JPS5935860B2 - 人工球状骨材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は人工球状骨材の製造方法に関し、特にクリン
カアッシュを骨材の粒度の調整材として用いて細骨材ま
たは粗骨材を任意選択的かつ連続的に製造する方法に係
るものである。

最近、天然骨材特に川砂などの良好な骨材が不足し、こ
れを補うために安価で大量に入手出来る代替骨材の出現
が久しく望まれている。

ところで近年石油事情がひっ迫し、石炭がその有力な代
替燃料として再度注目されるようになって来たが、石炭
は燃焼後天が残り、そこでこの排出灰を上述の代替骨材
へ再利用することが最近検討されるようになって来た。

即ち、石炭火力発電を事例にあげると、その排出灰は大
別してＥＰ粉（電気収じん灰）を主とした約１００μ以
下程度のフライアッシュと、ボイラ下部法や節炭器等の
粗粒灰を主とした１００μ程度以上のものが大部分であ
るクリンカアッシュとに分類されるが、これらはいづれ
も大量で、その廃棄処分が大きな問題となっているのが
実情である。

現在、これらの中フライアッシュはその１部がセメント
用原料或いはフライアッシュセメント等として利用され
ているが、残りは廃棄されており、またクリンカアッシ
ュにいたってはほとんど利用されることなく略全部廃棄
処分しているのが現状である。

そこでこれらの廃棄物を原料として人工骨材を得ようと
各種の研究がこれまでもなされて来たが、造粒技術に各
種の問題点があって、いまだ満足すべき技術の確立には
至っていない。

即ち、排出灰を原料として人工骨材を成形する場合、従
来はフライアッシュを主原料とし、これに結合材として
のセメント、必要に応じ副主材を加え、これを水添転動
造粒する方法が最も一般的なものとされて来たが、造粒
過程で粒子核から一挙に粒径の犬なる粗骨材に成長し、
良好な粒度分布を有する細骨材の製造はきわめて困難で
、従ってフライアッシュを原料とした人工細骨材の製造
はこれまで不可能とみなされて来た。

一方、排出灰を主原料とする粗骨材製造をみても、従来
技術によると細骨材相当部分をかなり含むものとなって
有利に粗骨材が生成されなかったり、或いは極端に大き
な粒径をもった骨材が混在したものが出来て粒度分布の
面で実用性に著るしく欠けたものとなっていた。

こうしだ造粒過程での問題の解決のため、パン型ペレタ
イザとともに前調湿用パグミル又はミキサーを設置し、
これによって原料を予め調湿し造粒核の発生を容易とし
、かつ造粒時のスプレー水のコントロール巾を少な（す
ることが考えられていた。

しかしこの方法を採用すると、前調湿時と造粒時で水比
のバランスや、調湿方法がむずかしく実用的に大きな問
題が生じていた。

また、前調湿時ならびに造粒時にパグミル又はパン型造
粒機の各々に発生する固結の脱落による造粒過程の乱れ
も生じ、更に上記固結によるスクレーパ、レーキの摩耗
それに原因した固結の厚みの増大もきたし、このことば
造粒機の内容積を小さくし、ひいては造粒能力あるいは
造粒物の特性の低下をもたらすことが確認されている。

こうしたことで、これまでの各種の努力にも拘らず現在
までのところ造粒技術について大きな改善はなされず、
ここに抜本的な解決策の出現が望まれていた。

本願の発明者らは、従来のかかる技術課題の解決にむけ
て各種の実験を試みて来たものであるが、その結果骨材
原料に１〜８０重量％の範囲でりＩＪ Ｂンカアツシュ
を配合することによって上記の如き造粒過程での問題が
大幅に改善されることを見出したものである。

即ちこの発明は、フライアッシュとセメントの混合物に
、１〜８′０重量％のクリンカアッシュを得られる骨材
の粒度調整材として配合し、これを水添転動造粒するこ
とを特徴とする。

以下にこの発明の詳細な説明する。

この発明に用いるフライアッシュは、石炭燃焼の際排出
されるＥＰ粉を主とした約１００μ以下のもので、好ま
しくは更に細かい８８μ篩残分１０％以下のものがよい
。

ここに用いられるフライアッシュの１例を示せば第１表
の如くである。

またセメントは、普通セメント、早強セメント、超早強
セメント、白色セメント、ジェットセメント、アルミナ
セメント、中庸熱セメントの外に、高炉、シリカ、フラ
イアッシュその他の混合セメントが何んら制限なく使用
出来る。

上記のフライアッシュ、セメントの混合物に、クリンカ
アッシュを１〜８０重量％粒度調整幇として配合する。

この範囲内でクリンカアッシュを調整することによって
、得られる骨材はその大部分が粒径５ｍｍ以下の細骨材
或いは粒径５ｍｍ以上の粗骨材へと分別される。

即ち、クリンカアッシュの配合比を全原料の１０〜８０
％の範囲とすることによって良好な粒度分布の細骨材を
造粒することが出来、また１〜９％の範囲内にすること
によって５ｍｍｍｍ下の骨材を出来るだけ少なくした粗
骨材を効率よく造粒することが出来る。

なお、クリンカアッシュを１％未満とした場合は２０ｍ
ｖｔを超える大径の団塊が混在されて連続して骨材の造
粒は出来ず、また８０％を超えるとクリンカアッシュ単
味の骨材の物性に類似したものとなって、これを用いモ
ルタルとした場合セメントペーストと骨材とが分離する
ため実用に供し得ないものとなる。

発明者らはクリンカアッシュの配合比と得られる骨材の
粒径の関係についてこれまで種々の考察を試みて来たが
必ずしも十分に解明するに至っていない。

しかしながら、これまでの実験から確実にクリンカアッ
シュの配合比を高めていくに従ってクリンカアッシュを
中心としだ造粒核が多発する傾向のあることが確認され
た。

従って、本発明はとの現象を利用して所望に応じ細骨材
或いは粗骨材を主要にした骨材を連続的に造粒せんとし
たものである。

なお本発明において、上記のクリンカアッシュ以外の配
合物であるセメント、フライアッシュの配合比は、細骨
材或いは粗骨材で特に限定された範囲はなく、用途に応
じて種々に変更し得るが、全配合量内側で細骨材の場合
セメント１０〜３０％、フライアッシュ１０〜８０％、
粗骨材の場合同じく８〜３０％、６０〜９０％の範囲が
好適である。

細骨材、粗骨材いづれの場合もセメントが上記範囲の下
限未満であると得られる骨材の強度が不足し、また上限
を超えるとセメントの消費が多くなって骨材単価を引き
上げることになり、好ましくない。

上記の配合原料は、次にこれを水添転動造粒する。

ここに用いられる造粒機は、パン型ペレタイザ、ドラム
型造粒機その他公知の転勤造粒機が全て用いられる。

造粒された骨材は、その後通常の方法で養生され、さら
に必要に応じ選別して骨材として供給される。

以上本発明によるならば、石炭火力発電所などで廃棄物
として大量に発生するフライアッシュ、クリンカアッシ
ュに小量のセメントを結合剤として用い、高い強度を有
する骨材が細骨材、粗骨材リッチに任意に造粒出来るの
で、天然骨材に代る安価な骨材提供という要請に十分応
えることが出来るようになった。

しかもこの発明によれば、細骨材、粗骨材がクリンカア
ッシュの配合量を変えることによって区分けされて製造
可能となり、従来原料の前調湿に加えて造粒時の水比、
給水方式、造粒機の回転数、角度、原料投入位置等を厳
格にコントロールしてもなお満足すべき造粒が出来なか
ったのと対比すると、その技術は大幅に改善されたもの
ということが出来る。

ここで本発明の効果を要約して列挙すると次の通りであ
る。

゛（１）クリンカアッシュの添加量を変えるこ
とにより細骨材、粗骨材の各種粒度のものが自由に出来
る。

（２）前調湿工程が不要になり、前調湿機への固結の発
生の問題が一切生ぜず、保守が容易となった。

（３）クリンカアッシュを配合することにより粗骨材で
は点圧強度が高くなり、また細骨材ではモルタル強度が
上昇した。

（４）パン型ペレタイザー底部での固結の発生がなくな
り、製造及び品質が安定する。

（５）特殊な造粒技術を必要とせず、クリンカアッシュ
の添加量の調整のみで簡単に良品が得られるようになっ
た。

実施例 １ フライアッシュ、クリンカアッシュとして石炭火力発電
所で発生したものを使用した。

これらの中、フライアッシュの性状はすでに記した第１
表に示す通りであり、またクリンカアッシュについては
第２表に、またセメントについては第３表に示す。

上記配合原料を、直径７００ｍｒｎ、深さ１５０ｍｍの
パン型ペレタイザに連続的に投入しつつ水を約２０％散
水し細骨材の造粒を試みた。

造粒物は１日２０℃湿空養生後、６５℃２４時間蒸気養
生を行った。

結果は第４表の通りであった。なお、造粒骨材について
の容重、吸水率、粒度分布の各試験は、ＪＩＳ−Ａ−１
１３４、ＪＩＳ−Ａ−１１０２に準じて行った。

またクリンカアッシュを全く含まないものについても試
験を行ない同表に示した。

上表の扁２．５．７．９は、いづれも造粒中出来上った
粗粒物を取出し、これを手でもみほぐし細粒とし、再び
造粒機に投入し整粒したものである。

次に、ここで得られた細骨材強度を知るため、モルタル
試験を行った。

資料はセメント対造粒細骨材を１：２（重量比）とし、
フロー値が２５０±１０龍となるように水量を変化させ
て混練し、・ＪＩＳ−Ｒ−５２０１に準じて成形した。

これを２０℃１日湿空養生後、２０°Ｃの水中に養生し
強度試験に供した。

結果は第５表に示すとおりである。

第４表、第５表の結果から明らかなように、クリンカア
ツシュを含むものはフライアッシュとセメントだけのも
のよりも粒度分布は粗くなく、均一で良好な粒度分布と
なっており、またモルタルに験においても同一セメント
量でクリンカアツシュを配合することによってモルタル
強度が大幅に向上していることが判る。

実施例 ２ 実施例１と同様の原料を用い、実施例１と同様にして５
〜２０ｍｍ径の球状粗骨材の造粒を行った。

結果を第６表に示す。

（注）、 比重は造粒直後から７日間２０℃湿空養生（
相対湿度９０％以上）したものを、ＪＩＳ−Ａ−１１３
５に準じて試験 （注）２ 点圧強度は造粒直後から７日または２８日２
０°Ｃ湿空養生後、ペレットの上下から加圧し、破損時
の荷重をペレット球の中心を通る断面で除した値 組６表からも明らかなように、クリンカアツシュを１〜
９％配合したものは良好な粒度分布をもつた粗骨材とな
ることが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フライアッシュとセメントの混合物に、１〜８０重
   量％のクリンカアッシュを得られる骨材の粒度調整材と
   して配合し、これを水添転動造粒することを特徴とする
   人工骨材の製造方法。