JPS5953230B2 - 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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- JPS5953230B2 JPS5953230B2 JP21452981A JP21452981A JPS5953230B2 JP S5953230 B2 JPS5953230 B2 JP S5953230B2 JP 21452981 A JP21452981 A JP 21452981A JP 21452981 A JP21452981 A JP 21452981A JP S5953230 B2 JPS5953230 B2 JP S5953230B2
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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
- C04B28/34—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 cold phosphate binders
- C04B28/342—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 cold phosphate binders the phosphate binder being present in the starting composition as a mixture of free acid and one or more reactive oxides
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- 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II型無水石こうを添加してなる混合粉体
を少量のりん酸および水分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II型無水石こうを添加してなる混合粉体
を少量のりん酸および水分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。
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クローズアップされている。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。
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クローズアップされている。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、フライアッシュの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かしくなりつつあり、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、石炭灰を海面理立もしく
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６
０〜９０重量％、生石灰または／および消石灰１０〜２
５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０．１〜２．０重量部のりん酸および１０〜６０重
量部の淡水を加えて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かしくなりつつあり、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、石炭灰を海面理立もしく
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６
０〜９０重量％、生石灰または／および消石灰１０〜２
５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０．１〜２．０重量部のりん酸および１０〜６０重
量部の淡水を加えて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、Ａｌ２Ｏ３、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−Ａｌ２Ｏ３・３Ｃ
ａＳ０４・３２Ｈ２０）、種々の形態のケイ酸カルシウ
ム水和物（ＸＣａＯ−ＹＳｉＯ２・ＺＨ２Ｏ）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。
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、Ａｌ２Ｏ３、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−Ａｌ２Ｏ３・３Ｃ
ａＳ０４・３２Ｈ２０）、種々の形態のケイ酸カルシウ
ム水和物（ＸＣａＯ−ＹＳｉＯ２・ＺＨ２Ｏ）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／Ｃｍ２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／Ｃｍ２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クシ
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さく、エトリンガイトの生成速度は
Ａｌ。Ｏ３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、少量の添
加剤が効果的である。本発明は、少量のりん酸の添加に
よつて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クシ
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さく、エトリンガイトの生成速度は
Ａｌ。Ｏ３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、少量の添
加剤が効果的である。本発明は、少量のりん酸の添加に
よつて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、エトリンガイトの生成速度はＡｌ２Ｏ
３の溶解速度に依存する。このＡｌ２Ｏ３の溶解速度は
石炭灰中のＮａ２Ｏ．Ｋ２Ｏの存在によつて大幅に抑制
される。このため、石炭灰を予め少量のりん酸を含有す
る水溶液にて混練するか、または石炭灰中に予め少量の
りん酸を添加しておき、これに水を加えて混練すること
によつて、石炭灰がりん酸で洗浄されＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ
がりん酸で沖和され、その結果Ａｌ２Ｏ３の溶解速度が
向上しエトリンガイトの生成速度が増大し強度が大きく
なる。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、エトリンガイトの生成速度はＡｌ２Ｏ
３の溶解速度に依存する。このＡｌ２Ｏ３の溶解速度は
石炭灰中のＮａ２Ｏ．Ｋ２Ｏの存在によつて大幅に抑制
される。このため、石炭灰を予め少量のりん酸を含有す
る水溶液にて混練するか、または石炭灰中に予め少量の
りん酸を添加しておき、これに水を加えて混練すること
によつて、石炭灰がりん酸で洗浄されＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ
がりん酸で沖和され、その結果Ａｌ２Ｏ３の溶解速度が
向上しエトリンガイトの生成速度が増大し強度が大きく
なる。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。石灰灰および水和硬
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。石灰灰および水和硬
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２０×２０×２０（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重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰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２０×２０×２０（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重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰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 りん酸０．５重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰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 りん酸０．５重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰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表のごとくであった。比較例
１ 水４５重量部と石炭灰８５重量部を常温にて混練した後
、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 水４５重量部と石炭灰８５重量部を常温にて混練した後
、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 りん酸２．５重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰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 りん酸２．５重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰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
３ Ｎａ０Ｈ１．０重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰８
５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た
が第２表に示すごとく硬化体は得られなかつた。
３ Ｎａ０Ｈ１．０重量部を水４５重量部に溶解し石炭灰８
５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た
が第２表に示すごとく硬化体は得られなかつた。
第２表より０．１〜２．０部のりん酸の添加により常温
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。
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、少量のりん酸を添加し淡水とと
もに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の
製造に寄与する技術としてきわめて有益である。
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、少量のりん酸を添加し淡水とと
もに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の
製造に寄与する技術としてきわめて有益である。
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０．１〜２．０
重量部のりん酸および１０〜６０重量部の淡水を加えて
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０．１〜２．０
重量部のりん酸および１０〜６０重量部の淡水を加えて
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 |
|---|---|---|---|
| JP21452981A JPS5953230B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP21452981A JPS5953230B2 (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 |
|---|---|
| JPS58115061A JPS58115061A (ja) | 1983-07-08 |
| JPS5953230B2 true JPS5953230B2 (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=16657231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21452981A Expired JPS5953230B2 (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) | JPS5953230B2 (ja) |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21452981A patent/JPS5953230B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58115061A (ja) | 1983-07-08 |
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