JPS6324941B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6324941B2 JPS6324941B2 JP57176841A JP17684182A JPS6324941B2 JP S6324941 B2 JPS6324941 B2 JP S6324941B2 JP 57176841 A JP57176841 A JP 57176841A JP 17684182 A JP17684182 A JP 17684182A JP S6324941 B2 JPS6324941 B2 JP S6324941B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- water
- coal ash
- parts
- coal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
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、半水石こうまたは/および型無水石こ
うを添加してなる混合粉体を水とともに混練し、
常温養生によつて機械的強度の大きい水和硬化体
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
であり、なかでも石炭エネルギーが一つの柱とし
て注目されている。一次エネルギー源としての石
炭の大量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
る多量の石炭灰の処理が挙げられる。 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。通常の微粉炭燃焼ボ
イラより発生するいわゆる微粉炭燃焼灰は、その
発生場所によつてボトムアツシユ、シンダアツシ
ユおよびフライアツシユに区分され、そのうちフ
ライアツシユが発生量の大部分を占める。従来我
国においては、フライアツシユの一部はセメント
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、現在の方式による再利用だけで
は、将来発生するであろう膨大な石炭灰量に対応
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確保が難しくな
りつつあり、本格的な石炭火力発電所の稼動の際
には、現状の石炭灰の処分方式および有効利用方
式によつて発生する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
理技術の検討に際しては、環境汚染がなくかつで
きるだけ再利用を志向することが必要である。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石炭灰を資源として
再利用を図ることが重要となるためである。 本発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰を海面埋立
および土地造成のための土盤材、軟弱地盤を対象
とする土盤改良材、ならびに導路建設用路盤材な
どの土木部門に大量に活用すべく、石炭灰を原料
として曲げ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、石炭灰50〜90
重量%、望ましくは60〜80重量%、消石灰また
は/および生石灰(以下、消石灰などと略す)5
〜40重量%、望ましくは15〜30重量%、2水石こ
う、半水石こうまたは/および型無水石こう
(以下、2水石こうなどと略す)4〜40重量%、
望ましくは5〜20重量%からなる混合粉体に10〜
60重量%の混水量(粉体100重量%に対して添加
する水の重量%)の水を添加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重量
部の硫酸を予め水に加えて混合粉体と混練する
か、混合粉体に水を添加する際に加えて混練した
後、この混練物を形枠または成形容器などを用い
て成形し、ついでこの成形体を80〜100℃の水蒸
気で処理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。まず第一に、石炭の産出地によつて
SiO2、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
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つ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水蒸気処理に
よつて機械的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、水蒸気処理温度および水蒸気処
理時間である。なお水蒸気は常圧水蒸気を用いる
のが望ましい。 水蒸気処理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(3CaO・Al2O3・
3CaSO4・32H2O)、種々の形態のケイ酸カルシ
ウム水和物(xCaO・ySiO2・zH2O)であるが、
早期の強度発現に最も寄与するのはエトリンガイ
ドである。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、消石灰などの添加量は5〜40重量%、望ま
しくは15〜30重量%、2水石こうなどの添加量は
4〜40重量%、望ましくは5〜20重量%に限定さ
れる。また水蒸気処理条件は処理温度および処理
時間が主な要因である。 一般に水蒸気処理温度が低い際および水蒸気処
理時間が短かい際には、反応の進行が緩慢とな
り、水和硬化体はカルシウムモノサルフオアルミ
ネート水和物(3CaO・Al2O3・CaSO4・
12H2O)、2水石こうおよびエトリンガイトの混
合物からなり強度が小さい。反応の進行とともに
エトリンガイトの生成量が大になり強度も大きく
なる。 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
にしたがつて短かい養生時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
(through solution reaction)であり、また石炭
灰中に含有されるアルミナ(Al2O3)の溶解速度
が消石灰、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
混練時間ならびに水蒸気処理温度および処理時間
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。 本発明は、混合粉体と水の混練時に少量の硫酸
を添加することにより、水蒸気処理後の水和硬化
体のとくに曲げ強度の向上を図ることを目的とし
たものであり、硫酸添加量は原料混合粉体100重
量部に対して0.1〜2重量部が好適である。なお
硫酸は予め水に溶解させておいてもよく、混合粉
体と水とを混練する際に添加してもよいが、混練
は同時に実施するのが好適である 本発明において、混水量を10〜60重量%として
いるが、混水量を少なくすると強度が高くなるが
成形性が悪くなり、混水量が10重量%程度以下で
は成形できなくなる。また混水量を多くすると流
動性が大きくなつて固化し難くなり、混水量60重
量%程度が限度である。したがつて本発明におい
て、望ましい混水量は30〜50重量%である。 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、その組成および性状を第1
表に示す。
原料として硬化体を製造する方法、詳しくは石炭
灰に消石灰または/および生石灰、ならびに2水
石こう、半水石こうまたは/および型無水石こ
うを添加してなる混合粉体を水とともに混練し、
常温養生によつて機械的強度の大きい水和硬化体
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
であり、なかでも石炭エネルギーが一つの柱とし
て注目されている。一次エネルギー源としての石
炭の大量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
る多量の石炭灰の処理が挙げられる。 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。通常の微粉炭燃焼ボ
イラより発生するいわゆる微粉炭燃焼灰は、その
発生場所によつてボトムアツシユ、シンダアツシ
ユおよびフライアツシユに区分され、そのうちフ
ライアツシユが発生量の大部分を占める。従来我
国においては、フライアツシユの一部はセメント
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、現在の方式による再利用だけで
は、将来発生するであろう膨大な石炭灰量に対応
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確保が難しくな
りつつあり、本格的な石炭火力発電所の稼動の際
には、現状の石炭灰の処分方式および有効利用方
式によつて発生する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
理技術の検討に際しては、環境汚染がなくかつで
きるだけ再利用を志向することが必要である。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石炭灰を資源として
再利用を図ることが重要となるためである。 本発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰を海面埋立
および土地造成のための土盤材、軟弱地盤を対象
とする土盤改良材、ならびに導路建設用路盤材な
どの土木部門に大量に活用すべく、石炭灰を原料
として曲げ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、石炭灰50〜90
重量%、望ましくは60〜80重量%、消石灰また
は/および生石灰(以下、消石灰などと略す)5
〜40重量%、望ましくは15〜30重量%、2水石こ
う、半水石こうまたは/および型無水石こう
(以下、2水石こうなどと略す)4〜40重量%、
望ましくは5〜20重量%からなる混合粉体に10〜
60重量%の混水量(粉体100重量%に対して添加
する水の重量%)の水を添加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重量
部の硫酸を予め水に加えて混合粉体と混練する
か、混合粉体に水を添加する際に加えて混練した
後、この混練物を形枠または成形容器などを用い
て成形し、ついでこの成形体を80〜100℃の水蒸
気で処理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。まず第一に、石炭の産出地によつて
SiO2、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
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つ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水蒸気処理に
よつて機械的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、水蒸気処理温度および水蒸気処
理時間である。なお水蒸気は常圧水蒸気を用いる
のが望ましい。 水蒸気処理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(3CaO・Al2O3・
3CaSO4・32H2O)、種々の形態のケイ酸カルシ
ウム水和物(xCaO・ySiO2・zH2O)であるが、
早期の強度発現に最も寄与するのはエトリンガイ
ドである。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、消石灰などの添加量は5〜40重量%、望ま
しくは15〜30重量%、2水石こうなどの添加量は
4〜40重量%、望ましくは5〜20重量%に限定さ
れる。また水蒸気処理条件は処理温度および処理
時間が主な要因である。 一般に水蒸気処理温度が低い際および水蒸気処
理時間が短かい際には、反応の進行が緩慢とな
り、水和硬化体はカルシウムモノサルフオアルミ
ネート水和物(3CaO・Al2O3・CaSO4・
12H2O)、2水石こうおよびエトリンガイトの混
合物からなり強度が小さい。反応の進行とともに
エトリンガイトの生成量が大になり強度も大きく
なる。 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
にしたがつて短かい養生時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
(through solution reaction)であり、また石炭
灰中に含有されるアルミナ(Al2O3)の溶解速度
が消石灰、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
混練時間ならびに水蒸気処理温度および処理時間
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。 本発明は、混合粉体と水の混練時に少量の硫酸
を添加することにより、水蒸気処理後の水和硬化
体のとくに曲げ強度の向上を図ることを目的とし
たものであり、硫酸添加量は原料混合粉体100重
量部に対して0.1〜2重量部が好適である。なお
硫酸は予め水に溶解させておいてもよく、混合粉
体と水とを混練する際に添加してもよいが、混練
は同時に実施するのが好適である 本発明において、混水量を10〜60重量%として
いるが、混水量を少なくすると強度が高くなるが
成形性が悪くなり、混水量が10重量%程度以下で
は成形できなくなる。また混水量を多くすると流
動性が大きくなつて固化し難くなり、混水量60重
量%程度が限度である。したがつて本発明におい
て、望ましい混水量は30〜50重量%である。 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、その組成および性状を第1
表に示す。
【表】
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。曲げ強度試験は試験片として20×20×
80(mm)のものを使用し、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。実施例および比較例の詳
細を第2表に示す。 実施例 1 石炭灰81.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、硫酸0.5部、水35部を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。
この成形体を95℃の水蒸気で15時間処理して水和
硬化体を得た。水和硬化体の特性は第2表のごと
くであつた。 実施例 2 石炭灰81.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、硫酸1.0部、水35部を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。
この成形体を95℃の水蒸気で15時間処理して水和
硬化体を得た。水和硬化体の特性は第2表のごと
くであつた。 比較例 1 石炭灰82.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、水35部を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
を95℃の水蒸気で15時間処理して水和硬化体を得
た。水和硬化体の特性は第2表のごとくであつ
た。 比較例 2 石炭灰77.5部、消石灰12.5部、2水石こう10
部、水35部を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
を95℃の水蒸気で15時間処理して水和硬化体を得
た。水和硬化体の特性は第2表のごとくであつ
た。 比較例 3 石炭灰81.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、硫酸2.5部、水35部を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。
この成形体を95℃の水蒸気で15時間処理して水和
硬化体を得た。水和硬化体の特性は第2表のごと
くであつた。
す。ブレーン比表面積測定は、島津製作所の粉体
比表面積測定器SS―100形を使用し、空気透過法
によつた。曲げ強度試験は試験片として20×20×
80(mm)のものを使用し、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。実施例および比較例の詳
細を第2表に示す。 実施例 1 石炭灰81.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、硫酸0.5部、水35部を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。
この成形体を95℃の水蒸気で15時間処理して水和
硬化体を得た。水和硬化体の特性は第2表のごと
くであつた。 実施例 2 石炭灰81.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、硫酸1.0部、水35部を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。
この成形体を95℃の水蒸気で15時間処理して水和
硬化体を得た。水和硬化体の特性は第2表のごと
くであつた。 比較例 1 石炭灰82.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、水35部を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
を95℃の水蒸気で15時間処理して水和硬化体を得
た。水和硬化体の特性は第2表のごとくであつ
た。 比較例 2 石炭灰77.5部、消石灰12.5部、2水石こう10
部、水35部を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
を95℃の水蒸気で15時間処理して水和硬化体を得
た。水和硬化体の特性は第2表のごとくであつ
た。 比較例 3 石炭灰81.5部、消石灰12.5部、2水石こう6
部、硫酸2.5部、水35部を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。
この成形体を95℃の水蒸気で15時間処理して水和
硬化体を得た。水和硬化体の特性は第2表のごと
くであつた。
【表】
第2表より原料粉体と水との混練時に硫酸を添
加した後に水蒸気処理を施すことによつて、曲げ
強度の大きい水和硬化体を製造し得ることがわか
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、安価な原料である消石
灰または/および生石灰、2水石こう、半水石こ
うまたは/および型無水石こうを使用し、水に
て混練した後に水蒸気処理を施すことによつて曲
げ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埋立、土地造
成、道路建設等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。
加した後に水蒸気処理を施すことによつて、曲げ
強度の大きい水和硬化体を製造し得ることがわか
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、安価な原料である消石
灰または/および生石灰、2水石こう、半水石こ
うまたは/および型無水石こうを使用し、水に
て混練した後に水蒸気処理を施すことによつて曲
げ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埋立、土地造
成、道路建設等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)
- 1 石炭燃焼時に排出される石炭灰50〜90重量
%、消石灰または/および生石灰5〜40重量%、
2水石こう、半水石こうまたは/および型無水
石こう4〜40重量%からなる混合粉体に10〜60重
量%の混水量の水を添加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重量部の
硫酸を予め水に加えて混合粉体と混練するか、混
合粉体に水を添加する際に加えて混練した後、こ
の混練物を型枠または成形容器などを用いて成形
し、ついでこの成形体を80〜100℃の水蒸気で処
理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 |
|---|---|---|---|
| JP17684182A JPS5969464A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP17684182A JPS5969464A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969464A JPS5969464A (ja) | 1984-04-19 |
| JPS6324941B2 true JPS6324941B2 (ja) | 1988-05-23 |
Family
ID=16020765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17684182A Granted JPS5969464A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | 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) | JPS5969464A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5118219A (en) * | 1991-03-21 | 1992-06-02 | Chemstar Lime Company | Method of capping tailings ponds |
| JP5765527B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2015-08-19 | 東京電力株式会社 | 保水性路盤材用固化体の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54143436A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Production of inorganic cured body |
| NL8001833A (nl) * | 1980-03-28 | 1981-10-16 | Philips Nv | Lagedrukkwikdampontladingslamp. |
| JPS56149365A (en) * | 1980-04-21 | 1981-11-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Manufacture of hardened body chiefly based on coal ash |
-
1982
- 1982-10-06 JP JP17684182A patent/JPS5969464A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5969464A (ja) | 1984-04-19 |
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