JPH11147747A - コンクリート組成物 - Google Patents
コンクリート組成物Info
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- JPH11147747A JPH11147747A JP31052397A JP31052397A JPH11147747A JP H11147747 A JPH11147747 A JP H11147747A JP 31052397 A JP31052397 A JP 31052397A JP 31052397 A JP31052397 A JP 31052397A JP H11147747 A JPH11147747 A JP H11147747A
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- concrete composition
- boiler
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Classifications
-
- 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
- C04B18/061—Ashes from fluidised bed furnaces
-
- 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
Landscapes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭火力発電所、とくに加圧流動床燃焼発電
方式を稼働した結果生じる石炭灰を有効利用すること。 【解決手段】 下記に定義されるＰＦＢＣ灰を含有して
なるコンクリート組成物。ＰＦＢＣ灰：加圧したボイラ
２内に石炭と石灰石との混合体を導入し、前記混合体を
流動化させ且つ燃焼させるステップを有する加圧流動床
燃焼発電方式を稼働させた際、燃焼ガスとともに前記ボ
イラ２の上部に向かって飛散する灰を捕集し、これによ
り得られた灰をＰＦＢＣ灰と定義する。
方式を稼働した結果生じる石炭灰を有効利用すること。 【解決手段】 下記に定義されるＰＦＢＣ灰を含有して
なるコンクリート組成物。ＰＦＢＣ灰：加圧したボイラ
２内に石炭と石灰石との混合体を導入し、前記混合体を
流動化させ且つ燃焼させるステップを有する加圧流動床
燃焼発電方式を稼働させた際、燃焼ガスとともに前記ボ
イラ２の上部に向かって飛散する灰を捕集し、これによ
り得られた灰をＰＦＢＣ灰と定義する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート組成
物に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、従
来、用途が見いだされず廃棄されていた火力発電所から
の灰を有効利用したコンクリート組成物に関するもので
ある。
物に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、従
来、用途が見いだされず廃棄されていた火力発電所から
の灰を有効利用したコンクリート組成物に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年の地球環境保護意識の高まりから、
従来その用途が見いだされず廃棄されていた物質を再利
用しようとする動きが活発になってきている。
従来その用途が見いだされず廃棄されていた物質を再利
用しようとする動きが活発になってきている。
【０００３】石炭火力発電所から排出される石炭灰もこ
のような廃棄物の一つであるが、従来は例えばフライア
ッシュとしてコンクリート組成物の混和材料として数％
混和して使用されるか、直接埋立地の埋め立てに用いら
れている程度で、有効に再利用されているとは言い難
い。
のような廃棄物の一つであるが、従来は例えばフライア
ッシュとしてコンクリート組成物の混和材料として数％
混和して使用されるか、直接埋立地の埋め立てに用いら
れている程度で、有効に再利用されているとは言い難
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、石炭火力発電所、とくに加圧流動床燃焼発電方式
を稼働した結果生じる石炭灰を大量に有効利用すること
である。
的は、石炭火力発電所、とくに加圧流動床燃焼発電方式
を稼働した結果生じる石炭灰を大量に有効利用すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、加圧流動
床燃焼発電方式を採用した石炭火力発電所から排出され
た石炭灰が、意外にもセメント、細骨材および粗骨材の
代替材料になり得るという驚くべき事実を見いだし、本
発明を完成することができた。すなわち本発明は、下記
に定義されるＰＦＢＣ灰を含有してなるコンクリート組
成物を提供するものである。 ＰＦＢＣ灰：加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合
体を導入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させる
ステップを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた
際、燃焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散
する灰を捕集し、これにより得られた灰をＰＦＢＣ灰と
定義する。
床燃焼発電方式を採用した石炭火力発電所から排出され
た石炭灰が、意外にもセメント、細骨材および粗骨材の
代替材料になり得るという驚くべき事実を見いだし、本
発明を完成することができた。すなわち本発明は、下記
に定義されるＰＦＢＣ灰を含有してなるコンクリート組
成物を提供するものである。 ＰＦＢＣ灰：加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合
体を導入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させる
ステップを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた
際、燃焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散
する灰を捕集し、これにより得られた灰をＰＦＢＣ灰と
定義する。
【０００６】また本発明は、ＰＦＢＣ灰が、とくに下記
の灰である前記のコンクリート組成物を提供するもので
ある。加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を導
入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させるステッ
プを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた際、燃
焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散する灰
を、平均粒径１０〜４０μmとなるように捕集した灰。
の灰である前記のコンクリート組成物を提供するもので
ある。加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を導
入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させるステッ
プを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた際、燃
焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散する灰
を、平均粒径１０〜４０μmとなるように捕集した灰。
【０００７】また本発明は、コンクリート組成物が、Ｐ
ＦＢＣ灰、セメント、細骨材および粗骨材を含む前記の
コンクリート組成物を提供するものである。
ＦＢＣ灰、セメント、細骨材および粗骨材を含む前記の
コンクリート組成物を提供するものである。
【０００８】さらに本発明は、コンクリート組成物が、
ＰＦＢＣ灰、セメントおよび細骨材を含む前記のコンク
リート組成物を提供するものである。
ＰＦＢＣ灰、セメントおよび細骨材を含む前記のコンク
リート組成物を提供するものである。
【０００９】さらにまた本発明は、各種混和材（剤）を
さらに含む前記のコンクリート組成物を提供するもので
ある。
さらに含む前記のコンクリート組成物を提供するもので
ある。
【００１０】また本発明は、コンクリート組成物に対
し、ＰＦＢＣ灰が６０重量％以下配合される前記のコン
クリート組成物を提供するものである。
し、ＰＦＢＣ灰が６０重量％以下配合される前記のコン
クリート組成物を提供するものである。
【００１１】さらに本発明は、ＰＦＢＣ灰のブレーン比
表面積が１０００cm2／g以上である前記のコンクリート
組成物を提供するものである。
表面積が１０００cm2／g以上である前記のコンクリート
組成物を提供するものである。
【００１２】さらにまた本発明は、石炭と石灰石との混
合体の燃焼温度が、７００〜９５０℃である前記のコン
クリート組成物を提供するものである。
合体の燃焼温度が、７００〜９５０℃である前記のコン
クリート組成物を提供するものである。
【００１３】また本発明は、ボイラ内の圧力が４〜１８
kg／m2である前記のコンクリート組成物を提供するもの
である。
kg／m2である前記のコンクリート組成物を提供するもの
である。
【００１４】さらに本発明は、ボイラ排ガス内の酸素濃
度が１．５〜８．０％である前記のコンクリート組成物
を提供するものである。
度が１．５〜８．０％である前記のコンクリート組成物
を提供するものである。
【００１５】さらにまた本発明は、下記に定義されるＢ
Ｍ灰をさらに含有してなる前記のコンクリート組成物を
提供するものである。 ＢＭ灰：加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を
導入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させるステ
ップを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた際、
燃焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散せ
ず、前記ボイラの底部から収集可能な灰をＢＭ灰と定義
する。
Ｍ灰をさらに含有してなる前記のコンクリート組成物を
提供するものである。 ＢＭ灰：加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を
導入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させるステ
ップを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた際、
燃焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散せ
ず、前記ボイラの底部から収集可能な灰をＢＭ灰と定義
する。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、加圧流動床燃焼発電方
式を採用した石炭火力発電所から排出されたＰＦＢＣ灰
（ＰＦＢＣとはPressurized Fluidized Bed Combustion
の略号である）を使用する。加圧流動床燃焼発電方式
は、加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を導入
し、該混合体を流動層化させて燃焼させるステップを備
えている発電方式である。なお、燃焼により発生した熱
は流動床内伝熱管により蒸気として回収し蒸気タービン
発電機を駆動し、一方、まだ充分に圧力および温度の高
いボイラからの排ガスは、集じん装置により脱じんされ
たのち、ガスタービン発電機を駆動させる。この方式
は、日本国内や諸外国で、実施あるいは試験されてお
り、すでに知られているものである。
式を採用した石炭火力発電所から排出されたＰＦＢＣ灰
（ＰＦＢＣとはPressurized Fluidized Bed Combustion
の略号である）を使用する。加圧流動床燃焼発電方式
は、加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を導入
し、該混合体を流動層化させて燃焼させるステップを備
えている発電方式である。なお、燃焼により発生した熱
は流動床内伝熱管により蒸気として回収し蒸気タービン
発電機を駆動し、一方、まだ充分に圧力および温度の高
いボイラからの排ガスは、集じん装置により脱じんされ
たのち、ガスタービン発電機を駆動させる。この方式
は、日本国内や諸外国で、実施あるいは試験されてお
り、すでに知られているものである。
【００１７】加圧流動床燃焼発電方式について、さらに
図１を参照して説明する。図１は加圧流動床燃焼発電方
式を説明するための図である。加圧流動床燃焼発電方式
では、圧力容器１内に流動床ボイラ２、集じん装置（サ
イクロン）３が設けられている。圧力容器１内は、加圧
空気の導入により加圧状態となっている。まず、石炭お
よび石灰石が流動床ボイラ２に導入される。流動床ボイ
ラ２内も加圧されて酸素密度が増加した状態になってい
る。石炭および石灰石の燃焼により生じた燃焼ガスは、
流動床ボイラ２を上昇し、集じん装置３を通過し、ここ
でＰＦＢＣ灰が捕集され排出口４から排出される。さら
に集じん装置３を通過した燃焼ガスは、圧力容器１の外
部に進み、高性能脱じん装置５を通過し、ここでもＰＦ
ＢＣ灰が捕集され排出口６から排出される。ＰＦＢＣ灰
が除去された燃焼ガスは、ガスタービンを駆動させ、脱
硝されたのち大気中に排出される。本発明ではこのよう
にして得られたＰＦＢＣ灰を利用するものである。
図１を参照して説明する。図１は加圧流動床燃焼発電方
式を説明するための図である。加圧流動床燃焼発電方式
では、圧力容器１内に流動床ボイラ２、集じん装置（サ
イクロン）３が設けられている。圧力容器１内は、加圧
空気の導入により加圧状態となっている。まず、石炭お
よび石灰石が流動床ボイラ２に導入される。流動床ボイ
ラ２内も加圧されて酸素密度が増加した状態になってい
る。石炭および石灰石の燃焼により生じた燃焼ガスは、
流動床ボイラ２を上昇し、集じん装置３を通過し、ここ
でＰＦＢＣ灰が捕集され排出口４から排出される。さら
に集じん装置３を通過した燃焼ガスは、圧力容器１の外
部に進み、高性能脱じん装置５を通過し、ここでもＰＦ
ＢＣ灰が捕集され排出口６から排出される。ＰＦＢＣ灰
が除去された燃焼ガスは、ガスタービンを駆動させ、脱
硝されたのち大気中に排出される。本発明ではこのよう
にして得られたＰＦＢＣ灰を利用するものである。
【００１８】また図２は加圧流動床燃焼発電方式の別の
態様を説明するための図である。圧力容器１および流動
床ボイラ２の構成および条件は、図１の態様と同じであ
る。図２では、石炭および石灰石の燃焼により生じた燃
焼ガスは、流動床ボイラ２を上昇し、集じん装置３を通
過し、ここで１次サイクロン灰が捕集される。この１次
サイクロン灰は上記のようにＰＦＢＣ灰として利用で
き、その平均粒径は、１０〜４０μmである（例えば４
５μmのフィルタ通過分が５０％以上）。続いて集じん
装置３を通過した燃焼ガスは、さらに別の集じん装置３
０を通過し、ここで２次サイクロン灰が捕集される（平
均粒径は２〜３μmである）。次に燃焼ガスは、圧力容
器１の外部に進み、ガスタービンを駆動させ、脱硝され
たのち大気中に排出される。図２の態様においては、高
性能脱じん装置５は存在しない。なお、本発明では２次
サイクロン灰もＰＦＢＣ灰として利用できるが、捕集量
が少ないため本発明のコンクリート組成物のセメントお
よび細骨材に対する代替性を考慮すると、１次サイクロ
ン灰を主体としての使用が好ましい。
態様を説明するための図である。圧力容器１および流動
床ボイラ２の構成および条件は、図１の態様と同じであ
る。図２では、石炭および石灰石の燃焼により生じた燃
焼ガスは、流動床ボイラ２を上昇し、集じん装置３を通
過し、ここで１次サイクロン灰が捕集される。この１次
サイクロン灰は上記のようにＰＦＢＣ灰として利用で
き、その平均粒径は、１０〜４０μmである（例えば４
５μmのフィルタ通過分が５０％以上）。続いて集じん
装置３を通過した燃焼ガスは、さらに別の集じん装置３
０を通過し、ここで２次サイクロン灰が捕集される（平
均粒径は２〜３μmである）。次に燃焼ガスは、圧力容
器１の外部に進み、ガスタービンを駆動させ、脱硝され
たのち大気中に排出される。図２の態様においては、高
性能脱じん装置５は存在しない。なお、本発明では２次
サイクロン灰もＰＦＢＣ灰として利用できるが、捕集量
が少ないため本発明のコンクリート組成物のセメントお
よび細骨材に対する代替性を考慮すると、１次サイクロ
ン灰を主体としての使用が好ましい。
【００１９】図３は、加圧流動床燃焼発電方式のさらに
別の態様を説明するための図である。圧力容器１および
流動床ボイラ２の構成および条件は、図１の態様と同じ
である。図３では、石炭および石灰石の燃焼により生じ
た燃焼ガスは、流動床ボイラ２を上昇し、灰循環装置３
１（循環型サイクロン）を通過する。循環型サイクロン
で捕集された灰分は、再度流動床ボイラ２に戻される。
燃焼ガスとともに循環型サイクロンを通過した灰は、高
性能脱じん装置５を通過し、ここでＰＦＢＣ灰が捕集さ
れ排出口６から排出される。ＰＦＢＣ灰が除去された燃
焼ガスは、ガスタービンを駆動させ、脱硝されたのち大
気中に排出される。図３の態様により得られたＰＦＢＣ
灰の平均粒径は、例えば１０〜３０μmである。
別の態様を説明するための図である。圧力容器１および
流動床ボイラ２の構成および条件は、図１の態様と同じ
である。図３では、石炭および石灰石の燃焼により生じ
た燃焼ガスは、流動床ボイラ２を上昇し、灰循環装置３
１（循環型サイクロン）を通過する。循環型サイクロン
で捕集された灰分は、再度流動床ボイラ２に戻される。
燃焼ガスとともに循環型サイクロンを通過した灰は、高
性能脱じん装置５を通過し、ここでＰＦＢＣ灰が捕集さ
れ排出口６から排出される。ＰＦＢＣ灰が除去された燃
焼ガスは、ガスタービンを駆動させ、脱硝されたのち大
気中に排出される。図３の態様により得られたＰＦＢＣ
灰の平均粒径は、例えば１０〜３０μmである。
【００２０】なお、流動床ボイラ２の底部からは、飛散
しない灰（以下、ＢＭ灰という）が排出される。ＰＦＢ
Ｃ灰とＢＭ灰の違いは、前者が燃焼ガスとともに飛散し
て上昇し流動床ボイラ外部に進むものであるのに対し、
後者が燃焼ガスとともに飛散せずに流動床ボイラの底部
から取り出し可能であることにある。ＢＭ灰が流動床ボ
イラの底部から取り出し可能であるのは、ＢＭ灰がおよ
そ３００μm以上の粒子であり、且つ平均粒径が１mm程
度にも及ぶためと考えられる。
しない灰（以下、ＢＭ灰という）が排出される。ＰＦＢ
Ｃ灰とＢＭ灰の違いは、前者が燃焼ガスとともに飛散し
て上昇し流動床ボイラ外部に進むものであるのに対し、
後者が燃焼ガスとともに飛散せずに流動床ボイラの底部
から取り出し可能であることにある。ＢＭ灰が流動床ボ
イラの底部から取り出し可能であるのは、ＢＭ灰がおよ
そ３００μm以上の粒子であり、且つ平均粒径が１mm程
度にも及ぶためと考えられる。
【００２１】加圧流動床燃焼発電方式は、上記のように
流動床ボイラ２を加圧し、しかも石炭および石灰石を流
動層化させているため、微粉石炭を空気と一緒に炉内に
吹き込み大気圧下で燃焼させる従来型微粉炭焚発電方式
に比べ、燃焼温度を低くすることができるということに
特徴を有している。したがって、排出されるＰＦＢＣ灰
の性質も従来のものとは顕著に異なり、ＰＦＢＣ灰自体
に水硬性を有し、とくにコンクリート組成物に導入した
場合にセメントおよび細骨材の代替材料になり得るとい
う特筆すべき効果を奏するものである。
流動床ボイラ２を加圧し、しかも石炭および石灰石を流
動層化させているため、微粉石炭を空気と一緒に炉内に
吹き込み大気圧下で燃焼させる従来型微粉炭焚発電方式
に比べ、燃焼温度を低くすることができるということに
特徴を有している。したがって、排出されるＰＦＢＣ灰
の性質も従来のものとは顕著に異なり、ＰＦＢＣ灰自体
に水硬性を有し、とくにコンクリート組成物に導入した
場合にセメントおよび細骨材の代替材料になり得るとい
う特筆すべき効果を奏するものである。
【００２２】本発明に好適なＰＦＢＣ灰を得るために
は、流動床ボイラ２内の圧力を４〜１８kg／m2、好まし
くは５〜１５kg／m2に設定するのがよい。また、流動床
ボイラ２内の燃焼温度は７００〜９５０℃、好ましくは
８３０〜８８０℃がよい。さらに石炭および石灰石の燃
焼により生じた燃焼ガスの酸素濃度は１．５〜８．０
％、好ましくは２．５〜７．０％がよい。
は、流動床ボイラ２内の圧力を４〜１８kg／m2、好まし
くは５〜１５kg／m2に設定するのがよい。また、流動床
ボイラ２内の燃焼温度は７００〜９５０℃、好ましくは
８３０〜８８０℃がよい。さらに石炭および石灰石の燃
焼により生じた燃焼ガスの酸素濃度は１．５〜８．０
％、好ましくは２．５〜７．０％がよい。
【００２３】石炭および石灰石の燃焼において、両者の
燃焼比率は本発明ではとくに制限するものではないが、
例えば重量比で５０：１〜５０：７である。石炭および
石灰石の粒度は、例えば６mm以下、好ましくは５mm以下
がよい。
燃焼比率は本発明ではとくに制限するものではないが、
例えば重量比で５０：１〜５０：７である。石炭および
石灰石の粒度は、例えば６mm以下、好ましくは５mm以下
がよい。
【００２４】ＰＦＢＣ灰のサイズは、その最大寸法が３
００μm、好ましくは２５０μm、さらに好ましくはＰＦ
ＢＣ灰のサイズの範囲が１０〜２５０μmであるのがよ
い。ＰＦＢＣ灰は、従来から知られるサイクロンやセラ
ミックチューブフィルタで捕集することができる。
００μm、好ましくは２５０μm、さらに好ましくはＰＦ
ＢＣ灰のサイズの範囲が１０〜２５０μmであるのがよ
い。ＰＦＢＣ灰は、従来から知られるサイクロンやセラ
ミックチューブフィルタで捕集することができる。
【００２５】このようにして得られるＰＦＢＣ灰は、不
定形であり、灰の比表面積が非常に増大している。例え
ばブレーン比表面積は、１０００cm2／g以上（好ましい
ブレーン比表面積は、２０００〜１００００cm2／g）に
もなる。
定形であり、灰の比表面積が非常に増大している。例え
ばブレーン比表面積は、１０００cm2／g以上（好ましい
ブレーン比表面積は、２０００〜１００００cm2／g）に
もなる。
【００２６】ＰＦＢＣ灰は、セメントおよび細骨材の代
替材料としてコンクリート組成物中に導入することがで
きる。本発明でいうコンクリート組成物とは、セメン
ト、細骨材および粗骨材を含む一般的にいうコンクリー
トのほか、モルタル、レディーミクストコンクリートお
よびコンクリートの各種製品を含むものとする。ＰＦＢ
Ｃ灰の配合量は、コンクリート製品の用途等に応じて適
宜決定すべきものであるが、一般的にはコンクリート組
成物に対し、６０重量％以下、好ましくは３０重量％以
下がよい。ＰＦＢＣ灰は、コンクリート組成物中のセメ
ントのおよそ５０重量％を代替することができる。本発
明のコンクリート組成物は、ＰＦＢＣ灰を配合すること
以外は、従来のコンクリート組成物と同じ配合率を採用
することができる。使用するセメントも用途に応じて各
種セメントを採用でき、例えば普通セメント、早強セメ
ント、中庸熱セメント等が挙げられる。またコンクリー
ト組成物の他の原料、例えば細骨材、粗骨材、混和材料
等も適宜選択して使用することができる。さらに水セメ
ント比もとくに制限されず、適宜選択可能である。
替材料としてコンクリート組成物中に導入することがで
きる。本発明でいうコンクリート組成物とは、セメン
ト、細骨材および粗骨材を含む一般的にいうコンクリー
トのほか、モルタル、レディーミクストコンクリートお
よびコンクリートの各種製品を含むものとする。ＰＦＢ
Ｃ灰の配合量は、コンクリート製品の用途等に応じて適
宜決定すべきものであるが、一般的にはコンクリート組
成物に対し、６０重量％以下、好ましくは３０重量％以
下がよい。ＰＦＢＣ灰は、コンクリート組成物中のセメ
ントのおよそ５０重量％を代替することができる。本発
明のコンクリート組成物は、ＰＦＢＣ灰を配合すること
以外は、従来のコンクリート組成物と同じ配合率を採用
することができる。使用するセメントも用途に応じて各
種セメントを採用でき、例えば普通セメント、早強セメ
ント、中庸熱セメント等が挙げられる。またコンクリー
ト組成物の他の原料、例えば細骨材、粗骨材、混和材料
等も適宜選択して使用することができる。さらに水セメ
ント比もとくに制限されず、適宜選択可能である。
【００２７】また本発明のコンクリート組成物は、各種
混和材（剤）を必要に応じて使用することもできる。
混和材（剤）を必要に応じて使用することもできる。
【００２８】また、上記のＢＭ灰も本発明のコンクリー
ト組成物に使用することができる。ＢＭ灰は、細骨材の
一部または全部として利用可能である。ＢＭ灰も従来は
廃棄されていたものであるので、コンクリート組成物に
使用すれば、環境上有利である。ＢＭ灰の配合割合は、
コンクリート組成物に対して０〜８０重量％、好ましく
は１〜６０重量％である。ＢＭ灰を使用する場合は、あ
らかじめＢＭ灰に水を加え水和反応させておくのがよ
い。
ト組成物に使用することができる。ＢＭ灰は、細骨材の
一部または全部として利用可能である。ＢＭ灰も従来は
廃棄されていたものであるので、コンクリート組成物に
使用すれば、環境上有利である。ＢＭ灰の配合割合は、
コンクリート組成物に対して０〜８０重量％、好ましく
は１〜６０重量％である。ＢＭ灰を使用する場合は、あ
らかじめＢＭ灰に水を加え水和反応させておくのがよ
い。
【００２９】
【作用】ＰＦＢＣ灰がなぜセメントの代替になり得るの
か、現時点では明らかにされなかったが、本発明者らは
次のように考えている。またＰＦＢＣ灰はセメントと異
なり次のような特徴を有する。 ＰＦＢＣ灰は、加圧下にあるため、焼成過程におい
て残存ＣａＯはほとんどＣａＣＯ3の形態に再炭酸化さ
れている。そのため、水と接触した場合の硬化が緩慢に
行われ、発熱が少なくハンドリング性に優れたものとな
る。 ＰＦＢＣ灰はＣａ成分、Ｓｉ成分およびＡｌ成分が
結合していること。従来のフライアッシュ等のＳｉ成分
およびＡｌ成分は、セメント中のＣａ成分と固相で結合
するため親和性に乏しかったが、ＰＦＢＣ灰はＣａ成
分、Ｓｉ成分およびＡｌ成分がすでに焼成結合した状態
にあるため、セメントの主成分であるエーライト、ビー
ライト、アルミネート相、フェライト相および石膏と同
等なものになっている。したがってセメントとの親和性
に優れ、セメントの代替材となり得る。 ＰＦＢＣ灰が不定形であり、灰の比表面積が非常に
増大していること。微粉石炭を空気と一緒に炉内に吹き
込み大気圧下で燃焼させる従来型微粉炭焚発電方式は、
石炭を１４００〜１５００℃という高温で燃焼するため
灰粒子の形状が球形になるが、本発明のＰＦＢＣ灰の粒
子形状は、不定形であり比表面積が非常に増大してい
る。比表面積の増大はコンクリートの強度発現に寄与す
る。ＰＦＢＣ灰の粒子形状が不定形になる理由は、石炭
および石灰石を、酸素密度が増加した状態で、しかも比
較的低温で流動化させて燃焼しているからと思われる。
か、現時点では明らかにされなかったが、本発明者らは
次のように考えている。またＰＦＢＣ灰はセメントと異
なり次のような特徴を有する。 ＰＦＢＣ灰は、加圧下にあるため、焼成過程におい
て残存ＣａＯはほとんどＣａＣＯ3の形態に再炭酸化さ
れている。そのため、水と接触した場合の硬化が緩慢に
行われ、発熱が少なくハンドリング性に優れたものとな
る。 ＰＦＢＣ灰はＣａ成分、Ｓｉ成分およびＡｌ成分が
結合していること。従来のフライアッシュ等のＳｉ成分
およびＡｌ成分は、セメント中のＣａ成分と固相で結合
するため親和性に乏しかったが、ＰＦＢＣ灰はＣａ成
分、Ｓｉ成分およびＡｌ成分がすでに焼成結合した状態
にあるため、セメントの主成分であるエーライト、ビー
ライト、アルミネート相、フェライト相および石膏と同
等なものになっている。したがってセメントとの親和性
に優れ、セメントの代替材となり得る。 ＰＦＢＣ灰が不定形であり、灰の比表面積が非常に
増大していること。微粉石炭を空気と一緒に炉内に吹き
込み大気圧下で燃焼させる従来型微粉炭焚発電方式は、
石炭を１４００〜１５００℃という高温で燃焼するため
灰粒子の形状が球形になるが、本発明のＰＦＢＣ灰の粒
子形状は、不定形であり比表面積が非常に増大してい
る。比表面積の増大はコンクリートの強度発現に寄与す
る。ＰＦＢＣ灰の粒子形状が不定形になる理由は、石炭
および石灰石を、酸素密度が増加した状態で、しかも比
較的低温で流動化させて燃焼しているからと思われる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明す
る。本発明の実施例で使用したＰＦＢＣ灰は、図１に概
略的に示される装置により得られたものである。具体的
条件を以下に示す。 使用ボイラ： 電源開発株式会社若松総合事業所加圧流
動床燃焼発電方式ボイラ 電気出力： ７万１千キロワット ボイラ内圧力： ６〜１０kg／m2 ボイラ内燃焼温度： ８３０〜８６０℃ 石炭および石灰石の燃焼比率（重量比）： ２５：１ 石炭および石灰石の粒度： 石炭６mm以下、石灰石５mm
以下 燃焼ガス酸素濃度： ２．５〜６．７％
る。本発明の実施例で使用したＰＦＢＣ灰は、図１に概
略的に示される装置により得られたものである。具体的
条件を以下に示す。 使用ボイラ： 電源開発株式会社若松総合事業所加圧流
動床燃焼発電方式ボイラ 電気出力： ７万１千キロワット ボイラ内圧力： ６〜１０kg／m2 ボイラ内燃焼温度： ８３０〜８６０℃ 石炭および石灰石の燃焼比率（重量比）： ２５：１ 石炭および石灰石の粒度： 石炭６mm以下、石灰石５mm
以下 燃焼ガス酸素濃度： ２．５〜６．７％
【００３１】ＰＦＢＣ灰は、サイクロン（集じん装置）
およびセラミックチューブフィルタ（高性能脱じん装
置）で捕集された。得られたＰＦＢＣ灰のサイズは、そ
の平均粒径が２０〜３０μmであった。また得られたＰ
ＦＢＣ灰を電子顕微鏡で観察したところ、その形状が不
定形であることが確認された。
およびセラミックチューブフィルタ（高性能脱じん装
置）で捕集された。得られたＰＦＢＣ灰のサイズは、そ
の平均粒径が２０〜３０μmであった。また得られたＰ
ＦＢＣ灰を電子顕微鏡で観察したところ、その形状が不
定形であることが確認された。
【００３２】また、実施例においてンクリート組成物を
製造するために使用した各種原料を以下に示す。 セメント：普通ポルトランドセメント 粗骨材：福岡県産、砕石（１３０５、２００５）表乾比
重２．７０、最大寸法１３mm、Ｎｏ．１３および１４は
最大寸法２０mm 細骨材：福岡県産川砂、表乾比重２．５８ ＢＭ灰：平均寸法１mm 混和剤：高性能減水剤
製造するために使用した各種原料を以下に示す。 セメント：普通ポルトランドセメント 粗骨材：福岡県産、砕石（１３０５、２００５）表乾比
重２．７０、最大寸法１３mm、Ｎｏ．１３および１４は
最大寸法２０mm 細骨材：福岡県産川砂、表乾比重２．５８ ＢＭ灰：平均寸法１mm 混和剤：高性能減水剤
【００３３】（例１〜７）下記表１に示される配合率で
コンクリート組成物を製造し、ＪＩＳ Ａ１１０８に準
拠して圧縮強度を測定した。養生条件としては、蒸気養
生（前置き２時間→昇温２０℃／時→最高温度６５℃２
時間保持→自然放冷）とした。なお表中、Ｗは水、Ｃは
セメント、ＰはＰＦＢＣ灰の重量をそれぞれ示す。結果
を表２に示す。
コンクリート組成物を製造し、ＪＩＳ Ａ１１０８に準
拠して圧縮強度を測定した。養生条件としては、蒸気養
生（前置き２時間→昇温２０℃／時→最高温度６５℃２
時間保持→自然放冷）とした。なお表中、Ｗは水、Ｃは
セメント、ＰはＰＦＢＣ灰の重量をそれぞれ示す。結果
を表２に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】（例８〜１０）下記表３に示される配合率
でコンクリート組成物を製造し、例１〜７と同様に圧縮
強度を測定した。結果を表４に示す。
でコンクリート組成物を製造し、例１〜７と同様に圧縮
強度を測定した。結果を表４に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】（例１１〜例１８）下記表５に示される配
合率でコンクリート組成物を製造し、例１〜７と同様に
圧縮強度を測定した。結果を表６に示す。なお、Ｎｏ．
１２〜１７は標準養生とした。
合率でコンクリート組成物を製造し、例１〜７と同様に
圧縮強度を測定した。結果を表６に示す。なお、Ｎｏ．
１２〜１７は標準養生とした。
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】上記の表の結果から、本発明のコンクリー
ト組成物は実用上充分な圧縮強度を有することが分か
る。また、ＢＭ灰を細骨材および粗骨材の全部または一
部に代替しても（Ｎｏ．８〜１０）、得られるコンクリ
ートの強度に大差がなく、実用上充分であることが分か
る。さらに本発明のコンクリート組成物はモルタルであ
っても実用上充分な圧縮強度を有し（Ｎｏ．１１および
１２）、細骨材または粗骨材の配合量を減らしても、そ
の強度に影響を及ぼさないことが分かる。
ト組成物は実用上充分な圧縮強度を有することが分か
る。また、ＢＭ灰を細骨材および粗骨材の全部または一
部に代替しても（Ｎｏ．８〜１０）、得られるコンクリ
ートの強度に大差がなく、実用上充分であることが分か
る。さらに本発明のコンクリート組成物はモルタルであ
っても実用上充分な圧縮強度を有し（Ｎｏ．１１および
１２）、細骨材または粗骨材の配合量を減らしても、そ
の強度に影響を及ぼさないことが分かる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、石炭火力発電所、とく
に加圧流動床燃焼発電方式を稼働した結果生じるＰＦＢ
Ｃ灰が、コンクリート組成物のセメントの代替材料とし
て使用可能であることが見いだされ、従来そのほとんど
が廃棄されていたＰＦＢＣ灰を有効利用することができ
る。本発明により得られるコンクリート組成物は、コン
クリート平板、階段ブロック、境界ブロック、インター
ロッキングブロック、Ｌ型擁壁、コンクリート積みブロ
ック、皿型ブロック、プレキャストコンクリート、消波
ブロック、魚礁ブロック等の様々なコンクリート製品に
使用可能である。
に加圧流動床燃焼発電方式を稼働した結果生じるＰＦＢ
Ｃ灰が、コンクリート組成物のセメントの代替材料とし
て使用可能であることが見いだされ、従来そのほとんど
が廃棄されていたＰＦＢＣ灰を有効利用することができ
る。本発明により得られるコンクリート組成物は、コン
クリート平板、階段ブロック、境界ブロック、インター
ロッキングブロック、Ｌ型擁壁、コンクリート積みブロ
ック、皿型ブロック、プレキャストコンクリート、消波
ブロック、魚礁ブロック等の様々なコンクリート製品に
使用可能である。
【図１】加圧流動床燃焼発電方式を説明するための図で
ある。
ある。
【図２】加圧流動床燃焼発電方式の別の態様を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】加圧流動床燃焼発電方式の別の態様を説明する
ための図である。
ための図である。
１ 圧力容器 ２ 流動床ボイラ ３，３０ 集じん装置 ４，６ 排出口 ５ 高性能脱じん装置 ３１ 灰循環装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 孝 福岡県北九州市若松区柳崎町１番 電源開 発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者 鍋島 隆治 福岡県北九州市若松区青葉台南一丁目11番 ３号107
Claims (11)
- 【請求項１】 下記に定義されるＰＦＢＣ灰を含有して
なるコンクリート組成物。 ＰＦＢＣ灰：加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合
体を導入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させる
ステップを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた
際、燃焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散
する灰を捕集し、これにより得られた灰をＰＦＢＣ灰と
定義する。 - 【請求項２】 ＰＦＢＣ灰が、とくに下記の灰である請
求項１に記載のコンクリート組成物。 加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を導入し、
前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させるステップを有
する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた際、燃焼ガス
とともに前記ボイラの上部に向かって飛散する灰を、平
均粒径１０〜４０μmとなるように捕集した灰。 - 【請求項３】 コンクリート組成物が、ＰＦＢＣ灰、セ
メント、細骨材および粗骨材を含む請求項１または２に
記載のコンクリート組成物。 - 【請求項４】 コンクリート組成物が、ＰＦＢＣ灰、セ
メントおよび細骨材を含む請求項１または２に記載のコ
ンクリート組成物。 - 【請求項５】 各種混和材（剤）をさらに含む請求項３
または４に記載のコンクリート組成物。 - 【請求項６】 コンクリート組成物に対し、ＰＦＢＣ灰
が６０重量％以下配合される請求項１または２に記載の
コンクリート組成物。 - 【請求項７】 ＰＦＢＣ灰のブレーン比表面積が１００
０cm2／g以上である請求項１に記載のコンクリート組成
物。 - 【請求項８】 石炭と石灰石との混合体の燃焼温度が、
７００〜９５０℃である請求項１または２に記載のコン
クリート組成物。 - 【請求項９】 ボイラ内の圧力が４〜１８kg／m2である
請求項７に記載のコンクリート組成物。 - 【請求項１０】 ボイラ排ガス内の酸素濃度が１．５〜
８．０％である請求項１または２に記載のコンクリート
組成物。 - 【請求項１１】 下記に定義されるＢＭ灰をさらに含有
してなる請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のコ
ンクリート組成物。 ＢＭ灰：加圧したボイラ内に石炭と石灰石との混合体を
導入し、前記混合体を流動層化させ且つ燃焼させるステ
ップを有する加圧流動床燃焼発電方式を稼働させた際、
燃焼ガスとともに前記ボイラの上部に向かって飛散せ
ず、前記ボイラの底部から収集可能な灰をＢＭ灰と定義
する。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31052397A JPH11147747A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | コンクリート組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31052397A JPH11147747A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | コンクリート組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147747A true JPH11147747A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18006263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31052397A Pending JPH11147747A (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | コンクリート組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11147747A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248837A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Kyushu Electric Power Co Inc | チップ系混合物 |
| JP2006298679A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 超高強度繊維補強セメント組成物、超高強度繊維補強モルタル又はコンクリート、並びに超高強度セメント混和材 |
| JP2007238380A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | プレストレストコンクリート製品及びコンクリート構造物 |
| JP2009137826A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-25 | Makoto Ichitsubo | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2009137827A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-25 | Makoto Ichitsubo | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2009208986A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 無収縮セメント、及びそれを用いたセメントペースト、モルタル、コンクリート |
| JP2010173896A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2010173897A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2011195678A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び製造システム |
| KR101333294B1 (ko) * | 2011-11-08 | 2013-11-27 | 김재호 | 유동층 보일러 분진을 이용한 콘크리트 제조용 조성물 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP31052397A patent/JPH11147747A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006248837A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Kyushu Electric Power Co Inc | チップ系混合物 |
| JP2006298679A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 超高強度繊維補強セメント組成物、超高強度繊維補強モルタル又はコンクリート、並びに超高強度セメント混和材 |
| WO2006115004A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | 超高強度繊維補強セメント組成物、超高強度繊維補強モルタル又はコンクリート、並びに超高強度セメント混和材 |
| US7670425B2 (en) | 2005-04-18 | 2010-03-02 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Ultra high strength fiber-reinforced cement composition, ultra high strength fiber-reinforced mortar or concrete and ultra high strength cement additives |
| JP2007238380A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | プレストレストコンクリート製品及びコンクリート構造物 |
| JP2009137826A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-25 | Makoto Ichitsubo | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2009137827A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-25 | Makoto Ichitsubo | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2009208986A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 無収縮セメント、及びそれを用いたセメントペースト、モルタル、コンクリート |
| JP2010173896A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2010173897A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品 |
| JP2011195678A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び製造システム |
| KR101333294B1 (ko) * | 2011-11-08 | 2013-11-27 | 김재호 | 유동층 보일러 분진을 이용한 콘크리트 제조용 조성물 |
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| A02 | Decision of refusal |
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