) | 1985-11-06 |
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