JPS5969462A - 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

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JPS5969462A
JPS5969462A JP57176839A JP17683982A JPS5969462A JP S5969462 A JPS5969462 A JP S5969462A JP 57176839 A JP57176839 A JP 57176839A JP 17683982 A JP17683982 A JP 17683982A JP S5969462 A JPS5969462 A JP S5969462A
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coal ash
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宏之 松村
泰典 柴田
廣川 虎之助
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

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】 本発明は、石炭燃焼時に排出される石炭灰を主1京料と
して硬化体を製造する方法、詳しくは石炭灰Cて消石灰
または/および生石灰、ならびに2水石こう、半水石こ
う寸たは/および■型態水石こうをM”j加1.7なる
混合粉体を水とともに混練し、常d□(養生によって機
械的強度の犬き−水相硬化体を製jli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d)の
右油代(昏エネルキーの開発が国家的な課題であり、な
かでも石炭エネルギーが一つの柱として注1・1さyt
でいる。−次エネルギー源としての石炭の人111消費
に対処するための石炭利用技術の実用化における課題の
一つに、石炭燃焼時に発生する多i【iの石炭灰の処理
が挙げられる。
石炭燃焼時K (ri通常、石炭使用散のほぼ10〜2
0 dj:亀%の石炭灰が発生する。通常の微粉炭燃1
、Ill″、ボイラより発生するいわゆる微粉炭燃焼灰
は、その発生場所によってボトムアッシュ、シンダアン
シュおよびフライアッシュに区分され、そのうちフライ
アッシュが発生用の大部分を占める。従来我国において
に、フライアンシュの一部はセメント混和(4、セメン
)・原料などに再利用されており、残部は埋立地などに
て処分されている。
しかしながら、現在の方式による[1利用たけでは・将
来発生するであろう膨大な石炭灰Ti(に対応し得るだ
けの需@、@は期待できず、一方、現行の石炭灰の埋立
地などへの処分については、環境規制の強化に伴い石炭
灰処分用地のtRm保が輔。しくなりつつあり一木格的
な石炭火力発′市、所の稼動の際には、現状の石炭灰の
処分方式および有効利用1方式によって発生する全ての
石炭灰を処理することは■LLくなる児1tti Lで
ある。寸た石炭灰の大琺処哩技術の検N’Jに際しては
、環境汚染がなくかつできるだけrl利用を志向するこ
とが必要である。これは国産伶源に乏しく国土が狭1溢
な我国においては、止なる枚葉処分ではなく石炭灰を資
源として再利用を図ることが爪要となるたぬである。
末完り」は」1記の諸点に鑑み、石炭灰をrf+j而埋
立面よび土地造1戊のだめの土盤桐、軟弱地盤を対象と
する土盤改良桐、ならびに道路建設用路盤祠などの土木
部門f大蝋に活1]」すべく、石11成分原料として圧
縮強度の太きい土盤状硬化体を製造することを目的と1
.てなされたもので、石炭灰50〜94重徂%、望まし
くは60〜80重量%、消石灰捷たd/および生石灰(
以下、消石灰などと略す)5〜40屯吊%、望ましくけ
15〜30重吋%、2水石こう、半水石こうまたは/お
よび■型フ1((水石こう(以下、2水石こうなどと1
116す)1〜40重tl1%、望寸しくFi5〜20
重量%からなる混合粉体を原料と1.硬化体を製造する
際に、lO〜60 ’rJi量%の混水域(粉体100
重量形に対しでI&加する水の重量%)の海水にて該原
料粉体を混練した後、または該混合粉体100重量部に
対して0]〜3車量部の塩化すI・リウムー塩化カリウ
ム、塩イトマグネシウムなどのカルシウム塩以外の水溶
性の塩化物、および10〜60重量%の混水111の水
を添加し混練した後、この混練物を型枠すたrri成形
容器を用いて所定の形状のもとで諧温養生を施すことに
より、捷たはこの混練物を直接臓1.対象1シ:1所に
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′fX−製造する方υくを
141−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。寸ず第一に
、石炭の産出地によって5102、Al2O3、Cab
、 F e20s、Na2O、K2Oなどの成分の配合
割合が異なり、第24C我国にて、現在発生する石炭灰
は微粉炭燃焼灰が主であり、発生場所および採取方式に
よってそれぞれ粒度分布が異なる。このため、石炭灰を
主原料とし常温養生によってIEE縮強度の大きい水相
硬化体を製造する1派VCは、石炭灰の組成および粒度
分布によって水相硬化体の適正!2!造条件は微妙に異
なる。製造条件として寄−1:i′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湿度、常温養
生時間である。
常温養生によって生成する水和硬化体の主成分は、 エ
 ト リ ン カ゛イ ト(3CaO−AI20a  
+ 3CaSO4・32H20)、種々の彩画のケイ酸
カルシウム水和物(xCaO・ysi(h・ZH20)
であるが、早期の強度発現に最も寄与するのはエトリン
ガイトである。このため、原H粉体の配合割合は、工1
−11ンガイトの生成に最も好都合なものが適切であり
、消石灰などの添加量rJ′i5〜40重量%、望まし
くは15〜30重+T1%、2水石こうなどの添加量は
1〜40重量%、望捷しくは5〜20重量%に限定され
る。また常温養生期間は主として匙理時間が主な要因で
ある。
常fliA 養生では、工1.. IJリンガイト生成
し通常の土木ニーV11: ff充分而面jえうるため
の政Icq/ C7#以」二の圧縮強度を室するには通
常2.3F1〜1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
よほす。一般に石炭灰の粒度が小さくなるに1−たがっ
て、すなわち比表面積が大きくなるにしたがって短かい
養生時間で水相硬化体は所定の強度をV、′:する傾向
にある。これはエトリンガイ1−の生成反応ハスルーソ
ルーションリアクション(through 5olut
ion reaction )であり、また石炭灰中に
含イ〕されるアルミナ(Al2O3)の溶解速1iが消
石灰−2水石こうに較へて著しく小さく、エトリンカイ
トの生成速度はアルミナの溶解速度に依存すると推定で
きるためである。このように、水相硬化体の性状は、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、ならびに常温養生期間など
の製造条イ!4二によって大きく影響され、水和硬化体
の要求時+、1シにあわせて各製造条件を適切に選定す
ること75;必要である。
末完り」は、各原料粉体の適切・なる配合割合力・らな
る混合粉体と海水とを同時に混練することfより、捷た
け該混合粉体、水溶性の塩化物および水とを同時に混練
することにより、初期強度の大きい水和硬化体を簡素な
混練工程にてかつ垂力1いl昆練時間のもとて常温養生
を施すことによって製j役することを1」的としたもの
である。
本発明において、混水量を10〜60屯量%とじている
が、混水量を少なくすると強度75(高くなるが成形性
が悪くなり、混水量が10市1%程度以下では1戊形で
きなくなる。、捷た混水量を多くすると流!Ijl、I
性が大きくなって固化いイ(、<なり、混水歌60重量
%程度が限度である。した75;つて本発明において、
望ましい混水量は30〜50屯爪%である。
一!た本発明は、混純水として海水またはこれに類似す
る水溶液を使用することにより、水相硬化体の初)91
強度の増強および常温養生期間の短、縮をi:1的とし
たものである。この水和硬化体の強度発1見は工)・リ
ンガイトの生1戊によるものであるが、NaCL KC
l−MgChなどの塩の存在によってエトリンガイトの
生成速度が増大し、水相硬化体の強度が大きくなる。
つき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
ッシュであり、組成および性状を第1表に示す○ (以下余白) 石炭灰および水相硬化体の試験方法を次に示す。
プレーン比表面積測定は、高滓製作所製の粉体比表面積
測定器S S −100形を使用し、空気透過法によっ
た。曲げ強度試験は試験片として20X20 X 80
 (rnm )のものを使用し、圧縮強度試験に試験片
として20X20X20(朋)のものを使用し、試験装
置と17でインストロン社製の万能試鈴機を使用した。
試験方法は定たわみ法によった。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。実施例および比較例の詳細を第2表に示す。
実施例1 石炭灰85部、消石灰10部、2水石こう5部、71+
j水40部を同時に混練してスラリーと(−1このスラ
リーを室内で7日間常温養生して水相硬化体を得た。水
相硬化体の特性は第2表のごとくであった。
比較例1 石炭灰85部−消石灰10部、2水石こう5部、水道水
40部を同時に混練してスラリーとし、このスラリーを
室内で7日間常温養生して水和硬化体を得た。水和硬化
体の特性は第2表のごとくであった。
実施例2 石炭灰85部、消石灰10部、2水石こう5部、NaC
11,0部、水道水40部を同時に混練してスラリーと
し、このスラリーを室内で7日間常温養生して水相硬化
体を得た。水和硬化体の特性は@2表のことくであった
。
実施例3 石炭灰85部、消石灰10部、2水石こう5部、MgC
h 1.0部、水道水40部を同時に混練してスラリー
とし、このスラリーを室内で7日間常温養生して水和硬
化体を得た。水相硬化体の特性は第2表のごとくであっ
た。
比較例2 石炭灰85部−消石灰10部、2水石こう5部、CaC
Iz 1.0部、水道水40部を同時に混練してスラリ
ーとし、このスラリーを室内で7日間常温養生して水相
硬化体を得た。水相硬化体の特性は第2表のことくであ
った。
(以下余白) 第2表より原料粉体と海水とを同時に混練した後に常1
i:’を養生を施すことによって初期強度の大きい水相
硬化体を製造[7得ることがわかる。
以上説r−j1.l l、たように、未発明によれば石
炭燃焼時のJJ1出物である石炭灰、安価な原料である
消石灰寸たは/および生石灰、2水石こう、半水石こう
またけ/および11型無水石こうを使用し、ifG水ま
たはこれに類似した水溶液にて混練した後に常111’
l’L養生を施すことによって圧縮強度の大きい水和硬
化体を容易にかつ安価VC製造することが可能であり、
未発明は石炭灰を有効に活用し土木・建築の分野におけ
る埋立、土地造成、道路建設等のための上盤(lなとの
製造に寄与する技術として有益である。また未発明の方
法は、原料粉体と海水またはこれに類似した水溶液とを
同時に混練するので、−ト程がきわめてII(純化され
、かつ混線時間がバI有dされ、水相硬化体をより低コ
ストで製造することができるという効果を有している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石炭燃焼時に排出される石炭灰50〜94重量%、
    消石灰寸たは/および生石灰5〜40屯ITi形、2水
    石こう一1′水石こうまたは/および11型無水石こう
    1〜40t1im1%からなる混合粉体を原料と12で
    硬化体を製造する際に、該混合粉体100@量部に対し
    てO1〜3重h(部の塩化ナトリウム、塩化カリウム、
    a化マグネシウムなどのカルシウム塩以外の水溶性の対
    1.【化物、およびlO〜60重蛾%の混水1桂の水を
    t燕υII L混練し、ついてこの混練物を孕枠脣たは
    成jヒ容器などを用いて成形した後、常1?ii ’で
    養生することを特徴とする石炭灰を主〃14粕とする硬
    化体の製造方法。 2 石炭燃焼時に排出される石炭灰50−94重量%、
    消石灰または/および生石灰5〜40重h(%、2水石
    こう、半水布こうまたは/および■型態水石こう1〜4
    0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、該混合粉体100重量部π対(、て01〜3重
    散部の塩化ナトリウム、塩化力リクムー塩化マグネシク
    ムなどのカルシウム塩以外の水溶性の塩化物、および1
    0〜,60重h1%の混水端の水を添加し混練し、つい
    でこの混練物を特定の形状に成形することなく、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 混合粉体100重竜部に対して01〜3重量部の垣
    化ナトリク、ム、塩化カリウム、塩化マグネシウムなど
    のカルシウム塩以外の水溶性の塩化物、および10〜6
    0重量%の混水欄の水として、海水を用いる特許請求の
    範囲第1項寸たけ第2項記載、の石炭灰を主属ト1とす
    る硬化体の製造方法。
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