JPS58199901A - 石炭灰と高炉スラグとを用いた路盤形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明丁、高炉水砕スラグを用いる路盤形成法に関し、
石炭灰を利用する方法に関する。

近時、石油供給不安や原子力開発の停滞などのエネルギ
ー情勢を反映して石炭が有望なエネルギー資源として見
直されているが、石炭は灰を大量に発生し、例えば石炭
焚の１’　０’　Ｏ万ＫＷの火力発電所では年間４０〜
５０万ｔの石炭灰が排出される。この石炭灰は一部はセ
メントに使用されているが大部分は産業廃棄物として埋
立処分されている。　　　　　　　＝ 石炭焚ボイラから発生する石炭灰は、電気集塵機で集塵
されるＢＰ灰約８５＊、ボイラ底からのクリンカーアッ
シュ約１０％、エコノマイザト空気予熱器からのシンダ
アッシュ約５％ノ割合テあり、ＥＰ灰とシンダアッシュ
はフライアッシュと呼ばれる。その化学的成分と物理的
性状を第１表、第２表に示す。

第１表　フライアッシュの化学成分 第２表　フライアッシュの物理的性質 石炭灰の主成分はガラス化したシリカとアルミナ酸化物
で、その成分は土砂とほとんど変らず、有効な利用先が
なく、膨大な発生量は、埋立による環境への影響だけで
なく、埋立地自体の確保が難１−＜、石灰利用を大きく
制約する条件となっている。

本発明ζ、この石炭灰な路盤材の高炉水砕スラグに添加
し“Ｃ路盤材に水硬性を附与する新たな利用方法を提供
することを目的とする。

□、。

高炉水砕スラグは、高炉スラグを急冷してガラス化させ
たもので、吹製時のスラグ温度、水量、水圧等によって
軟質軽量スラグと硬質重量スラグとに造り分けられる。

第３表は高炉水砕スラグの成分例、第４表はその物理的
性質を示す。

第３表　高炉水砕スラグの成分例 第４表　高炉水砕スラグの物理的性質 高炉水砕スラグは道路用路盤材としてその利用が注目さ
ｎている。高炉水砕スラグは水と混ぜても水利反応がほ
とんど進まず、水硬性を有しないが、アルカリ溶液で練
ると比較的短時間に水硬性を発９１−硬化することが知
られている。この性質を利用１−で、消石灰を１憾程度
添加した高炉水砕スラグが路盤材とｌ−でｊＩＦ用され
ている。

本発明者は、フライアッシュがアルカリ性であり、ｐＨ
１２を示すものもあることを見出し、高炉水砕スラグに
混入することにより高炉水砕スラグの水硬性発現に効果
があることを見出した。

人発明は上記知見に基づき完成されたもので、ぞの要曾
とするところは、路盤を形成するに当す、高炉水砕ステ
７１００重量部に対し石炭灰１乃至２０重量部を、あら
かじめ混合するかまたは該石炭灰をスラリーと１−で敷
均し時に前記高炉水砕スラグに添加して路盤材を調製し
、該路盤材の調湿、敷均し、締固めにニリ路盤を形成す
ることを％徴とする石炭灰と高炉水砕スラグとを用ハた
路盤形成法にある。

石炭灰は一般に球状をなし、その７０〜９０％はガラス
状で安定性が非常によいが、１−程度の水溶性物質を含
んでいる。これは、石炭中の鉱物質のうち、方解石（Ｃ
ａＣ０，）や苦灰石（ＣａＣＯｌ・ＭｇＣ０，）が１４
００〜１７００℃の温度にさらされて炭酸ガスを放出し
ＣａＯとなっていることが原因と考えられる。また石炭
燃焼に伴なう亜硫酸ガス対策として炉内脱硫のため脱硫
剤として石灰またはドロマイトが装入され、焼成によっ
てＣａＯとなる。脱硫に利用されずに残留したＣａＯは
７フイアツシユのｐＨを上昇させる。

石炭灰は、それ自身硬化性がなく、従来、路盤材として
利用されていなかったものである。

本発明による高炉水砕スラグと石炭灰とを混和１する方
法は、次のいずれでもよい。

第１法：　高炉水砕スラグに：り路盤を形成する際、高
炉水砕スラグを単味で敷き均して締固める時に、スラリ
ー化した石炭灰を水分調整用に散布する。この場合、敷
均しゃ締固め工程中て、スラリーを複数回に分けて散布
することが好ましいっこの方法は石炭灰の取扱い中に飛
散等の害を発生しない利点がある。

第２法：　あらかじめ若干の水分を含んだ高炉水砕スラ
グに石炭灰を混入し混練したものを路盤に敷き均し、散
水によって所定の水分に調整し、締固めを行なって路盤
を形成する。

上記２方法の何社の場合にも、高炉水砕スラグに混入す
る石炭灰の割合は、路盤をアルカリ性に保つことのでき
る量として、高炉水砕スラグ１００重量部に対して石炭
灰１重瞼部以上の添加が必要である。また、石炭灰添加
量が高炉水砕スラグ１００重量部に対し２０重量部を越
えると却って路盤の強度が低下し、微粒材料の増加によ
る路盤の水はけ性能の低下等、路盤性能の低下を来たす
こととなるので２０重量部を石炭灰添加量の上限とする
。

以上のようにして形成さ４た路盤は、施工後３〜４箇月
で初期硬化が得らｉ、安定した良好な路盤となる。

本発明方法による路盤硬化のしくみｔｒｉ次のように考
えられる。石炭灰を混入し適当な含水状態の高炉水砕ス
ラグで形成された路盤内はアルカリ性雰囲気に置かれる
こととなり、石炭灰や高炉水砕スラグのガラス構造を形
成しているＣ　−８ｉｎ４）の結合が切断される。その
ため、スラグ中のＣａＯやＭｇＯなどのアルカリ性物質
が溶出して雰囲気はアルカリ性に保たれ続ける。石炭灰
や高炉水砕スラグのガラス質は急冷して得られたものな
ので、内部に結晶化エネルギーを保存しており、反応性
に富むものである。そのため、溶出したＣａＯやＳｉｎ
。

が水和反応を起して、ＣａＯ−８ｉｎｌ−Ｈ，０系の水
和物が粒子間の結合材となって、路盤の硬化が進行する
と考えられる。

本発明方法により、産業廃棄物である石炭灰を有効利用
１７、高炉水砕スラグを材料とする路盤の圧縮強度を高
め、省資源を図ることができる。

また本発明方法の応用として、石炭灰を埋立処分する際
、水砕スラグを石炭灰に混合するかまたは層状に覆土し
、１０〜１５−の含水率となるように散水することによ
り、石炭灰堆積地盤を硬化し、地耐力を漏めると共に石
炭灰の飛散防止、流（支）防止等を図ることができる。

実施例 高炉水砕スラグと石炭灰（フライアッシュ）とを混合し
コア状に締め固め、９ヶ月彼に圧縮強度を調べた結果、
第５表の通りでめった。

第５表 第５表から、硬質水砕スラグ１００重量部に対し石炭灰
１重量部を加えた場合に消石灰１重量部を添加したと同
等の圧縮強度が得られ、石炭灰の増加と共に強度向上を
図ることができるが、２０重量部では乾燥密度も過大と
なや、含水比も増加し、圧縮強度は却って低下すること
が明らかである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　路盤を形成するに当り、高炉水砕スラグ１００重量
   部に対し石炭灰１乃至２０重量部を、あらかじめ混合す
   るかまたは該石炭灰をスラＩ７−として敷均し時に前記
   高炉水砕スラグに添加して路盤材を調製し、該路盤材を
   調湿、敷均し、締固めして路盤を形成することを特徴と
   する石炭灰と高炉水砕スラグとを用いた路盤形成法。