JPH11278884A - 水硬性焼成物、水硬性組成物および水硬性焼成物の製造方法 - Google Patents

水硬性焼成物、水硬性組成物および水硬性焼成物の製造方法

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JPH11278884A
JPH11278884A JP10098439A JP9843998A JPH11278884A JP H11278884 A JPH11278884 A JP H11278884A JP 10098439 A JP10098439 A JP 10098439A JP 9843998 A JP9843998 A JP 9843998A JP H11278884 A JPH11278884 A JP H11278884A
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hydraulic
chlorine
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alkali
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JP10098439A
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Inventor
Shigeru Yokoyama
滋 横山
Yoshiaki Tsuchida
良明 土田
Taku Nakano
卓 中野
Tomonobu Ueyasu
知伸 上保
Tomohito Hiraishi
知仁 平石
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/243Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物を原料として製造された水硬性焼成物
であって、塩素含有量が0.1重量%以下でアルカリ含
有量も低減した水硬性焼成物、水硬性組成物、および、
水硬性焼成物の製造方法を提供する。 【解決手段】 都市ゴミ焼却灰および/または下水汚泥
焼却灰を原料としてなる焼成物であって、C3Aを10
〜40重量%、塩素を0.1重量%以下、およびC
2S、C3Sの少なくとも1種以上を含む水硬性焼成物
と、当該焼成物に石膏を混合した水硬性組成物、およ
び、当該焼成物中のアルカリ量が1〜2重量%になるよ
う、都市ゴミ焼却灰および/または下水汚泥焼却灰から
なる原料にアルカリ源または塩素源を添加して成分調整
した原料を、1200〜1450℃で焼成することを特
徴とする水硬性焼成物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ゴミ焼却灰、下
水汚泥焼却灰等の生活・産業廃棄物から製造された水硬
性焼成物とその利用に関する。
【0002】
【従来の技術】わが国では、 経済成長、 人口の都市部
への集中化に伴い、産業・生活廃棄物が急増している。
従来から、かかる廃棄物の大半は、焼却によって十分の
一程度に減容化し埋め立て処分されている。しかし、
最近では埋め立て処分場の残余容量が逼迫していること
から、新しい廃棄物処理方法の確立が緊急課題となって
いる。その方法の一つに、都市ゴミ焼却灰等を原料とし
てセメントを製造する方法が提案されている(特開平7
−165446号公報等)。この方法により製造された
セメントは、焼却灰等から主に由来する塩素(Cl)を
0.8〜1.2重量%程度含有するため、鉄筋コンクリ
ートに使用すると鉄筋の腐食が懸念され、セメント板、
無筋ブロック等の無筋の建設資材分野で利用されるに過
ぎなかった。
【0003】しかし、日々、多量に発生する廃棄物から
製造されるセメントの需給バランスを考慮すると、かか
るセメントは多量に消費できるものでなければならず、
具体的には、セメントの需要量の大きな鉄筋コンクリー
ト分野でも使用可能なセメントであることが望ましい。
【0004】現在、コンクリート中の鉄筋等の鋼材の腐
食予防として、日本工業規格(JIS A 5308)
や日本建築学会(JASS 5)では、コンクリート1
3中の塩素の重量(Clの重量)を0.3kg以下に
制限している。この塩素が全てセメントから由来すると
して、また単位セメント量を一般に用いられる300k
gとして計算すると、セメント中に許容される塩素量
は、0.1重量%以下が望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の廃棄
物を原料として製造されたセメントにおける上記問題を
解決したものであり、塩素量が0.1重量%以下でアル
カリ量も低減した水硬性焼成物、水硬性組成物、およ
び、水硬性焼成物の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
(1)都市ゴミ焼却灰および/または下水汚泥焼却灰を
原料としてなる焼成物であって、C3Aを10〜40重
量%、塩素を0.1重量%以下、およびC2S、C3Sの
少なくとも1種以上を含む水硬性焼成物を提供する。ま
た、(2)当該水硬性焼成物は、ブレーン比表面積が3
500〜5300cm2/gが好ましく、(3)当該水
硬性焼成物に、二水石膏、半水石膏または無水石膏の1
種以上をSO3換算で1.5〜7重量%混合してなる水
硬性組成物を提供する。更に、(4)当該水硬性焼成物
中のアルカリ量が1〜2重量%になるよう、都市ゴミ焼
却灰および/または下水汚泥焼却灰からなる原料にアル
カリ源または塩素源を添加して成分調整した原料を、1
200〜1450℃で焼成することを特徴とする水硬性
焼成物の製造方法を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に係る水硬性焼成物の原料
は、都市ゴミ焼却灰および/または下水汚泥焼却灰等の
焼却灰と、必要に応じて、下水汚泥に生石灰を添加した
下水汚泥乾粉、貝殻等の生活・産業廃棄物を10重量%
以上含有し、更に、石灰石粉、粘土、珪石、アルミ灰、
ボーキサイト、鉄等の普通ポルトランドセメントの製造
に使われている原料を適量混合して調整したものであ
る。
【0008】更に、本発明では、かかる廃棄物から主に
由来する塩素およびナトリウム、カリウム等のアルカリ
を、焼成工程で蒸気圧の低いアルカリ塩化物に変換して
揮発させて除去するため、アルカリ塩化物を生成するに
十分な量のアルカリ源または塩素源を添加して調整す
る。即ち、アルカリ量に比べ塩素量が過剰な原料に対し
てはアルカリ源を添加し、一方、塩素量に比べアルカリ
量が過剰な場合は塩素源を添加する。具体的には、焼成
工程でのアルカリの損失を考慮して、焼成物中のアルカ
リ量が1〜2重量%、好ましくは1〜1.5重量%にな
るように、原料にアルカリ源または塩素源を添加して調
整すると、焼成物中の塩素量は0.1重量%以下にな
る。ここでアルカリ量とは、ナトリウムはNa2Oに換
算し、カリウムはK2Oに換算した場合の、両者の合計
重量%をいう。焼成物中のアルカリ量が1重量%未満で
は、塩素が揮発しないで残る場合があり、かかる残存塩
素によりカルシウムクロロアルミネートが生成・混在
し、できた焼成物の凝結性状が変動しやすくなる。ま
た、焼成物中のアルカリ量が2重量%を超えると、これ
をコンクリートに使用した場合、アルカリ骨材反応等で
コンクリートの耐久性が低下する恐れがある。
【0009】本発明で使用できるアルカリ源として、例
えば、炭酸ナトリウムまたはアルカリ含有廃棄物が使用
でき、また、塩素源としては、例えば、塩化カルシウム
または塩化ビニル樹脂等の塩素含有廃棄物が使用でき
る。
【0010】かかる成分調整した原料を1200〜14
50℃で焼成すると、C3Aを10〜40重量%、塩素
を0.1重量%以下、およびC2S、C3Sの少なくとも
1種以上を含む水硬性焼成物が製造できる。焼成温度が
1200℃未満では、できた焼成物の水和活性が低くな
り、また、アルカリ塩化物の揮発が十分でなく、アルカ
リまたは塩素が残存する場合がある。一方、焼成温度が
1450℃を超えると、キルン内に溶融物が付着し安定
操業ができなくなる。
【0011】本発明の焼成物は、粉砕後に石膏を添加す
るか、または、石膏と共に粉砕する。焼成物の粉末度
は、ブレーン比表面積で3500〜5300cm2/g
が好ましい。ブレーン比表面積が3500cm2/g未
満では、水硬性が十分ではなく、短期および長期の強度
発現性が低い。また、5300cm2/gを超えても長
期の強度発現性の更なる向上はない。
【0012】また、石膏は、焼成物の凝結の調整および
強度増進の機能を担うものであり、二水石膏、半水石膏
または無水石膏の1種以上が使用できる。かかる石膏の
配合量はSO3換算で1.5〜7重量%が好ましい。
1.5重量%未満では、焼成物と石膏の混合物(水硬性
組成物)が、水と混練した際に凝結異常を起こす場合が
あり、7重量%を超えると、かかる組成物の硬化体が長
期にわたって膨張し、耐久性および寸法安定性が低下す
る場合がある。
【0013】上記の粉末度および石膏配合量に調整した
本発明に係る水硬性組成物は、JIS R 5210
「ポルトランドセメント」で規定する普通ポルトランド
セメントに類した凝結、安定性および圧縮強さ等の性状
を有し、しかも、塩素量が0.1重量%以下でアルカリ
量も低いため、普通ポルトランドセメントと同じ用途に
使用できる。
【0014】本発明の水硬性組成物は、普通ポルトラン
ドセメント、早強セメント等の公知のセメントや、スラ
グ、フライアッシュ、石灰石粉末、シリカヒューム等の
混和材を混合して使用することも可能である。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。なお、これら
は例示であり本発明を限定するものではない。
【0016】(製造例1)表1に示す乾燥した都市ゴミ
焼却灰(灰A)30.1重量%、石灰石粉66.3重量
%、粘土3.6重量%、ソーダ灰(炭酸ナトリウム9
9.6重量%含有;セントラル硝子社製)3.1重量%
を配合して成分調整した原料を、ロータリーキルンを用
いて1300〜1450℃で焼成した。得られたクリン
カは、縦型ミルでブレーン比表面積が3900cm2
gになるよう粉砕して水硬性焼成物を製造した。さら
に、半水石膏をSO3換算で2.1重量%添加・混合し
て水硬性組成物を製造した。なお、得られた水硬性焼成
物(焼成物A)の鉱物組成および水硬性組成物(組成物
A)の化学組成を、それぞれ表2および表3に示す。
【0017】(製造例2)表1に示す乾燥した都市ゴミ
焼却灰(灰B)44.8重量%、石灰石粉56.3重量
%、粘土4.7重量%、ソーダ灰(炭酸ナトリウム9
9.6重量%含有;セントラル硝子社製)2.4重量%
を配合して成分調整した原料を、ロータリーキルンを用
いて1200〜1350℃で焼成した。得られたクリン
カに、半水石膏をSO3算で2.2重量%添加して、
縦型ミルでブレーン比表面積が4900cm2/gにな
るよう粉砕して水硬性組成物を製造した。なお、製造し
たクリンカ(焼成物B)の鉱物組成および水硬性組成物
(組成物B)の化学組成を、それぞれ表2および表3に
示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】(試験例)組成物A、組成物B、および、
比較のために普通ポルトランドセメントの凝結および圧
縮強さをJIS R 5201「セメントの物理試験方
法」に従い試験した。試験結果を表4に示す。
【0022】
【表4】
【0023】表4から分かるように、本発明に係る水硬
性組成物(組成物AおよびB)の凝結および圧縮強さ
は、普通ポルトランドセメントに類した性状を有し、J
ISR 5210「ポルトランドセメント」で規定する
規格を満たすものである。しかも、共に塩素量が0.0
6重量%であり、アルカリ量もそれぞれ0.6および
0.8重量%と低いため、普通ポルトランドセメントと
同じ用途に使用可能である。
【0024】
【発明の効果】本発明の水硬性組成物は、塩素量、アル
カリ量共に低く、その性状は普通ポルトランドセメント
に類似するため、普通ポルトランドセメントと同じ用途
に使用できる。従って、本発明に係る水硬性焼成物の製
造方法は、廃棄物の資源化および有効利用を促進できる
と共に、有効な廃棄物処理方法を提供するという効果を
も有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上保 知伸 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内 (72)発明者 平石 知仁 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市ゴミ焼却灰および/または下水汚泥
    焼却灰を原料としてなる焼成物であって、C3Aを10
    〜40重量%、塩素を0.1重量%以下、およびC
    2S、C3Sの少なくとも1種以上を含む水硬性焼成物。
  2. 【請求項2】 ブレーン比表面積が3500〜5300
    cm2/gである請求項1に記載の水硬性焼成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の水硬性焼成物
    に、二水石膏、半水石膏または無水石膏の1種以上をS
    3換算で1.5〜7重量%混合してなる水硬性組成
    物。
  4. 【請求項4】 水硬性焼成物中のアルカリ量が1〜2重
    量%になるよう、都市ゴミ焼却灰および/または下水汚
    泥焼却灰からなる原料にアルカリ源または塩素源を添加
    して成分調整した原料を、1200〜1450℃で焼成
    することを特徴とする、請求項1または2に記載の水硬
    性焼成物の製造方法。
JP10098439A 1998-03-26 1998-03-26 水硬性焼成物、水硬性組成物および水硬性焼成物の製造方法 Pending JPH11278884A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342045A (ja) * 2000-05-29 2001-12-11 Taiheiyo Cement Corp セメントクリンカの製造方法
JP2003095710A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Taiheiyo Cement Corp 水硬性組成物
JP2006525217A (ja) * 2003-04-29 2006-11-09 ハント,ゲイリー セメント系材料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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