JP2000281397A - 水硬性組成物及びその製造方法 - Google Patents
水硬性組成物及びその製造方法Info
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
(57)【要約】
【課題】実質的にダイオキシンを含まない水硬性組成物
を都市ゴミ焼却灰から効率的に製造することを主な目的
とする。 【解決手段】都市ゴミ焼却灰をふるい分けすることによ
りふるい上物及びふるい下物に分別した後、ふるい下物
を粉砕処理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを混合
し、焼成した後、得られた焼成物を粉砕することを特徴
とする水硬性組成物の製造方法、及びこれによって得ら
れる水硬性組成物。
を都市ゴミ焼却灰から効率的に製造することを主な目的
とする。 【解決手段】都市ゴミ焼却灰をふるい分けすることによ
りふるい上物及びふるい下物に分別した後、ふるい下物
を粉砕処理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを混合
し、焼成した後、得られた焼成物を粉砕することを特徴
とする水硬性組成物の製造方法、及びこれによって得ら
れる水硬性組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水硬性組成物及び
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】人口の増加及び経済の発展に伴って排出さ
れるゴミ量も増加の一途をたどっている。排出されたゴ
ミは、そのほとんどが焼却され、それにより発生した焼
却灰は投棄処分されている。
れるゴミ量も増加の一途をたどっている。排出されたゴ
ミは、そのほとんどが焼却され、それにより発生した焼
却灰は投棄処分されている。
【０００３】ところが、近年、ゴミ処分場の短命化（ゴ
ミ処分場の不足）が顕著となり、ゴミ焼却灰の再資源化
が強く求められている。また、ゴミ焼却灰は、焼却過程
で生成したダイオキシンを含んでおり、安全性の確保も
急務とされている。
ミ処分場の不足）が顕著となり、ゴミ焼却灰の再資源化
が強く求められている。また、ゴミ焼却灰は、焼却過程
で生成したダイオキシンを含んでおり、安全性の確保も
急務とされている。
【０００４】これに対し、最近では、都市ゴミ焼却灰を
主成分として水硬性組成物を製造する試みがなされてい
る（例えば、特開平７−１６５４４６号、特開平１０−
２１８６４５号等）。
主成分として水硬性組成物を製造する試みがなされてい
る（例えば、特開平７−１６５４４６号、特開平１０−
２１８６４５号等）。
【０００５】しかしながら、これらの方法では、焼却灰
に対して多量の石灰石粉末等の補助調整原料を配合した
後に焼成処理を施すものであるため、原料費のみなら
ず、設備費、運搬費、焼成コスト等が多大となり、実用
化するにはさらなるコストダウンが必要である。
に対して多量の石灰石粉末等の補助調整原料を配合した
後に焼成処理を施すものであるため、原料費のみなら
ず、設備費、運搬費、焼成コスト等が多大となり、実用
化するにはさらなるコストダウンが必要である。
【０００６】一方、都市ゴミ焼却灰を加熱処理すること
により焼成用原料として利用する試みもなされている
（特開平１０−２３０２３７号）。また、焼却残渣を粉
砕し、造粒した後、乾燥させて焼成固化することにより
ダイオキシンを完全分解する方法も提案されている（特
開平１０−３０９５５６号）。
により焼成用原料として利用する試みもなされている
（特開平１０−２３０２３７号）。また、焼却残渣を粉
砕し、造粒した後、乾燥させて焼成固化することにより
ダイオキシンを完全分解する方法も提案されている（特
開平１０−３０９５５６号）。
【０００７】しかしながら、前者の方法では、その加熱
処理により生成するゲーレナイトが非水硬性鉱物である
ため、これをそのまま水硬性組成物として用いることは
困難である。また、後者の方法では、造粒過程でＣａ源
を添加するものであることから、コスト的に不利であ
り、実用的な方法としては十分なものとは言えない。
処理により生成するゲーレナイトが非水硬性鉱物である
ため、これをそのまま水硬性組成物として用いることは
困難である。また、後者の方法では、造粒過程でＣａ源
を添加するものであることから、コスト的に不利であ
り、実用的な方法としては十分なものとは言えない。
【０００８】他方では、少量の都市ゴミ焼却灰を粉砕し
たものをそのままセメントの増量剤として使用する試み
もなされているが、この方法ではダイオキシン対策がな
されておらず、安全性において大きな問題が残る。
たものをそのままセメントの増量剤として使用する試み
もなされているが、この方法ではダイオキシン対策がな
されておらず、安全性において大きな問題が残る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
においては、ダイオキシンの問題を解消しつつ、都市ゴ
ミ焼却灰を再利用する有効な方法は未だ開発されていな
い。
においては、ダイオキシンの問題を解消しつつ、都市ゴ
ミ焼却灰を再利用する有効な方法は未だ開発されていな
い。
【００１０】従って、本発明は、実質的にダイオキシン
を含まない水硬性組成物を都市ゴミ焼却灰から効率的に
製造することを主な目的とする。
を含まない水硬性組成物を都市ゴミ焼却灰から効率的に
製造することを主な目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、都市ゴミ焼
却灰を特定の方法で処理することによって上記目的を達
成できることを見出し、本発明を完成した。
却灰を特定の方法で処理することによって上記目的を達
成できることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】すなわち、本発明は、下記の水硬性組成物
及びその製造方法に係るものである。
及びその製造方法に係るものである。
【００１３】１．都市ゴミ焼却灰をふるい分けすること
によりふるい上物及びふるい下物に分別した後、ふるい
下物を粉砕処理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを
混合し、焼成した後、得られた焼成物を粉砕することを
特徴とする水硬性組成物の製造方法。
によりふるい上物及びふるい下物に分別した後、ふるい
下物を粉砕処理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを
混合し、焼成した後、得られた焼成物を粉砕することを
特徴とする水硬性組成物の製造方法。
【００１４】２．焼成温度が９５０〜１２５０℃である
上記第１項記載の製造方法。
上記第１項記載の製造方法。
【００１５】３．混合に先立って、予めふるい上物を磁
力選別処理する上記第１項又は第２項に記載の製造方
法。
力選別処理する上記第１項又は第２項に記載の製造方
法。
【００１６】４．都市ゴミ焼却灰の焼成物を主成分とす
る水硬性組成物。
る水硬性組成物。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の水硬性組成物の製造方法
は、都市ゴミ焼却灰をふるい分けすることによりふるい
上物及びふるい下物に分別した後、ふるい下物を粉砕処
理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを混合し、焼成
した後、得られた焼成物を粉砕することを特徴とする。
本発明の製造方法は、都市ゴミ焼却灰を実質的に単独で
焼成することを基本的な特徴とする。但し、本発明の効
果を妨げない範囲内で他の成分（水硬性物質等）を予め
配合しても良い。
は、都市ゴミ焼却灰をふるい分けすることによりふるい
上物及びふるい下物に分別した後、ふるい下物を粉砕処
理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを混合し、焼成
した後、得られた焼成物を粉砕することを特徴とする。
本発明の製造方法は、都市ゴミ焼却灰を実質的に単独で
焼成することを基本的な特徴とする。但し、本発明の効
果を妨げない範囲内で他の成分（水硬性物質等）を予め
配合しても良い。
【００１８】都市ゴミ焼却灰の種類は、特に限定的でな
く、一般廃棄物、産業廃棄物、家庭廃棄物等の各種廃棄
物の焼却灰が挙げられる。
く、一般廃棄物、産業廃棄物、家庭廃棄物等の各種廃棄
物の焼却灰が挙げられる。
【００１９】本発明の製造方法では、まず都市ゴミ焼却
灰をふるい分けする。ふるい分けの方法は公知の方法に
従えば良い。ふるい目の大きさとしては、都市ゴミ焼却
灰の種類にもよるが、通常は０．５〜５０ｍｍ程度、好
ましくは２〜２０ｍｍとすれば良い。
灰をふるい分けする。ふるい分けの方法は公知の方法に
従えば良い。ふるい目の大きさとしては、都市ゴミ焼却
灰の種類にもよるが、通常は０．５〜５０ｍｍ程度、好
ましくは２〜２０ｍｍとすれば良い。
【００２０】上記ふるい分けによって、都市ゴミ焼却灰
をふるい上物とふるい下物に分別する。本発明では、ふ
るい下物を公知の粉砕方法（ボールミル、クラッシャー
ミル等）により粉砕処理する。粉砕の程度は、所望の水
硬性が得られる限り特に限定されず、最終製品の用途、
都市ゴミ焼却灰の種類（内容）等によって適宜決定すれ
ば良い。一般的には、粉砕処理後の粉体の８０重量％が
ふるい目４００μｍのふるいを通過する程度に粉砕すれ
ば良い。
をふるい上物とふるい下物に分別する。本発明では、ふ
るい下物を公知の粉砕方法（ボールミル、クラッシャー
ミル等）により粉砕処理する。粉砕の程度は、所望の水
硬性が得られる限り特に限定されず、最終製品の用途、
都市ゴミ焼却灰の種類（内容）等によって適宜決定すれ
ば良い。一般的には、粉砕処理後の粉体の８０重量％が
ふるい目４００μｍのふるいを通過する程度に粉砕すれ
ば良い。
【００２１】また、ふるい上物はそのままでも良いが、
混合に先立って予め磁力選別処理を行うことが好まし
い。磁力選別処理の方法・条件は、公知の方法によって
実施することができる。
混合に先立って予め磁力選別処理を行うことが好まし
い。磁力選別処理の方法・条件は、公知の方法によって
実施することができる。
【００２２】都市ゴミ焼却灰中多量に含まれるＳｉ、Ｎ
ａ、Ｋ等のほとんどは陶磁器及びガラスに含まれていた
ものであり、上記ふるい分けによって選別することが可
能であり、これによってふるい下物のＳｉ、Ｎａ、Ｋ等
の含有量の低減化を図ることができる。一方、ふるい上
物には陶磁器及びガラスのほか、空き缶等の金属（主と
して鉄分）も多く含まれており、これを磁力選別処理に
より効果的に選別することができる。選別された鉄等
は、別途に再資源化することができる。
ａ、Ｋ等のほとんどは陶磁器及びガラスに含まれていた
ものであり、上記ふるい分けによって選別することが可
能であり、これによってふるい下物のＳｉ、Ｎａ、Ｋ等
の含有量の低減化を図ることができる。一方、ふるい上
物には陶磁器及びガラスのほか、空き缶等の金属（主と
して鉄分）も多く含まれており、これを磁力選別処理に
より効果的に選別することができる。選別された鉄等
は、別途に再資源化することができる。
【００２３】次いで、本発明では、ふるい下物の粉砕物
とふるい上物とを混合する。両者の混合割合は特に制限
されず、両者を適当な割合で混合して焼成することがで
きる。混合物は、なお、混合物には、本発明の効果を妨
げない範囲内で他の成分（水硬性物質等）が含まれてい
ても良い。
とふるい上物とを混合する。両者の混合割合は特に制限
されず、両者を適当な割合で混合して焼成することがで
きる。混合物は、なお、混合物には、本発明の効果を妨
げない範囲内で他の成分（水硬性物質等）が含まれてい
ても良い。
【００２４】続いて、混合物の焼成を行う。焼成温度
は、水硬性鉱物であるカルシウムアルミネートの生成と
ダイオキシンの分解が開始される温度以上とすれば特に
限定されないが、通常は９５０〜１２５０℃程度、好ま
しくは１０００〜１２００℃とすれば良い。また、焼成
雰囲気は特に制限されないが、通常は大気中とすれば良
い。また、焼成時間は、所定の水硬性鉱物が生成する限
り特に制限されず、焼成温度等に応じて適宜設定すれば
良い。また、焼成後の冷却は、自然冷却（放冷）又は強
制冷却のいずれでも良い。
は、水硬性鉱物であるカルシウムアルミネートの生成と
ダイオキシンの分解が開始される温度以上とすれば特に
限定されないが、通常は９５０〜１２５０℃程度、好ま
しくは１０００〜１２００℃とすれば良い。また、焼成
雰囲気は特に制限されないが、通常は大気中とすれば良
い。また、焼成時間は、所定の水硬性鉱物が生成する限
り特に制限されず、焼成温度等に応じて適宜設定すれば
良い。また、焼成後の冷却は、自然冷却（放冷）又は強
制冷却のいずれでも良い。
【００２５】得られた焼成物は、公知の粉砕方法（ボー
ルミル、クラッシャーミル等）により粉砕処理する。粉
末度は、細かいほど水硬性組成物としての強度発現が早
くなるので、所望の強度発現特性等に応じて決定すれば
良い。一般には、ブレーン比表面積で１５００ｃｍ2／
ｇ以上、好ましくは２０００ｃｍ2／ｇ以上とする。ま
た、本発明では、必要に応じて、粉砕処理前及び／又は
粉砕処理後に、水硬性組成物としての凝結時間の調節の
ための成分（例えば石膏等）を加えることもできる。上
記成分を加えた後、必要に応じてさらに粉砕処理を施し
ても良い。この場合の粉末度も上記比表面積となるよう
にすれば良い。
ルミル、クラッシャーミル等）により粉砕処理する。粉
末度は、細かいほど水硬性組成物としての強度発現が早
くなるので、所望の強度発現特性等に応じて決定すれば
良い。一般には、ブレーン比表面積で１５００ｃｍ2／
ｇ以上、好ましくは２０００ｃｍ2／ｇ以上とする。ま
た、本発明では、必要に応じて、粉砕処理前及び／又は
粉砕処理後に、水硬性組成物としての凝結時間の調節の
ための成分（例えば石膏等）を加えることもできる。上
記成分を加えた後、必要に応じてさらに粉砕処理を施し
ても良い。この場合の粉末度も上記比表面積となるよう
にすれば良い。
【００２６】このようにして得られる本発明の水硬性組
成物は、都市ゴミ焼却灰の焼成物を主成分とするもので
ある。他の成分としては、例えば石灰石等のカルシウム
を多く含む物質が含まれていても良い。これらの組成割
合は、最終製品の用途等に応じて適宜設定すれば良い。
本発明では、必要に応じて石膏を添加することもでき
る。石膏は、上記焼成物１００重量部に対して通常０．
５〜２００重量部程度配合することができるが、最終製
品の用途等によっては上記範囲外となっても差し支えな
い。
成物は、都市ゴミ焼却灰の焼成物を主成分とするもので
ある。他の成分としては、例えば石灰石等のカルシウム
を多く含む物質が含まれていても良い。これらの組成割
合は、最終製品の用途等に応じて適宜設定すれば良い。
本発明では、必要に応じて石膏を添加することもでき
る。石膏は、上記焼成物１００重量部に対して通常０．
５〜２００重量部程度配合することができるが、最終製
品の用途等によっては上記範囲外となっても差し支えな
い。
【００２７】本発明の水硬性組成物は、公知の水硬性組
成物と同様にして用いることができる。例えば、本発明
組成物に水を加え、必要に応じて骨材、セメント混和剤
等を配合し、混練して使用することができる。
成物と同様にして用いることができる。例えば、本発明
組成物に水を加え、必要に応じて骨材、セメント混和剤
等を配合し、混練して使用することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明の製造方法では、実質的にダイオ
キシンを含まない水硬性組成物を効率良く得ることがで
きる。また、ふるい上物の磁力選別処理を施すことによ
って、より一層効率的に安全性の高い水硬性組成物を製
造することが可能となる。
キシンを含まない水硬性組成物を効率良く得ることがで
きる。また、ふるい上物の磁力選別処理を施すことによ
って、より一層効率的に安全性の高い水硬性組成物を製
造することが可能となる。
【００２９】また、本発明の製造方法では、従来技術と
異なり、副原料を使用しなくても水硬性組成物を製造で
きるので、コスト的にも非常に有利であり、工業的規模
での生産にも適している。
異なり、副原料を使用しなくても水硬性組成物を製造で
きるので、コスト的にも非常に有利であり、工業的規模
での生産にも適している。
【００３０】このように、本発明の水硬性組成物及びそ
の製造方法によれば、都市ゴミ焼却灰の有効利用を図る
とともに、ダイオキシン問題の解消にも寄与することが
可能となる。
の製造方法によれば、都市ゴミ焼却灰の有効利用を図る
とともに、ダイオキシン問題の解消にも寄与することが
可能となる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明確にする。
徴とするところをより一層明確にする。
【００３２】実施例１ 表１上段に示す組成の都市ゴミ焼却灰をふるい目５ｍｍ
のふるいでふるい分けを行った。なお、ふるい下物の組
成を表１下段に示す。
のふるいでふるい分けを行った。なお、ふるい下物の組
成を表１下段に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】上記都市ゴミ焼却灰をふるい分けした後、
ふるい下物を粉砕し、この粉砕物とふるい上物とを混合
した。この混合物を大気中１１５０℃で約１時間焼成し
た後、ブレーン比表面積が３０００ｃｍ2／ｇになるよ
うに焼成物をボールミルにより粉砕した。この粉砕物を
用い、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて凝結試験を行い、
その凝結始発時間を測定することにより水硬性を調べ
た。その結果を表２に示す。
ふるい下物を粉砕し、この粉砕物とふるい上物とを混合
した。この混合物を大気中１１５０℃で約１時間焼成し
た後、ブレーン比表面積が３０００ｃｍ2／ｇになるよ
うに焼成物をボールミルにより粉砕した。この粉砕物を
用い、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて凝結試験を行い、
その凝結始発時間を測定することにより水硬性を調べ
た。その結果を表２に示す。
【００３５】比較例１ 実施例１と同じ都市ゴミ焼却灰をふるい分けせずにその
まま用い、これを大気中１１５０℃で約１時間焼成した
後、ブレーン比表面積が３０００ｃｍ2／ｇになるよう
に焼成物をボールミルにより粉砕した。得られた粉砕物
について実施例１と同様の試験を行った。その結果を表
２に示す。
まま用い、これを大気中１１５０℃で約１時間焼成した
後、ブレーン比表面積が３０００ｃｍ2／ｇになるよう
に焼成物をボールミルにより粉砕した。得られた粉砕物
について実施例１と同様の試験を行った。その結果を表
２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２の結果からも明らかなように、本発明
方法により製造された粉砕物は、良好な水硬性を示すこ
とがわかる。
方法により製造された粉砕物は、良好な水硬性を示すこ
とがわかる。
【００３８】実施例２〜６及び比較例２ 実施例１と同様にして得られた混合物を大気中で表３に
示す焼成温度にて焼成し、各焼成物１００重量部に対し
て二水石膏を５重量部加え、ブレーン比表面積３０００
ｃｍ2／ｇになるようにボールミルにより粉砕した。こ
の粉砕物を用い、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じてモルタ
ル試験を行った。その結果を表３に示す。なお、比較例
２として焼成しない場合の結果も併せて表３に示す。
示す焼成温度にて焼成し、各焼成物１００重量部に対し
て二水石膏を５重量部加え、ブレーン比表面積３０００
ｃｍ2／ｇになるようにボールミルにより粉砕した。こ
の粉砕物を用い、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じてモルタ
ル試験を行った。その結果を表３に示す。なお、比較例
２として焼成しない場合の結果も併せて表３に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】焼成しなかった比較例２では全く強度発現
しなかったのに対し、各温度で焼成された実施例２〜６
では所定の強度が発現することがわかる。特に、９５０
〜１２５０℃で焼成された実施例１〜３はより優れた強
度発現が認められる。
しなかったのに対し、各温度で焼成された実施例２〜６
では所定の強度が発現することがわかる。特に、９５０
〜１２５０℃で焼成された実施例１〜３はより優れた強
度発現が認められる。
【００４１】また、実施例２〜６において、モルタル試
験後のモルタル硬化体について環境基準法（環境庁告示
第４６号）に基づいて実施した重金属等の溶出試験結果
は、すべて環境基準値を下回った。平成９年厚生省策定
「廃棄物処理におけるダイオキシン類測定分析マニュア
ル」に基づいて実施したダイオキシン類の含有量は、検
出下限値以下であった。
験後のモルタル硬化体について環境基準法（環境庁告示
第４６号）に基づいて実施した重金属等の溶出試験結果
は、すべて環境基準値を下回った。平成９年厚生省策定
「廃棄物処理におけるダイオキシン類測定分析マニュア
ル」に基づいて実施したダイオキシン類の含有量は、検
出下限値以下であった。
Claims (4)
- 【請求項１】都市ゴミ焼却灰をふるい分けすることによ
りふるい上物及びふるい下物に分別した後、ふるい下物
を粉砕処理し、次いで当該粉砕物とふるい上物とを混合
し、焼成した後、得られた焼成物を粉砕することを特徴
とする水硬性組成物の製造方法。 - 【請求項２】焼成温度が９５０〜１２５０℃である請求
項１記載の製造方法。 - 【請求項３】混合に先立って、予めふるい上物を磁力選
別処理する請求項１又は２に記載の製造方法。 - 【請求項４】都市ゴミ焼却灰の焼成物を主成分とする水
硬性組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263499A JP4336916B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 水硬性組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263499A JP4336916B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 水硬性組成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000281397A true JP2000281397A (ja) | 2000-10-10 |
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