JP2000351658A - 焼成灰含有水硬性組成物 - Google Patents

焼成灰含有水硬性組成物

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JP2000351658A
JP2000351658A JP16590399A JP16590399A JP2000351658A JP 2000351658 A JP2000351658 A JP 2000351658A JP 16590399 A JP16590399 A JP 16590399A JP 16590399 A JP16590399 A JP 16590399A JP 2000351658 A JP2000351658 A JP 2000351658A
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water
ash
hydraulic
dispersant
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JP16590399A
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Etsuro Sakai
悦郎 坂井
Seiki Daimon
正機 大門
Akinori Nakamura
明則 中村
Yasuichi Jo
安市 城
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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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
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

(57)【要約】 【課題】リン酸イオンの分散剤におよぼす悪影響を緩和
し、優れた流動性を有する水硬性組成物を提供する。 【解決手段】都市型廃棄物の焼成灰を含むセメント等の
水硬性物質及び分散剤よりなり、水と混合後のリン含有
イオン濃度を特定量以下に減少せしめた水硬性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な水硬性組成
物に関する。詳しくは、都市型廃棄物の焼成灰(以下、
単に焼成灰ともいう)を含む水硬性物質と分散剤とより
なる組成物であって、水と混合後の分散剤による高流動
化効果を極めて効果的に発現させることが可能な焼成灰
含有水硬性組成物である。
【0002】
【従来の技術】従来、ポルトランドセメントのような水
硬性物質を水と混合後の流動性(以下、単に流動性とも
いう)を向上せしめ、ワーカビリティーを改良する目的
で、該水硬性物質に分散剤を配合することが行われてい
る。最近では、上記分散剤として高性能AE減水剤が開発
され、これを水硬性物質に配合することにより、流動性
が著しく向上した組成が提案されている。
【0003】一方、下水汚泥をはじめとする都市型廃棄
物の安定化処理を目的として、上記都市型廃棄物を焼成
し、その焼成灰をセメント等の水硬性物質に配合して有
効利用するという試みが成されつつある。具体的には、
下水汚泥をセメントの原料と共にキルン中で焼成して、
該下水汚泥の焼成灰を含むセメントが製造される。ま
た、都市型廃棄物を別途の焼却設備で焼成して得られた
焼成灰を水硬性物質に配合する場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、水硬性物質に都市型廃棄物、特に下水汚泥の焼
成灰が含有される場合、これに前記分散剤を配合して流
動性を改良しようとすると該分散剤の効果が殆ど発揮さ
れず、十分な流動性が得られないという問題が存在する
ことが本発明者らによって確認された。
【0005】上記現象は、分散剤として、ポリカルボン
酸系セメント分散剤のようにポリエチレングリコール鎖
を有する化合物を使用した場合、特に著しい。
【0006】従って、本発明の目的は、都市型廃棄物の
焼成灰を含有する水硬性物質と分散剤とよりなる組成に
おいて、該焼却灰による流動性の低下が著しく低く抑え
られた焼成灰含有水硬性組成物を提案することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決すべく鋭意研究した結果、前記焼却灰中に含まれ
るリン含有イオンが分散剤による流動化作用に悪影響を
及ぼすという知見を得た。そして、更に検討を重ねた結
果、焼成灰含有水硬性組成物中の上記リン含有イオンを
特定量以下に調整することにより、上記流動性を極めて
効果的に回復し得ることを見い出し、本発明を完成する
に至った。
【0008】即ち、本発明は、都市型廃棄物の焼成灰を
含有する水硬性物質及び分散剤よりなる組成物であり、
水と該組成物との重量比(水/組成物重量比)0.3に
おいて測定される液相部のリン含有イオン濃度がP2O5
算で0.5g/l以下に調整されたことを特徴とする焼
成灰含有水硬性組成物(以下、単に水硬性組成物ともい
う)である。
【0009】
【本発明の実施の形態】本発明において、水硬性物質は
水硬性の性質を有するものが特に制限なく使用される。
例えば、ポルトランドセメント、スラグ、フライアッシ
ュ等が挙げられ、これらを一種又は二種以上を混合して
使用することができる。例えば、ポルトランドセメント
単独、ポルトランドセメントとスラグ及び/又はフライ
アッシュとの混合物が好適である。特に、ポルトランド
セメント単独、ポルトランドセメントとスラグとの混合
物よりなる組成が硬化体における強度が高く好ましい。
【0010】上記ポルトランドセメントの一般的な組成
としては、C3A2〜20重量%、C3S30〜70重量%、
C2S5〜55重量%、C4AF5〜15重量%およびセッコ
ウ2〜6.5重量%よりなる成分を合計100重量%とな
るような組成が挙げられる。
【0011】また、本発明において、分散剤は、従来か
ら流動性付与剤として使用される公知のものが特に制限
なく使用される。そのうち、高性能減水剤、流動化剤、
高性能AE減水剤として知られる分散剤を使用する場合に
本発明は効果が顕著である。特に、ポリエチレングリコ
ール鎖を有する分散剤が極めて高い効果を発揮するた
め、本発明において好適である。
【0012】水硬性物質に対する上記分散剤の配合割合
は、公知の範囲が特に制限なく適用される。一般には、
水硬性物質100重量部に対して、分散剤0.1〜3.
5重量部、好ましくは、0.5〜2.5重量部である。
【0013】本発明において、都市型廃棄物とは、いわ
ゆる一般廃棄物や下水汚泥に代表される生活廃棄物の総
称である。
【0014】そして、この都市型廃棄物の焼成灰を水硬
性物質に含有せしめる態様は、セメントの如き水硬性物
質を焼成により製造する過程において、都市型廃棄物を
その原料と共に添加し、同時に焼成することにより、焼
却灰を含むセメントクリンカーとして得る態様、都市型
廃棄物を別途の焼却設備で焼成して得られた焼成灰を水
硬性物質に添加する態様が挙げられる。上記焼成灰は、
一般に、それ自体で水硬性を有する。
【0015】上記都市型廃棄物、特に、下水汚泥を焼却
して得られる焼成灰は、前記したように、リン化合物を
含み、これが水との混合時にリン酸イオン、亜リン酸イ
オン等のリン含有イオンを生成し、分散剤添加による流
動性に極めて重大な影響を及ぼす。このように、焼成灰
を添加した水硬性組成物はリン含有イオンを多量に有す
る。
【0016】本発明の水硬性組成物の特徴は、上記水硬
性組成物において、水と該組成物との重量比(水/組成
物比)0.3において測定される液相部のリン含有イオ
ン濃度がP2O5換算で0.5g/l以下、好ましくは、
0.2g/l以下となるように調整することにある。
【0017】即ち、水硬性組成物におけるリン含有イオ
ン濃度がP2O5換算で0.5g/lを超える場合、流動性
の回復効果が十分発揮されない。
【0018】尚、液相中のリン含有イオンの濃度は、実
施例において具体的に示すように、イオンクロマトグラ
フによって求めた値である。
【0019】本発明において、上記リン含有イオン濃度
を上記範囲に調整する方法は特に制限されるものではな
いが、好適な方法として、該リン含有イオンと不溶性塩
を形成する水溶性化合物の添加により調整する方法が挙
げられる。好適に使用される水溶性化合物としては、酸
化カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物
などが挙げられる。
【0020】本発明の実施において、水硬性物質として
ポルトランドセメントを使用し、前記リン含有イオンと
不溶性塩を形成する水溶性化合物として酸化カルシウム
や水酸化カルシウムを添加し、且つその添加量が2%を
超える場合、得られる硬化体の長期安定性などの観点か
ら、高炉スラグやフライアッシュ等のポゾラン性材料を
併用することが望ましい。かかる量は、ポルトランドセ
メント100重量部に対して10〜400重量部が望ま
しく、更に好ましくは10〜100重量部が好適であ
る。尚、本発明において、水硬性組成組成の水との混合
後における各イオン濃度の測定は、硬化前の上記混合物
より、遠心分離等の手段によって液相を分離し、これを
イオンクロマトグラフによって行うことができる。
【0021】本発明において、得られる水硬性組成物
は、250〜1000m2/kgの粉末度を有するもの
が、更に好ましくは、300〜600m2/kgの粉末
度を有するものが好適に使用される。
【0022】本発明の水硬性組成物は、最終的に水と混
合した時点で上述した条件を満足していれば良く、各成
分の配合方法および配合時期等は特に制限されるもので
はない。
【0023】また、本発明の水硬性組成物には、本発明
の効果を著しく低下させない範囲で、他の任意の添加剤
を配合することができる。例えば、細骨材、粗骨材等の
骨材、粉体系材料等が挙げられる。
【0024】例えば、石灰石微粉末を配合することは、
リン含有イオン濃度の調整による効果と相乗的に作用す
るために流動性の回復率が高く、得られる水硬性組成物
の流動性をより一層向上させることができ好ましい。
【0025】上記石灰石微粉末は、250〜1000m
2/kgの粉末度を有するものが好適であり、その好適
な使用量は、焼成灰を含む水硬性物質100重量部に対
して5〜150重量部である。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
【0027】実施例1〜5、比較例1〜5 下水汚泥を電気炉にて1000℃で焼成し、粉末度が約
400m2/kgになるように粉砕して焼成灰を製造し
た。
【0028】上記焼成灰を水硬性物質及び分散剤と混合
し、これに、リン含有イオン量を調整するための酸化カ
ルシウムを添加して、下記の組成の水硬性組成物を構成
した。
【0029】尚、上記分散剤としては、ポリカルボン酸
系分散剤(グレースケミカルズ社製、商品名:高性能減
水剤スーパー200)を使用した。 (実施例1) 普通ポルトランドセメント(粉末度320m2/kg) 100重量部 焼成灰 20重量部 分散剤 1重量部 酸化カルシウム 1重量部 (実施例2) 高炉スラグ微粉末(粉末度400m2/kg) 100重量部 焼成灰 40重量部 分散剤 1重量部 酸化カルシウム 1重量部 (実施例3) 普通ポルトランドセメント(粉末度320m2/kg) 50重量部 高炉スラグ微粉末(粉末度500m2/kg) 50重量部 焼成灰 40重量部 分散剤 1重量部 酸化カルシウム 1重量部 (実施例4) 普通ポルトランドセメント(粉末度320m2/kg) 100重量部 焼成灰 40重量部 石灰石微粉末(粉末度500m2/kg) 30重量部 分散剤 1重量部 酸化カルシウム 1重量部 (実施例5) 普通ポルトランドセメント(粉末度320m2/kg) 100重量部 焼成灰 40重量部 石灰石微粉末(粉末度500m2/kg) 10重量部 分散剤 1重量部 酸化カルシウム 1重量部 実施例1〜5の水硬性組成物の水/組成物重量比0.3
において測定される液相部のリン含有イオン濃度を測定
すると共に、注水から30分後の流動性を、JASS 15
M-103(セルフレベリング材の品質基準)に準じ、その
ペーストフロー値によって流動性を評価した。その結果
を表1に示す。
【0030】また、比較のため、上記各実施例におい
て、酸化カルシウムを添加してリン含有イオンを調整し
ない場合の水硬性組成物についての流動性の評価を比較
例1〜5として表1に併せて示した。
【0031】
【表1】 上記結果から明らかなように、リン酸イオンにより、セ
メントペーストの低下した流動性を、リン酸イオンと不
溶性塩を形成する化合物を添加することによって、該イ
オンのセメント分散剤への悪影響が緩和された。
【0032】また、高炉スラグ微粉末や石灰石微粉末を
併用した場合においても、流動性を向上させる効果が認
められた。
【0033】
【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明によれば、焼成灰を含有する水硬性物質及び分散剤よ
り基本的に構成される水硬性組成物におけるリン含有イ
オンの量を調整することにより、該水硬性組成物の流動
性の低下を極めて効果的に抑制し、優れた流動性を発揮
することが可能である。
【0034】従って、本発明の水硬性組成物は、高流動
性を有するセルフレベリング剤を始めとする流動性を必
要とする用途に、また、混合する水の量を減少させるこ
とによる高強度の硬化体を得ることを必要とする用途に
使用することが可能である。
【0035】また、本発明において、さらに石灰石微粉
末等の粉体系材料を併用する場合、流動性をより向上さ
せる効果を有する。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市型廃棄物の焼成灰を含有する水硬性
    物質及び分散剤よりなる組成物であり、水と該組成物と
    の重量比(水/組成物重量比)0.3において測定され
    る液相部のリン含有イオン濃度がP2O5換算で0.5g/
    l以下に調整されたことを特徴とする焼成灰含有水硬性
    組成物。
  2. 【請求項2】 リン含有イオン濃度を、水硬性物質中に
    含まれるリン含有イオンと不溶性塩を形成する水溶性化
    合物の添加により調整した請求項1記載の焼成灰含有水
    硬性組成物。
  3. 【請求項3】 リン含有イオンと不溶性塩を形成する水
    溶性化合物が酸化カルシウム又は水酸化カルシウムであ
    る請求項2記載の焼成灰含有水硬性組成物。
  4. 【請求項4】 都市型廃棄物が下水汚泥である請求項1
    記載の焼成灰含有水硬性組成物。
  5. 【請求項5】 水硬性物質がポルトランドセメント、ス
    ラグ及びフライアッシュよりなる郡より選ばれた少なく
    とも一種よりなる請求項1記載の焼成灰含有水硬性組成
    物。
  6. 【請求項6】 石灰石微粉末を含有する請求項1記載の
    焼成灰含有水硬性組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004189546A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Taiheiyo Cement Corp 水硬性組成物
CN111233355A (zh) * 2020-03-18 2020-06-05 贵州余庆泰龙建材有限公司 一种高掺量磷渣微粉胶凝材料及其应用

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