JP2000247720A - セメント系水硬性組成物及びこれを用いた硬化物 - Google Patents

セメント系水硬性組成物及びこれを用いた硬化物

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JP2000247720A
JP2000247720A JP5254599A JP5254599A JP2000247720A JP 2000247720 A JP2000247720 A JP 2000247720A JP 5254599 A JP5254599 A JP 5254599A JP 5254599 A JP5254599 A JP 5254599A JP 2000247720 A JP2000247720 A JP 2000247720A
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cement
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gypsum
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JP5254599A
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Yoshiaki Sakamoto
好明 坂本
Shinkichi Tanabe
進吉 田辺
Norifumi Nagata
憲史 永田
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Kenzai Gijutsu Kenkyusho KK
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Kenzai Gijutsu Kenkyusho KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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 hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06Aluminous cements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰から
なる群から選択された一種以上を原料としてなる焼成物
であって、C3Aを10〜40重量%及びC2S又はC3
Sの一種以上を含む焼成物と、該焼成物100重量部に
対しアルミナセメント1〜30重量部と、石膏とを含有
するセメント系水硬性組成物、該組成物を用いた硬化
物。 【効果】 流動性と速硬性を併せ持ち、低コストで且つ
生産性に優れた硬化物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント系水硬性
組成物及びこれを用いた硬化物に関し、更に詳しくは都
市ゴミ焼却灰又は下水汚泥焼却灰を原料とする焼成物を
配合した、速硬性と流動性が良好なセメント系水硬性組
成物及び該組成物を用いた硬化物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰
等の廃棄物は、埋め立て地の不足や二次公害の問題が大
きな社会問題となり、処理方法や資源としての有効な利
用方法が望まれている。それら廃棄物の有効な利用方法
の一つとして、セメント製造の分野では、都市ゴミ焼却
灰や下水汚泥焼却灰等を主原料として、焼成、粉砕して
水硬性組成物を製造することが行われている。
【0003】この水硬性組成物には、3CaO・Al2
3(C3A)を多く含有した焼成物を含むものがある
が、この場合、C3Aの超速硬性のため瞬結するという
性質があり、使用に耐えないという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、都市ゴミ焼
却灰等を用いたC3Aを多く含有する焼成物を原料と
し、速硬性及び流動性を発揮するセメント系水硬性組成
物を得ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、C3Aを多
く含有する都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰等の廃棄
物を原料とするセメント系水硬性組成物について鋭意検
討した結果、当該焼成物にアルミナセメントと石膏を加
えた水硬性組成物が、速硬性及び流動性を備え、これを
用いることにより低コストで且つ生産性に優れた硬化物
を製造することができることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【0006】即ち、本発明は、都市ゴミ焼却灰及び下水
汚泥焼却灰からなる群から選択された一種以上を原料と
してなる焼成物であって、C3Aを10〜40重量%及
び2CaO・SiO2(C2S)又は3CaO・SiO2
(C3S)の一種以上を含む焼成物と、該焼成物100
重量部に対しアルミナセメント1〜30重量部と、石膏
とを含有するセメント系水硬性組成物を提供するもので
ある。また、本発明は、当該セメント系水硬性組成物
と、フィラー材及び水を混合し、得られたスラリーを、
成形、養生して得られる硬化物を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、「C」とは「C
aO」を、「S」とは「SiO2」を、「A」とは「A
23」を、「F」とは「Fe23」を意味する。
【0008】本発明のセメント系水硬性組成物は、都市
ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰からなる群から選択され
た一種以上を原料としてなる焼成物に、アルミナセメン
トと石膏を添加して製造される。
【0009】本発明のセメント系水硬性組成物における
焼成物は、都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰からなる
群から選択された一種以上を原料としてなる焼成物であ
るが、使用される原料としては、都市ゴミ焼却灰、下水
汚泥焼却灰の他、貝殻、下水汚泥に生石灰を混合した下
水汚泥乾粉、その他の一般廃棄物や産業廃棄物、石灰
石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄等を混合
して、C3Aを10〜40重量%を含有し、更にC2S又
はC3Sの一種以上を含むように成分調整したものであ
ってもよい。ここで、C2Sの含量は、5〜40重量%
が好ましく、C3Sの含量は、30〜70重量%が好ま
しい。係る原料を1100〜1400℃で焼成して本発
明の焼成物とすることができる。尚、ここで得られたC
3Aを10〜40重量%含む焼成物は、C3Aを多く含有
することから、焼成物だけで水と混練すると瞬結するた
め、スラリーの流動性がなく成形することができない。
【0010】本発明のセメント系水硬性組成物は、当該
焼成物に石膏とアルミナセメントを添加することによ
り、速硬性を残したまま流動性を確保することを可能に
したものである。上記焼成物に石膏のみを添加すると、
凝結が遅延され、普通セメントと同様の性能にすること
ができるが、この場合には、C3Aを多く含んでいなが
ら超速硬性という特徴が消されてしまう。これにアルミ
ナセメントを加えることにより、瞬結はしないが速硬性
を発揮するセメント系水硬性組成物を得ることができ
た。
【0011】ここで、アルミナセメントは、適度な硬化
時間及び硬化体の強度を確保するために、焼成物100
重量部に対して、1〜30重量部を添加することが必要
である。即ち、アルミナセメントが1重量部未満の場合
は、硬化時間を速くする効果が少なく、30重量部をこ
える場合は、硬化速度が速く十分な流動性が得られない
ため、成形が難しくなる。アルミナセメントの最も好ま
しい配合比は、焼成物100重量部に対して、1〜25
重量部である。
【0012】一方、石膏の配合比は特に限定されない
が、焼成物100重量部に対して2〜25重量部、特に
2〜20重量部である場合が好ましい。2重量部未満の
場合には、硬化時間が速く、十分な流動性が得られない
ため成形が難しくなる場合があり、25重量部を越える
場合には硬化時間が遅くなり、速硬性の特徴を損なうこ
とがある。尚、本発明のセメント系水硬性組成物におい
て用いられる石膏は、無水石膏、二水石膏、半水石膏の
何れをも、それぞれ単独或いは併用して使用することが
できるが、半水石膏が特に好ましい。
【0013】また、アルミナセメントと石膏の配合比を
変えることにより、スラリーの流動性と、硬化時間及び
硬化体の強度を適宜調整することができる。両者の混合
量は、焼成物中に含まれるC3Aの含有量によっても変
わり、例えばC3Aが20重量%の場合は、焼成物10
0重量部に対して石膏は2〜20重量部、アルミナセメ
ントは1〜30重量部であることが好ましく、また、C
3Aが40重量部の場合は、焼成物100重量部に対し
て石膏は5〜25重量部、アルミナセメントは2〜25
重量部であることが好ましい。
【0014】本発明のセメント系水硬性組成物は、フィ
ラー材及び水を混合し、得られたスラリーを成形、養生
して硬化物とすることができる。ここで、フィラー材と
は、補強効果、加工性付与、軽量化、増量等を目的に配
合されるものであって、例えば、木片や木質繊維のよう
な木質フィラー、パルプ繊維、その他の無機・有機質補
強繊維、無機・有機質軽量骨材、砕石、細・粗骨材等が
挙げられる。これらフィラー材の種類および配合量は、
目的とする製品の性能に応じて決定すればよい。
【0015】また、スラリー形成に用いられる水の配合
量は、得られる硬化物の比重、強度等の物性を勘案して
適宜決定するが、例えば水/セメント比として、20〜
150%程度が好ましい。
【0016】また、スラリー形成においては、スラリー
の取り扱いや目的とする製品の性能に応じて各種の混和
剤を添加することができる。例えば、減水剤、スラリー
流動化剤、スラリー粘性調整剤、各種分散剤等が挙げら
れ、必要に応じてその種類や配合量を調整して使用すれ
ばよい。
【0017】スラリーの成形は、型枠流し込み成形、連
続流し込み成形、プレス成形等の公知の方法を用いるこ
とができる。例えば、スラリーをコンベアにより連続的
又は間欠的に移動する成形型枠上に供給し、セメント板
等を成形することができる。
【0018】養生は、湿潤養生、蒸気養生、加温養生、
加圧養生、オートクレーブ養生等の公知の養生方法を用
いることができる。
【0019】かくして得られた硬化物は、各種土木建築
用製品、セメント板、外装材、内装材等に使用できる。
【0020】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって制限されるもので
はない。
【0021】実施例1〜7、比較例1 (1)焼成物の製造 都市ゴミ焼却灰、石灰石粉、アルミ灰を原料とし、13
00〜1350℃で焼成後、ブレーン比表面積が400
0cm2/gとなるように粉砕した。鉱物組成を表1に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】(2)硬化物の製造 表2に示す配合量で、(1)で得られた焼成物と石膏
(半水石膏については市販焼き石膏(サンエス石膏
(株)製)を、二水石膏については天然二水石膏を、無
水石膏については天然II型無水石膏を使用)とアルミナ
セメント(アルミナセメント1号、電気化学工業(株)
製)を混合したセメント系水硬性組成物100重量部、
古紙パルプ繊維2重量部、メチルセルロース(ハイメト
ローズ(信越化学(株)製))0.2重量部を乾式混合
後、減水剤(コアフロー(太平洋セメント(株)製))
2重量部を混合した水道水50重量部と混練する。混練
後、スラリーを鉄製の型枠に流し込み、型枠に蓋をし
て、100℃の養生槽で20分間養生し、硬化物とし
た。
【0024】(3)評価方法 スラリーの流動性と硬化物の硬化状態を評価した。スラ
リーの流動性は、スラリーをφ=5cm、h=5cmのアク
リルパイプに充填し、このパイプを静かに引き上げ、ス
ラリーの拡がりをフロー値で評価した。フロー値が12
cm以上のものを◎、9〜12cmのものを○、9cm未満の
ものを×とした。硬化物の硬化状態は、養生後に硬化物
の硬度をゴム硬度計(JIS K 6301)で測定して
評価した。ゴム硬度計の読み値が30以上のものを◎、
20〜30のものを○、20未満のものを×とした。
【0025】
【表2】
【0026】表2に示すように、実施例1〜7のセメン
ト系水硬性組成物を用いた場合は、フロー値が何れも9
cm以上であり流動性があり、流し込み成形ができた。ま
た、硬化状態もよく、型枠から崩れることなく脱型する
ことができた。しかし、比較例1は水と瞬結したため、
混練することができなかった。
【0027】実施例8〜10、比較例2及び3 表3に示すように、半水石膏を5重量部と一定にし、ア
ルミナセメントの添加量を変え、実施例1〜7と同様に
硬化物を製造し、評価した。
【0028】
【表3】
【0029】実施例8〜10では、フロー値が何れも9
cm以上で流動性があり流し込み成形もできると共に、硬
化状態もよく型枠から崩れることなく脱型することがで
きた。しかし、アルミナセメントが0.5重量部の比較
例2は、フロー値が12cm以上で流動性はあったが、硬
化せず型枠から脱型すると崩れてしまった。また、アル
ミナセメントが40重量部の比較例3は、混練中に硬化
が始まったため、流し込み成形ができなかった。
【0030】実施例11〜13 表4に示すように、アルミナセメントを10重量部と一
定にし、半水石膏の添加量を変え、実施例1〜7と同様
に硬化物を製造し、評価した。
【0031】
【表4】
【0032】表4に示すように、実施例11〜13は、
フロー値が何れも9cm以上で流動性があり流し込み成形
もできると共に、硬化状態もよく型枠から崩れることな
く脱型することができた。
【0033】
【発明の効果】本発明のセメント系水硬性組成物は、流
動性と速硬性を発揮することから、低コストで且つ生産
性に優れる硬化物を得ることができ、各種土木建築用製
品、セメント板、外装材、内装材等幅広い用途に使用で
きる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C04B 18:10 22:14 7:28) 103:14 103:30 111:00 (72)発明者 永田 憲史 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 株式会 社建材テクノ研究所内 Fターム(参考) 4D004 AA36 BA02 CA30 CC11 4G012 MB23 PA35 PB03 PB04 PB11 PC03 PD03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市ゴミ焼却灰及び下水汚泥焼却灰から
    なる群から選択された一種以上を原料としてなる焼成物
    であって、3CaO・Al23 を10〜40重量%及
    び2CaO・SiO2 又は3CaO・SiO2 の一種以
    上を含む焼成物と、該焼成物100重量部に対しアルミ
    ナセメント1〜30重量部と、石膏とを含有するセメン
    ト系水硬性組成物。
  2. 【請求項2】 石膏の含有量が、焼成物100重量部に
    対して2〜25重量部である請求項1記載のセメント系
    水硬性組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のセメント系水硬性
    組成物と、フィラー材及び水を混合し、得られたスラリ
    ーを、成形、養生して得られる硬化物。
JP5254599A 1999-03-01 1999-03-01 セメント系水硬性組成物及びこれを用いた硬化物 Pending JP2000247720A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL422988A1 (pl) * 2017-09-27 2019-04-08 Mo-Bruk Spółka Akcyjna Cement z siarczanowym regulatorem czasu wiązania
CN114425556A (zh) * 2022-02-07 2022-05-03 浙江美臣新材料科技有限公司 一种铝灰资源化处理方法
CN114470607A (zh) * 2022-02-07 2022-05-13 浙江美臣新材料科技有限公司 一种铝灰无害化回收处理方法

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PL422988A1 (pl) * 2017-09-27 2019-04-08 Mo-Bruk Spółka Akcyjna Cement z siarczanowym regulatorem czasu wiązania
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