JPS5953227B2 - 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 - Google Patents
石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法Info
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- JPS5953227B2 JPS5953227B2 JP21452681A JP21452681A JPS5953227B2 JP S5953227 B2 JPS5953227 B2 JP S5953227B2 JP 21452681 A JP21452681 A JP 21452681A JP 21452681 A JP21452681 A JP 21452681A JP S5953227 B2 JPS5953227 B2 JP S5953227B2
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- Japan
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- coal ash
- gypsum
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- parts
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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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、石炭燃焼時に排出される石炭灰を主原料とし
て硬化体を製造する方法、詳しくは石炭灰に生石灰また
は／および消石灰、ならびに２水石こう、半水石こう、
または／および１１型無水石こうを添加してなる混合粉
体を海水とともに、または海水および少量のりん酸とと
もに常温にて混練し、常温養生によつて機械的強度が大
きい水和硬化体を製造する方法に関するものである。
て硬化体を製造する方法、詳しくは石炭灰に生石灰また
は／および消石灰、ならびに２水石こう、半水石こう、
または／および１１型無水石こうを添加してなる混合粉
体を海水とともに、または海水および少量のりん酸とと
もに常温にて混練し、常温養生によつて機械的強度が大
きい水和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となつており、
石炭エネルギーが１つの柱として積極的に推進されてい
る。石炭の大量消費に必要な石炭利用技術の実用化の課
題の１つとして、石炭燃焼時に発生する多量の石炭灰の
処理が重要な問題としてタローズアツプされている。石
炭燃焼時には通常、石炭使用量のほぼ１０〜２０重量％
の石炭灰が発生する。
油代替エネルギーの開発が国家的な課題となつており、
石炭エネルギーが１つの柱として積極的に推進されてい
る。石炭の大量消費に必要な石炭利用技術の実用化の課
題の１つとして、石炭燃焼時に発生する多量の石炭灰の
処理が重要な問題としてタローズアツプされている。石
炭燃焼時には通常、石炭使用量のほぼ１０〜２０重量％
の石炭灰が発生する。
従来我国においては、フライアツシユの１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
埋立地に処分されている。しかしながら、現在の方式７
による再利用だけでは将来の膨大なる石炭灰量に対応し
得るだけの需要量は期待できず、一方現行の石炭灰の粉
体の状態での埋立地などへの処分は環境規制の強化に伴
い灰処分地の確保が難しくなりつつあり、本格的な石炭
火力発電の稼動の際には現状の石炭灰の処分ならびに有
効利用方式によつて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確立
には、環境汚染がなくかつ出来るだけ再利用を志向する
ことが必須である。これは、国産資源に乏しく国土が狭
隘な我国においては、単なる投棄処分ではなく再利用が
資源ならびに国土の有効活用に寄与するためである。本
発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰を海面埋立もしくは土
地造成のために処分する際に早期土盤化を可能ならしめ
資源として大量に活用すべく、石炭灰を原料として圧縮
強度の大きい土盤状硬化体を製造することを目的として
なされたもので、石炭燃焼時に排出される石炭灰６０〜
９０重量％、生石灰または／および消石灰１０〜２５重
量％、２水石こう、半水石こうまたは／および１１型無
水石こう５〜２５重量％からなる混合粉体を原料として
硬化体を製造する際に、混合粉体１００重量部に対して
１０〜６０重量部の海水、または海水および少量のりん
酸とともに予め石炭灰を常温にて混練した後、生石灰ま
たは／および消石灰（以下、生石灰などという）ならび
に２水石こう、半水石こうまたは／および１１型無水石
こう （以下、２水石こうなどという）を添加し常温に
て再度混練し、ついでこの混練物を型枠または成形容器
を用いて所定の形状のもとで常温養生を施すことにより
、またはこの混練物を直接処分地に投入し不定形の状態
にて常温養生を施すことにより、圧縮強度の大きい土盤
状硬化体を製造する方法を提供するものである。
混和材、セメント原料などに再利用されており、残りは
埋立地に処分されている。しかしながら、現在の方式７
による再利用だけでは将来の膨大なる石炭灰量に対応し
得るだけの需要量は期待できず、一方現行の石炭灰の粉
体の状態での埋立地などへの処分は環境規制の強化に伴
い灰処分地の確保が難しくなりつつあり、本格的な石炭
火力発電の稼動の際には現状の石炭灰の処分ならびに有
効利用方式によつて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確立
には、環境汚染がなくかつ出来るだけ再利用を志向する
ことが必須である。これは、国産資源に乏しく国土が狭
隘な我国においては、単なる投棄処分ではなく再利用が
資源ならびに国土の有効活用に寄与するためである。本
発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰を海面埋立もしくは土
地造成のために処分する際に早期土盤化を可能ならしめ
資源として大量に活用すべく、石炭灰を原料として圧縮
強度の大きい土盤状硬化体を製造することを目的として
なされたもので、石炭燃焼時に排出される石炭灰６０〜
９０重量％、生石灰または／および消石灰１０〜２５重
量％、２水石こう、半水石こうまたは／および１１型無
水石こう５〜２５重量％からなる混合粉体を原料として
硬化体を製造する際に、混合粉体１００重量部に対して
１０〜６０重量部の海水、または海水および少量のりん
酸とともに予め石炭灰を常温にて混練した後、生石灰ま
たは／および消石灰（以下、生石灰などという）ならび
に２水石こう、半水石こうまたは／および１１型無水石
こう （以下、２水石こうなどという）を添加し常温に
て再度混練し、ついでこの混練物を型枠または成形容器
を用いて所定の形状のもとで常温養生を施すことにより
、またはこの混練物を直接処分地に投入し不定形の状態
にて常温養生を施すことにより、圧縮強度の大きい土盤
状硬化体を製造する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１に、石炭の産出地によつてＳｌＯ２、Ａｌ
２Ｏ３、ＣａＯ．Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ．Ｋ２Ｏなどの
成分の配合割合が異なり、第２に我国にて現在発する石
炭灰は微粉炭燃焼灰が主であり、発生湯所および採取方
式によつて電気集じん機（ＥＰ）アツシユ、クリンカア
ツシユ、シンダアツシユと区別され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て常温養生によ
つて圧縮強度の大きい水和硬化体を製造する際には、石
炭灰の組成および粒度分布によつて水和硬化体の適正製
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、混練時間および混練温度
、常温養生時間である。常温養生によつて生成する水和
硬化体の主成分は、エトリンガイト （３Ｃａ０−Ａｌ
２Ｏ３・３ＣａＳ０４・３２１｛２０）、種々の形態の
ケイ酸カルシウム水和物（ＸＣａＯ−ＹＳｉＯ２・ＺＨ
２Ｏ）であるが、早期強度メンバーとして最も寄与する
のはエトリンガイトである。
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１に、石炭の産出地によつてＳｌＯ２、Ａｌ
２Ｏ３、ＣａＯ．Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ．Ｋ２Ｏなどの
成分の配合割合が異なり、第２に我国にて現在発する石
炭灰は微粉炭燃焼灰が主であり、発生湯所および採取方
式によつて電気集じん機（ＥＰ）アツシユ、クリンカア
ツシユ、シンダアツシユと区別され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て常温養生によ
つて圧縮強度の大きい水和硬化体を製造する際には、石
炭灰の組成および粒度分布によつて水和硬化体の適正製
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、混練時間および混練温度
、常温養生時間である。常温養生によつて生成する水和
硬化体の主成分は、エトリンガイト （３Ｃａ０−Ａｌ
２Ｏ３・３ＣａＳ０４・３２１｛２０）、種々の形態の
ケイ酸カルシウム水和物（ＸＣａＯ−ＹＳｉＯ２・ＺＨ
２Ｏ）であるが、早期強度メンバーとして最も寄与する
の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、生石灰などの添加
量は１０〜２５重量％、２水石こうなどの添加量は５〜
２５重量％に限定される。また常温養生条件は主として
処理時間が主な要因である。常温養生では処理温度が低
いため、エトリンガイトが生成し通常の土木工事に充分
耐えうるための数Ｋｇ／Ｃｎｌ２以上の圧縮強度を呈す
るには通常２、３日〜１週間を要する。石炭灰の粒度分
布も水和硬化体の性状に大きな影響をおよぼす。
成に最も好都合なものが適切であり、生石灰などの添加
量は１０〜２５重量％、２水石こうなどの添加量は５〜
２５重量％に限定される。また常温養生条件は主として
処理時間が主な要因である。常温養生では処理温度が低
いため、エトリンガイトが生成し通常の土木工事に充分
耐えうるための数Ｋｇ／Ｃｎｌ２以上の圧縮強度を呈す
るには通常２、３日〜１週間を要する。石炭灰の粒度分
布も水和硬化体の性状に大きな影響をおよぼす。
一般に石炭灰の粒度が小さくなるにしたがつて、すなわ
ち比表面積が大きくなるにしたがつて短い養生期間で水
和硬化体は所定の強度を呈する傾向にある。これは、エ
トリンガイトの生成反応はスルーソルーシヨンリアタシ
ヨン（ＴｈｒＯｕｇｈｓＯｌｕｔｌＯｎｒｅａｃｔｉＯ
ｎ）であり、Ａｌ２Ｏ３の溶解速度は消石灰、２水石こ
うに較べて著しく小４さく、エトリンガイトの生成速度
はＡｌ２Ｏ３の溶解速度に依存すると推定できる。この
ように、水和硬化体の性状は、石炭灰の成分および組成
、他の原料粉体の添加量、混水量、混練方式および混練
時間および常温養生期間などの製造条件によつて大きく
影響され、水和硬化体の要求特性にあわせて各製造条件
を適切に選定することが必要である。また水和硬化体の
性能向上ならびに常温養生期間の短縮にとつて、少量の
りん酸の添加が効果的である。本発明は、混練水として
海水を使用することにより、水和硬化体の初期強度の増
強および常温養生期間の短縮を目的としたものである。
ち比表面積が大きくなるにしたがつて短い養生期間で水
和硬化体は所定の強度を呈する傾向にある。これは、エ
トリンガイトの生成反応はスルーソルーシヨンリアタシ
ヨン（ＴｈｒＯｕｇｈｓＯｌｕｔｌＯｎｒｅａｃｔｉＯ
ｎ）であり、Ａｌ２Ｏ３の溶解速度は消石灰、２水石こ
うに較べて著しく小４さく、エトリンガイトの生成速度
はＡｌ２Ｏ３の溶解速度に依存すると推定できる。この
ように、水和硬化体の性状は、石炭灰の成分および組成
、他の原料粉体の添加量、混水量、混練方式および混練
時間および常温養生期間などの製造条件によつて大きく
影響され、水和硬化体の要求特性にあわせて各製造条件
を適切に選定することが必要である。また水和硬化体の
性能向上ならびに常温養生期間の短縮にとつて、少量の
りん酸の添加が効果的である。本発明は、混練水として
海水を使用することにより、水和硬化体の初期強度の増
強および常温養生期間の短縮を目的としたものである。
この水和硬化体の強度発現はエトリンガイトの生成によ
るものであるが、海水中のＮａＣｌ．ＭｇＣｌ２の塩の
存在によつてエトリンガイトの生成速度が増大し、水和
硬化体の強度が大きくなる。また少量のりん酸の添加は
石炭灰中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなどのアルカリ物質を中和
し、Ａｌ２Ｏ３の溶解速度を向上させ水和硬化体の強度
発現に効果的である。なおりん酸は予め海水に溶解させ
ておいてもよく、また石炭灰中に添加しておいてもよい
。本発明において、原料粉体である石炭灰、生石灰など
、２水石こうなどおよび添加剤であるりん酸の添加、混
合順序ならびに混練順序の組合せは種々存在し、いずれ
の方法によつても硬化体を製造することは可能であるが
、特許請求範囲に記したごとく、まず石炭灰を混練した
後に生石灰などならびに２水石こうなどを添加する方式
による製造方法が硬化体の強度特性に注目すれば最もす
ぐれている。
るものであるが、海水中のＮａＣｌ．ＭｇＣｌ２の塩の
存在によつてエトリンガイトの生成速度が増大し、水和
硬化体の強度が大きくなる。また少量のりん酸の添加は
石炭灰中のＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなどのアルカリ物質を中和
し、Ａｌ２Ｏ３の溶解速度を向上させ水和硬化体の強度
発現に効果的である。なおりん酸は予め海水に溶解させ
ておいてもよく、また石炭灰中に添加しておいてもよい
。本発明において、原料粉体である石炭灰、生石灰など
、２水石こうなどおよび添加剤であるりん酸の添加、混
合順序ならびに混練順序の組合せは種々存在し、いずれ
の方法によつても硬化体を製造することは可能であるが
、特許請求範囲に記したごとく、まず石炭灰を混練した
後に生石灰などならびに２水石こうなどを添加する方式
による製造方法が硬化体の強度特性に注目すれば最もす
ぐれている。
つぎに実施例および比較例について説明する。
実施例および比較例における原料石炭灰は市販フライア
ツシユであり性状を第１表に示す石炭灰および水和硬化
体の試験方法を次に示す。
ツシユであり性状を第１表に示す石炭灰および水和硬化
体の試験方法を次に示す。
ブ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。
圧縮強度試験は試験片として２０×２０Ｘ２０（Ｍｍ）
のものを使用し、試験装置としてインストロン社製の万
能試験機を使用した。試験方法は定たわみ法によつた。
実施例および比較例においては、常温養生は直射日光を
うけない室内にて実施した。実施例 １ りん酸１．０重量部を溶解した海水４５重量部にて石炭
灰８５重量部を常温にて混練した後に、生石灰１０重量
部、２水石こう５重量部を添加し再び常温にて混練して
スラリーとし、このスラリーを型枠中に注入して成形体
を得た。
測定器ＳＳ−１００形を使用し、空気透過法によつた。
圧縮強度試験は試験片として２０×２０Ｘ２０（Ｍｍ）
のものを使用し、試験装置としてインストロン社製の万
能試験機を使用した。試験方法は定たわみ法によつた。
実施例および比較例においては、常温養生は直射日光を
うけない室内にて実施した。実施例 １ りん酸１．０重量部を溶解した海水４５重量部にて石炭
灰８５重量部を常温にて混練した後に、生石灰１０重量
部、２水石こう５重量部を添加し再び常温にて混練して
スラリーとし、このスラリーを型枠中に注入して成形体
を得た。
この成形体に常温養生３日間を施し水和硬化体を得た。
水和硬化体の特性は第２表のごとくであつた。実施例
２ 海水４５重量部にて石炭灰８５重量部を常温にて混練し
た後に、生石灰１０重量部、２水石こう５重量部を添加
し再び常温にて混練してスラリーとし、このスラリーに
実施例１と同様の処理を施し水和硬化体を得た。
水和硬化体の特性は第２表のごとくであつた。実施例
２ 海水４５重量部にて石炭灰８５重量部を常温にて混練し
た後に、生石灰１０重量部、２水石こう５重量部を添加
し再び常温にて混練してスラリーとし、このスラリーに
実施例１と同様の処理を施し水和硬化体を得た。
水和硬化体の特性は第２表のごとくであつた。比較例
１ りん酸１．０重量部を溶解した淡水４５重量部にて石炭
灰８５重量部を常温にて混練した後に、生石灰１０重量
部、２水石こう５重量部を添加し再び常温にて混練して
スラリーとし、このスラリーに実施例１と同様の処理を
施し水和硬化体を得た。
１ りん酸１．０重量部を溶解した淡水４５重量部にて石炭
灰８５重量部を常温にて混練した後に、生石灰１０重量
部、２水石こう５重量部を添加し再び常温にて混練して
スラリーとし、このスラリーに実施例１と同様の処理を
施し水和硬化体を得た。
水和硬化体の特性は第２表のごとくであつた。比較例
２淡水４５重量部にて石炭灰８５重量部を常温にて混練
した後に、生石灰１０重量部、２水石こう５重量部を添
加し再び常温にて混練してスラリーとし、このスラリー
に実施例１と同様の処理を施し水和硬化体を得た。
２淡水４５重量部にて石炭灰８５重量部を常温にて混練
した後に、生石灰１０重量部、２水石こう５重量部を添
加し再び常温にて混練してスラリーとし、このスラリー
に実施例１と同様の処理を施し水和硬化体を得た。
水和硬化体の特性は第２表のごとくであつた。第２表よ
り海水による常温混練によつて常温養生後の水和硬化体
の初期強度を向上し得ることがわかる。
り海水による常温混練によつて常温養生後の水和硬化体
の初期強度を向上し得ることがわかる。
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、安価な原料である生石灰または／およ
び消石灰、２水石こう、半水石こうまたは／および１１
型無水石こうを使用し、海水にて、または海水および少
量のりん酸を添加して常温混練した後に常温養生を施す
ことによつて圧縮強度の大きい水和硬化体を容易にかつ
安価に製造することが可能であり、本発明は石炭灰を有
効に活用し土木・建築の分野における理立および土地造
成のための土盤材などの製造に寄与する技術として有益
である。
物である石炭灰、安価な原料である生石灰または／およ
び消石灰、２水石こう、半水石こうまたは／および１１
型無水石こうを使用し、海水にて、または海水および少
量のりん酸を添加して常温混練した後に常温養生を施す
ことによつて圧縮強度の大きい水和硬化体を容易にかつ
安価に製造することが可能であり、本発明は石炭灰を有
効に活用し土木・建築の分野における理立および土地造
成のための土盤材などの製造に寄与する技術として有益
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６０〜９０重量％、
生石灰または／および消石灰１０〜２５重量％、２水石
こう、半水石こうまたは／およびII型無水石こう５〜２
５重量％からなる混合粉体を原料として硬化体を製造す
る際に、混合粉体１００重量部に対して１０〜６０重量
部の海水で予め石炭灰を常温にて混練した後、生石灰ま
たは／および消石灰、ならびに２水石こう、半水石こう
または／およびII型無水石こうを添加し常温にて再度混
練し、ついでこの混練物を型枠または成形容器などを用
いて成形した後、常温にて養生することを特徴とする石
炭灰を主原料とする硬化体の製造方法。 ２ 石炭燃焼時に排出される石炭灰６０〜９０重量％、
生石灰または／および消石灰１０〜２５重量％、２水石
こう、半水石こうまたは／およびII型無水石こう５〜２
５重量％からなる混合粉体を原料として硬化体を製造す
る際に、混合粉体１００重量部に対して１０〜６０重量
部の海水で予め石炭灰を常温にて混練した後、生石灰ま
たは／および消石灰、ならびに２水石こう、半水石こう
または／およびII型無水石こうを添加し常温にて再度混
練し、ついでこの混練物を特定の形状に成形することな
く固化した後に常温にて養生することを特徴とする石炭
灰を主原料とする硬化体の製造方法。 ３ 石炭燃焼時に排出される石炭灰６０〜９０重量％、
生石灰または／および消石灰１０〜２５重量％、２水石
こう、半水石こうまたは／およびII型無水石こう５〜２
５重量％からなる混合粉体を原料として硬化体を製造す
る際に、混合粉体１００重量部に対して０．１〜２．０
重量部のりん酸および１０〜６０重量部の海水を加えて
予め石炭灰を常温にて混練した後、生石灰または／およ
び消石灰、ならびに２水石こう、半水石こうまたは／お
よびII型無水石こうを添加し常温にて再度混練し、つい
でこの混練物を型枠または成形容器などを用いて成形し
た後、常温にて養生することを特徴とする石炭灰を主原
料とする硬化体の製造方法。 ４ 石炭燃焼時に排出される石炭灰６０〜９０重量％、
生石灰または／および消石灰１０〜２５重量％、２水石
こう、半水石こうまたは／およびII型無水石こう５〜２
５重量％からなる混合粉体を原料として硬化体を製造す
る際に、混合粉体１００重量部に対して０．１〜２．０
重量部のりん酸および１０〜６０重量部の海水を加えて
予め石炭灰を常温にて混練した後、生石灰または／およ
び消石灰、ならびに２水石こう、半水石こうまたは／お
よびII型無水石こうを添加し常温にて再度混練し、つい
でこの混練物を特定の形状に成形することなく固化した
後に常温にて養生することを特徴とする石炭灰を主原料
とする硬化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21452681A JPS5953227B2 (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21452681A JPS5953227B2 (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115058A JPS58115058A (ja) | 1983-07-08 |
| JPS5953227B2 true JPS5953227B2 (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=16657176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21452681A Expired JPS5953227B2 (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953227B2 (ja) |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21452681A patent/JPS5953227B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58115058A (ja) | 1983-07-08 |
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