JP2014024728A - Method for producing solid body including magnesia-based binding material and paper sludge ash as main material, and the solid body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a solid body which can be made to contain a larger amount of PS ash by using a magnesia-based binding material, which has compression strength required as a building material, and which includes the magnesia-based binding material and the paper sludge ash as main materials, and to provide the solid body.SOLUTION: In producing a solid body by mixing a magnesia-based binding material and paper sludge ash, magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride are measured so as to obtain a predetermined ratio as a binding material, and the binding material and the paper sludge ash with an amount of 0.7 to 1.5 times the total mass of the binding material are mixed with each other, and are solidified with water.

Description

本発明は、マグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法及びその固形体に関する。   The present invention relates to a method for producing a solid body mainly composed of a magnesia-based binder and paper sludge ash, and the solid body.

製紙工場では、製紙原料のうち紙にできなかった微細繊維や、タルク、カオリン等の填料、および古紙混入異物等からなる製紙汚泥であるペーパースラッジが大量に排出する。産業廃棄物であるペーパースラッジは減量化させるために焼却される。焼却によって灰に変じたものがペーパースラッジ灰(以後、PS灰ともいう。)である。   In a papermaking factory, a large amount of paper sludge, which is a papermaking sludge made up of fine fibers that could not be made into paper, fillers such as talc and kaolin, and foreign matters mixed in waste paper, is discharged in a large amount. Paper sludge, which is industrial waste, is incinerated to reduce the amount. Paper sludge ash (hereinafter also referred to as PS ash) is changed to ash by incineration.

PS灰は埋め立て処分にする産業廃棄物であり、埋め立て処分をしないで済むように、従来から、その大規模な再生利用の開発が建築あるいは建設分野を主とする諸分野で図られてきている。   PS ash is an industrial waste that is disposed of in landfills, so that large-scale recycling has been developed in various fields, mainly in the construction or construction field, so that landfill disposal is not necessary. .

PS灰の化学成分は二酸化珪素、三酸化アルミニウム、酸化第二鉄等から構成され、その化学成分と構成は通常のセメントに近い。   The chemical component of PS ash is composed of silicon dioxide, aluminum trioxide, ferric oxide, etc., and its chemical component and configuration are close to ordinary cement.

一方、一般にPS灰は環境基準を大きく超えるフッ素及びその化合物(以後、フッ素等ともいう。)を溶出する。フッ素等の溶出量は、環境基準で制限値0.8mg/L以下と定められている。   On the other hand, PS ash generally elutes fluorine and its compounds (hereinafter also referred to as fluorine) that greatly exceed environmental standards. The amount of elution of fluorine or the like is defined as a limit value of 0.8 mg / L or less according to environmental standards.

更に、建築あるいは建設の構造分野では鉄筋などの鋼材の錆を防ぐために塩化物イオンの規制が厳しく設けられているが、PS灰にはこの規制値を大きく越える量の塩化物イオンが含まれている。   Furthermore, in the structural field of construction or construction, chloride ions are strictly regulated to prevent rusting of steel materials such as reinforcing bars, but PS ash contains chloride ions in amounts that greatly exceed this regulation value. Yes.

PS灰は、その化学成分と構成が通常のセメントに近いので、建築あるいは建設分野でセメントへの助材あるいはセメントとの混合による粗骨材などといった固形物の製造に大規模に再生利用することが期待できる。しかし、実際には、フッ素等や塩化物イオンの存在によって、数々の制限を受ける。PS灰それ自体あるいはセメントからなる固形物は、それらからのフッ素等の溶出量が0.8mg/L以下でなければ、一般的な製品として商品化できない。このことは塩化物イオンの場合についても当てはまる。さびを嫌う鋼材などを内蔵する構造用コンクリートにPS灰を使用する場合、該コンクリートは、フッ素等の溶出量が0.8mg/L以下であり、かつ、該コンクリートに含まれる塩化物イオンもある値(例えば、塩化物量の場合では0.3kg/1m3)以下でなければ、一般的な製品として商品化できない。   Since PS ash has almost the same chemical composition and composition as ordinary cement, it must be recycled on a large scale for the production of solids such as auxiliary materials for cement or coarse aggregates mixed with cement in the construction or construction field. Can be expected. However, in practice, there are many limitations due to the presence of fluorine and the like and chloride ions. A solid product made of PS ash itself or cement cannot be commercialized as a general product unless the elution amount of fluorine and the like is 0.8 mg / L or less. This is also true for the case of chloride ions. When PS ash is used for structural concrete containing steel materials that do not like rust, the concrete has an elution amount of fluorine or the like of 0.8 mg / L or less, and there are also chloride ions contained in the concrete. Unless it is less than the value (for example, 0.3 kg / 1m3 in the case of chloride amount), it cannot be commercialized as a general product.

以上のことから、産業廃棄物であるペーパースラッジ灰と結合材とからなる固形体に力学的物性(比重、強度)をもたせて商品化する場合、その固形体に要求される性能は次のいずれかになる。
(a)力学的物性とフッ素等の溶出量が0.8mg/L以下であること。
(b)力学的物性、フッ素等の溶出量が0.8mg/L以下及び塩化物イオンも規制値以下であること。
(c)力学的物性と塩化物イオンが規制値以下であること。
(d)力学的物性のみ。
From the above, when commercializing a solid body consisting of paper sludge ash and binder, which is industrial waste, with mechanical properties (specific gravity, strength), the performance required for the solid body is either It becomes.
(A) The physical properties and the elution amount of fluorine and the like are 0.8 mg / L or less.
(B) Mechanical properties, elution amount of fluorine or the like is 0.8 mg / L or less, and chloride ions are also below the regulation value.
(C) Mechanical properties and chloride ions are below regulation values.
(D) Only mechanical properties.

このうち、(c)と(d)は、如何に力学特性が優れていても、フッ素等の溶出量が不明の場合、商品化ができない。(b)は、力学的物性が構造耐力に関係する、しないのいずれの場合にでも適用できる。(a)は構造耐力に関係しない仕上げ用の部品などの建材に適用できる。   Among these, (c) and (d) cannot be commercialized if the elution amount of fluorine or the like is unknown, no matter how excellent the mechanical properties are. (B) can be applied to any case where the mechanical properties are related to the structural yield strength. (A) can be applied to building materials such as finishing parts not related to structural strength.

PS灰を無条件で使用する場合、すなわち、前記(b)の場合、フッ素等と塩化物イオンの問題を同時に解決するような技術を考える必要がある(例えば、後記する特許文献1)。しかし、この場合大規模な設備と施設が必要である。一方、PS灰を、(a)のように、構造耐力に関係しない仕上げ用の部品などの建材への適用を試みる場合は、フッ素等と塩化物イオンの問題を同時に解決するような技術は実際的でないし、また合理的でない。フッ素等の溶出を抑える技術だけを確立すればよい。   When PS ash is used unconditionally, that is, in the case of (b), it is necessary to consider a technique that simultaneously solves the problems of fluorine and the like and chloride ions (for example, Patent Document 1 described later). In this case, however, large-scale equipment and facilities are required. On the other hand, when trying to apply PS ash to building materials such as parts for finishing that are not related to structural strength, as in (a), the technology to solve the problem of fluorine and chloride ions at the same time is actually It ’s not good or reasonable. It is only necessary to establish a technique for suppressing elution of fluorine and the like.

以上のことから、産業廃棄物であるペーパースラッジ灰と結合材とからなる固形体に対して、比重がコンクリートの分類に準じると第二種コンクリート程度以下と小さく、かつ、圧縮強度は逆に高圧縮強度である固形体、または商品化にあたって必要となるフッ素等の溶出量が環境基準以下となる固形体の少なくとも一方を満足することを発明するに至った。   Based on the above, for solids consisting of paper sludge ash, which is industrial waste, and a binder, the specific gravity is as low as class 2 concrete or less according to the classification of concrete, and the compressive strength is high. The inventors have invented satisfying at least one of a solid body having a compressive strength or a solid body having an elution amount of fluorine or the like required for commercialization not more than the environmental standard.

PS灰を再生利用する場合の先行技術の例を挙げると、次の通りである。   An example of the prior art when PS ash is recycled is as follows.

PS灰を再生利用した例の代表的なものとして、セメント原料への利用が知られている。後記する特許文献2には、固形分で約10〜60重量%のSiO2と固形分で約10〜50重量%のAi2O3と固形分で約3〜50重量%のCaOとを含有するPS灰をセメントに重量比で3割以下となるように配合してなるセメント組成物が開示されている。実施例によると、PS灰/セメント重量の割合を1/9〜3/7まで変化させた場合、その割合が大きくなると圧縮強度が小さくなる傾向が示されている。特に、PS灰/セメント重量の割合=1/9と3/7の場合、材齢28日で後者の圧縮強度は前者の約0.33倍を示すに過ぎない。すなわち、通常のポルトランドセメントなどの場合、圧縮強度低下が著しくなるため、PS灰を多く添加することができないことが示されている。   As a representative example of recycled PS ash, its use as a cement raw material is known. Patent Document 2 to be described later includes PS ash containing about 10 to 60% by weight of SiO2 in solid content, about 10 to 50% by weight of Ai2O3 in solid content, and about 3 to 50% by weight of CaO in solid content. A cement composition is disclosed which is blended with cement so as to be 30% or less by weight. According to the examples, when the ratio of PS ash / cement weight is changed from 1/9 to 3/7, the compression strength tends to decrease as the ratio increases. In particular, in the case of PS ash / cement weight ratio = 1/9 and 3/7, the compressive strength of the latter is only about 0.33 times that of the former at the age of 28 days. That is, in the case of ordinary Portland cement or the like, it is shown that a large amount of PS ash cannot be added because of a significant decrease in compressive strength.

また、PS灰を用いた人工骨材の例として、後記する特許文献3には、PS灰に、水及び/又は温水、生石灰並びにセメントを加え、60〜95℃で5〜10分間混合し、粒状に成形する造粒工程を行い、その後造粒品を前養生した後、恒温槽やオートクレーブ等の養生室にて40〜250℃で3〜24時間、望ましくは180℃で5時間、水蒸気養生することによって固化体を製造する方法が開示されている。この特許では、PS灰とセメントを主要材料とする人工骨材の製造はかなりの設備を必要とすることが示されている。   Moreover, as an example of the artificial aggregate using PS ash, in Patent Document 3 to be described later, water and / or hot water, quicklime and cement are added to PS ash and mixed at 60 to 95 ° C. for 5 to 10 minutes. A granulation step for forming into granules is performed, and then the granulated product is precured, and then steam curing is performed at 40 to 250 ° C. for 3 to 24 hours, preferably at 180 ° C. for 5 hours in a curing chamber such as a thermostat or autoclave. Thus, a method for producing a solidified body is disclosed. In this patent it is shown that the production of artificial aggregates with PS ash and cement as main materials requires considerable equipment.

特許第4901911号Patent No. 4901911 特開平7−69694号公報JP 7-69694 A 特開2005−313032号公報JP 2005-313032 A 特許第4065402号Patent No. 4065402

笠井芳夫編著:コンクリート総覧、pp.54−55、1998.6、技術書院Edited by Yoshio Kasai: Overview of concrete, pp. 54-55, 1998.8.6, Technical Shoin

特許文献2に見られるように、ポルトランドセメントなどのセメント組成物にあっては、PS灰をセメントに重量比で3割を超える量配合すると所要の圧縮強度を得ることができず、建築材料として利用することができないことが分かる。   As seen in Patent Document 2, in cement compositions such as Portland cement, if PS ash is blended with cement in an amount exceeding 30% by weight, the required compressive strength cannot be obtained, and as a building material It turns out that it cannot be used.

また、特許文献3における固化体の製造方法にあっては、造粒工程では造粒機造を要し、更に粒工程及び水蒸気養成工程において加熱を要するため、そのような設備のない例えば屋外では実施することができない。また、造粒工程を要するため、板、柱といった任意の形状に成形することができない。   Moreover, in the manufacturing method of the solidified body in patent document 3, since a granulation machine construction is required in a granulation process, and also heating is required in a granulation process and a steam training process, for example in the outdoors without such equipment. Cannot be implemented. Moreover, since a granulation process is required, it cannot be formed into an arbitrary shape such as a plate or a column.

一方、発明者は、PS灰に対するフッ素等の溶出の封じ込め方法を鋭意研究してきており、PS灰に酸化マグネシウムと硫酸マグネシウムを添加して水硬化すると、その固形体から溶出するフッ素等の量はかなり低減できることを知見として得ている。   On the other hand, the inventor has intensively studied a method for containment of elution of fluorine and the like with respect to PS ash. When magnesium oxide and magnesium sulfate are added to PS ash and water-cured, the amount of fluorine and the like eluted from the solid is as follows. The knowledge that it can reduce considerably is obtained.

発明者は、この知見を更に発展させ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウムの他に塩化マグネシウムを混合攪拌した粉体を着想するに至った。ここでは、この3つの材料はいずれもマグネシウムであるので、この混合攪拌して得られた粉体をマグネシア系の結合材と称することにする。このマグネシア系の結合材はフッ素等の溶出を格段に抑えることができ、産業廃棄物であるPS灰を使用した固形体を商品化することができる。また、この結合材は、同時に高炉セメントやポルトランドセメント以上の結合力を有する結合材であり、更により多くの量のPS灰を含有させることができることも実験結果から知見として得た。   The inventor has further developed this knowledge and has come up with a powder obtained by mixing and stirring magnesium chloride in addition to magnesium oxide and magnesium sulfate. Here, since these three materials are all magnesium, the powder obtained by mixing and stirring is referred to as a magnesia-based binder. This magnesia-based binder can remarkably suppress elution of fluorine and the like, and a solid body using PS ash, which is industrial waste, can be commercialized. Moreover, it was also obtained from the experimental results that this binder is a binder having a binding strength higher than that of blast furnace cement and Portland cement, and can contain a larger amount of PS ash.

合わせて、PS灰とマグネシア系の結合材との水硬させる製造方法は、先の特許文献3における固化体の製造方法とは全く異なり、ターボミキサーなどの高速攪拌機での製造であり、極めて容易である。   In addition, the manufacturing method of hydraulically combining PS ash and magnesia-based binder is completely different from the manufacturing method of the solidified body in the previous Patent Document 3, and is manufactured with a high-speed stirrer such as a turbo mixer, which is extremely easy. It is.

本発明は、以上のような予備的な実験結果から得られた知見に基づくものであり、マグネシア系の結合材を使用することによって、より多くの量のPS灰を含有させることができ、しかもその固形体は建築材料として所要の圧縮強度を有し、また、該固形体からフッ素等の溶出も抑えることができるマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体を製造する方法及びその固形体を提供するものである。   The present invention is based on the knowledge obtained from the preliminary experimental results as described above. By using a magnesia-based binder, a larger amount of PS ash can be contained, and The solid body has a required compressive strength as a building material, and produces a solid body mainly composed of a magnesia-based binder and paper sludge ash capable of suppressing elution of fluorine and the like from the solid body. Methods and solids thereof are provided.

酸化マグネシウムを主原料とし、それに塩化マグネシウムと硫酸マグネシウムのいずれか一方、あるいはその両方を加えた材料(既に記述したように、ここでは、マグネシア系の結合材と称する)で構成するマグネシア系の結合材が提案されてきている。この結合材を水硬化した固形体は、製造において環境に与える負荷が少ない一方、結合性が高く、高硬度で緻密な塗装面を与える点において、一般セメントであるポルトランドセメントにない優れた特性を有している。しかし、一方において、原料となる酸化マグネシウム、塩化マグネシウム及び硫酸マグネシウムの配合割合、水硬化にあたっての水量及び混合・攪拌方法などによって膨張やひび割れなどの数々の変状を呈するので、マグネシア系の結合材を固形体にする製造方法は大変難しい。本発明者は、このマグネシア系の結合材をPS灰に添加して水硬化させて固形体を製造することの可能性を鋭意検討した結果、マグネシア系の結合材の組成とその割合及び水量を調整することによって、より多くの量のPS灰を含有させても建築材料として所要の圧縮強度を有する固形体を製造することができる、並びに、PS灰を再生利用して商品化する場合の要件である「フッ素等の溶出を抑える」こともできるという知見を得て本発明を完成するに至った。   A magnesia-based bond composed of magnesium oxide as the main raw material, and a material obtained by adding one or both of magnesium chloride and magnesium sulfate (referred to here as a magnesia-based binder as described above) Materials have been proposed. The solid body obtained by water-curing this binder has a low impact on the environment in production, while it has high bonding properties and has excellent properties not found in Portland cement, which is a general cement, in that it provides a high hardness and a dense painted surface. Have. However, on the other hand, the composition ratio of magnesium oxide, magnesium chloride and magnesium sulfate as raw materials, the amount of water for water curing and the mixing / stirring method, etc. show numerous deformations such as expansion and cracking, so magnesia-based binders It is very difficult to produce a solid body. As a result of earnestly examining the possibility of producing a solid body by adding this magnesia-based binder to PS ash and water-curing, the present inventor determined the composition of the magnesia-based binder, its ratio and the amount of water. By adjusting, it is possible to produce a solid body having a required compressive strength as a building material even if a larger amount of PS ash is contained, and requirements for commercializing recycled PS ash The present invention was completed upon obtaining the knowledge that “elution of fluorine or the like” can be suppressed.

すなわち、(1)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体の製造方法は、マグネシア系の結合材とPS灰とを混合させて固形体を製造する場合、前記結合材として、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを所定割合になるように計量し、この結合材と、該結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のPS灰とを混合させ、これらを水硬化させて、次の(i)及び(ii)の少なくとも一方を満足するようになすことを特徴とする。
(i)前記固形体の比重が1.70以下であり、圧縮強度が10N/mm2以上である。
(ii)前記固形体のフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満である。
That is, (1) the method for producing a solid body mainly composed of a magnesia-based binder and PS ash according to the present invention is a method for producing a solid body by mixing a magnesia-based binder and PS ash. As the binder, magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride are weighed so as to have a predetermined ratio, and this binder and PS ash not less than 0.7 times and not more than 1.5 times the total mass of the binder. These are mixed and water-cured to satisfy at least one of the following (i) and (ii).
(I) The solid body has a specific gravity of 1.70 or less and a compressive strength of 10 N / mm 2 or more.
(Ii) The elution amount of fluorine and the compound thereof in the solid body is less than 0.8 mg / L.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体の製造方法にあっては、マグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを混合させて固形体を製造する場合、結合材として、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを所定割合になるように計量する。本発明者が検討した結果、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの3種類の原料を用い、それらを所定の割合で混合させることによって、当該結合材を水硬化させて得られる固形体にひび割れ又は膨張或いはその他の変状を招来することなく、高圧縮強度の固形体を得ることができる。   In the method for producing a solid body mainly composed of a magnesia-based binder and PS ash according to the present invention, when a solid body is produced by mixing a magnesia-based binder and paper sludge ash, the binder is used. As above, magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride are weighed to a predetermined ratio. As a result of the study by the present inventors, three types of raw materials of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride were used, and by mixing them at a predetermined ratio, the binder was cracked or solidified by water curing. A solid body with high compressive strength can be obtained without causing expansion or other deformation.

かかるマグネシア系の結合材を用いた場合、当該結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のPS灰を混合させても、これらを水硬化させて得られた固形体は10N/mm2程度〜80N/mm2程度の圧縮強度を有する。つまり、本発明方法によれば、特許文献2に見られるように、従来のポルトランドセメントなどのセメントとPS灰との固形物に比べて略2〜5倍のPS灰を混合させることができ、従ってPS灰を高効率に処理することができる一方、建築材料として低圧縮強度から超高圧縮強度までの幅広い圧縮強度を備えることができる。   When such a magnesia-based binder is used, even if PS ash that is 0.7 times or more and 1.5 times or less the total mass of the binder is mixed, the solid obtained by water curing these is 10N. Compressive strength of about / mm2 to about 80 N / mm2. That is, according to the method of the present invention, as seen in Patent Document 2, approximately 2 to 5 times as much PS ash can be mixed as compared with a solid material of cement and PS ash such as conventional Portland cement, Therefore, PS ash can be processed with high efficiency, while a wide range of compressive strength from low compressive strength to ultra-high compressive strength can be provided as a building material.

また、該固形体はその比重が1.4以上1.70以下と、ポルトランドセメント又は高炉セメントを用いたコンクリートに比べて非常に軽いため、これを用いる壁、床あるいはブロック等の建材は軽量化を図ることができる。   The solid body has a specific gravity of 1.4 or more and 1.70 or less, which is very light compared to concrete using Portland cement or blast furnace cement. Can be achieved.

また、PS灰の混合割合が高いにも拘わらず、このような固形体からのフッ素等の溶出量は0.8mg/L未満であり、その固形体はフッ素等の環境基準を満足するので、商品化ができる。   Moreover, although the mixing ratio of PS ash is high, the elution amount of fluorine and the like from such a solid body is less than 0.8 mg / L, and the solid body satisfies environmental standards such as fluorine. Commercialization is possible.

また、(2)本発明に係るマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法は、前記酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの割合は、前記結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下にし、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満にし、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下にすることを特徴とする。   Further, (2) in the method for producing a solid body mainly composed of magnesia-based binder and paper sludge ash according to the present invention, the ratio of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride is the total mass of the binder. In contrast, magnesium oxide is 50% or less, magnesium sulfate is 2.5% or more and less than 40%, and magnesium chloride is more than 10% and 2.5% or less.

本発明のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法にあっては、マグネシア系の結合材を構成する酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの割合はそれぞれ次のようにする。すなわち、結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下にし、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満にし、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下にする。これによって、高い圧縮強度の固形体を、ひび割れ又は膨張或いはその他の変状を招来することなく、確実に製造することができる。   In the method for producing a solid body mainly composed of magnesia-based binder and paper sludge ash according to the present invention, the proportions of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride constituting the magnesia-based binder are as follows. Like that. That is, magnesium oxide is 50% or less, magnesium sulfate is 2.5% or more and less than 40%, and magnesium chloride is more than 10% and 2.5% or less with respect to the total mass of the binder. This allows a solid body with high compressive strength to be reliably produced without incurring cracks or expansion or other deformations.

(3)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体の製造方法は、前記(ii)を満足する場合、前記結合材をフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換えることを特徴とする。   (3) In the method for producing a solid body mainly composed of a magnesia-based binder and PS ash according to the present invention, when the above (ii) is satisfied, the amount of elution of fluorine and its compound is 0 in the binder. It is characterized by replacing with blast furnace cement within a range satisfying less than 8 mg / L.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体の製造方法にあっては、前記(ii)を満足する場合、すなわち固形体のフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満であることを満足する場合、前記結合材をフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換える。   In the method for producing a solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, when the above (ii) is satisfied, that is, the elution amount of fluorine or the like of the solid body is 0.8 mg / When satisfying that it is less than L, the binder is replaced with blast furnace cement within a range in which the elution amount of fluorine or the like satisfies less than 0.8 mg / L.

結合材を高炉セメントで9割の質量比となるように置き換えた場合であっても、当該固形体から溶出されるフッ素等の濃度を0.8mg/L未満に抑制することができる。従って、かかる範囲内でマグネシア系の結合材の一部を高炉セメントに置き換えることができる。高炉セメントはマグネシア系の結合材に比べて単位質量当たりの価格がかなり低く、マグネシア系の結合材の一部を高炉セメントに置き換えることによって固形体の製造コストを大幅に低くすることができる。   Even when the binder is replaced with blast furnace cement so that the mass ratio is 90%, the concentration of fluorine or the like eluted from the solid body can be suppressed to less than 0.8 mg / L. Therefore, a part of the magnesia-based binder can be replaced with blast furnace cement within such a range. Blast furnace cement has a considerably lower price per unit mass than magnesia-based binders, and by replacing some of the magnesia-based binders with blast furnace cement, the production cost of solid bodies can be significantly reduced.

(4)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体の製造方法は、水硬化を行う前に、圧縮強度を増大させるべく、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合させることを特徴とする。   (4) The method for producing a solid body mainly composed of a magnesia-based binder and PS ash according to the present invention includes an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin to increase the compressive strength before water curing. It is characterized by mixing.

本発明のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法にあっては、前述した水硬化を行う前に、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合させる。珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合して得られた固形体の圧縮強度は、それを混合せずに得られた固形体の圧縮強度より高い。そこで、設計上必要となる圧縮強度に応じて、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を結合材及びPS灰の混合物中に混合させる。これによって、結合材及びPS灰の混合割合をそれぞれ変更することなく、所要の圧縮強度の固形体を得ることができる。   In the method for producing a solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and paper sludge ash, an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin is mixed before the above-described water curing. The compressive strength of the solid obtained by mixing sodium silicate or acrylic resin is higher than the compressive strength of the solid obtained without mixing it. Therefore, an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin is mixed in the mixture of the binder and PS ash according to the compressive strength required for the design. Thereby, a solid body having a required compressive strength can be obtained without changing the mixing ratio of the binder and PS ash.

(5)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、マグネシア系の結合材とPS灰とを混合させ、これらを水硬化させてなる固形体であって、前記結合材は、所定割合の酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを有しており、この結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のPS灰を含有しており、次の(i)及び(ii)の少なくとも一方を満足していることを特徴とする。
(i)前記固形体の比重が1.70以下であり、圧縮強度が10N/mm2以上である。
(ii)前記固形体のフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満である。
(5) A solid body mainly composed of a magnesia-based binder and PS ash according to the present invention is a solid body obtained by mixing a magnesia-based binder and PS ash and water curing them. The binder has a predetermined proportion of magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride, and contains 0.7 to 1.5 times PS ash of the total mass of the binder. It satisfies at least one of (i) and (ii).
(I) The solid body has a specific gravity of 1.70 or less and a compressive strength of 10 N / mm 2 or more.
(Ii) The elution amount of fluorine and the compound thereof in the solid body is less than 0.8 mg / L.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体にあっては、マグネシア系の結合材とPS灰とを混合させ、これらを水硬化させてなる固形体であって、前記結合材は、所定割合の酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを有しており、この結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のペーパースラッジ灰を含有しており、前記(i)及び(ii)の少なくとも一方を満足しているため、前同様、当該結合材を水硬化させて得られる固形体にひび割れ又は膨張或いはその他の変状を招来することなく、高圧縮強度の固形体を得ることができる。   In the solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, it is a solid body obtained by mixing the magnesia-based binder and PS ash and water curing them. The binder has a predetermined proportion of magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride, and contains 0.7 to 1.5 times the paper sludge ash of the total mass of the binder, Since at least one of (i) and (ii) is satisfied, as before, high compression strength without causing cracks, expansion or other deformations in the solid body obtained by water-curing the binder. The solid body can be obtained.

かかる結合材にあっては、当該結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のPS灰を混合させても、これらを水硬化させて得られた固形体は10N/mm2程度〜80N/mm2程度の圧縮強度を有する。つまり、特許文献2に見られるように、従来のポルトランドセメントなどのセメントとPS灰との固形物に比べて略2〜5倍のPS灰を混合させることができ、従ってペーパースラッジ灰を高効率に処理することができる一方、建築材料として低圧縮強度から超高圧縮強度までの幅広い圧縮強度を備えることができる。   In such a binder, even if PS ash having a total mass of 0.7 to 1.5 times the total mass of the binder is mixed, the solid obtained by water curing these is about 10 N / mm 2. It has a compressive strength of about ~ 80 N / mm2. In other words, as seen in Patent Document 2, approximately 2 to 5 times as much PS ash can be mixed as compared with conventional solids of cement such as Portland cement and PS ash, so paper sludge ash is highly efficient. On the other hand, the building material can have a wide range of compressive strength from low compressive strength to ultra-high compressive strength.

また、固形体はその比重が1.4以上1.70以下と、ポルトランドセメント及び高炉セメントに比べて非常に軽いため、これを用いる構造物の軽量化を図ることができる。   Moreover, since the specific gravity of the solid body is 1.4 or more and 1.70 or less, which is very light compared to Portland cement and blast furnace cement, the weight of the structure using this can be reduced.

また、このような固形体からのフッ素等の溶出量は0.8mg/L未満であり、PS灰の混合割合が高いにも拘わらず、その固形体はフッ素等の環境基準を満足する。   Further, the elution amount of fluorine and the like from such a solid body is less than 0.8 mg / L, and the solid body satisfies the environmental standard such as fluorine even though the mixing ratio of PS ash is high.

(6)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、前記酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの割合は、前記結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下であることを特徴とする。   (6) The solid body mainly composed of the magnesia-based binder according to the present invention and PS ash has a ratio of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride such that magnesium oxide is based on the total mass of the binder. 50% or less, magnesium sulfate is 2.5% or more and less than 40%, and magnesium chloride is more than 10% and 2.5% or less.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体にあっては、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの割合は、前記結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下であるため、前同様、高い圧縮強度の固形体を、ひび割れ又は欠け等を招来することなく確実に製造することができる。   In the solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, the proportion of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride is 50% of magnesium oxide with respect to the total mass of the binder. Since magnesium sulfate is not less than 2.5% and less than 40% and magnesium chloride is more than 10% and not more than 2.5%, a solid body with high compressive strength is cracked or chipped as before. It can be manufactured reliably without being invited.

(7)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、前記(ii)を満足する場合、前記結合材をフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換えてなることを特徴とする。   (7) When the solid body mainly composed of the magnesia-based binder and PS ash according to the present invention satisfies the above (ii), the amount of elution of fluorine and its compound is 0.8 mg / It is characterized by being replaced with blast furnace cement within a range satisfying less than L.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体にあっては、前記(5)又は(6)において、前記(ii)を満足する場合、すなわち固形体のフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満であることを満足する場合、前記結合材をフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換えることによって構成されている。これによって、前同様、結合材を高炉セメントで9割の質量比となるように置き換えた場合であっても、当該固形体から溶出されるフッ素等の溶出量を0.8mg/L未満に抑制することができる。従って、かかる範囲内で結合材の一部を高炉セメントに置き換えることができる。高炉セメントはマグネシア系の結合材に比べて単位質量当たりの価格がかなり低く、マグネシア系の結合材の一部を高炉セメントに置き換えることによって固形体の製造コストを大幅に低くすることができる。   In the solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, when the above (ii) is satisfied in the above (5) or (6), that is, the solid body such as fluorine. When the elution amount is less than 0.8 mg / L, the binder is replaced with blast furnace cement within a range where the elution amount of fluorine or the like satisfies less than 0.8 mg / L. As a result, even when the binder is replaced with blast furnace cement so that the mass ratio becomes 90%, the amount of elution of fluorine and the like eluted from the solid body is suppressed to less than 0.8 mg / L. can do. Therefore, a part of the binder can be replaced with blast furnace cement within such a range. Blast furnace cement has a considerably lower price per unit mass than magnesia-based binders, and by replacing some of the magnesia-based binders with blast furnace cement, the production cost of solid bodies can be significantly reduced.

(8)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、水硬化を行う前に、圧縮強度を増大させるべく、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合してあることを特徴とする。   (8) The solid body mainly composed of the magnesia-based binder according to the present invention and PS ash is mixed with an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin in order to increase the compressive strength before water curing. It is characterized by being.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体にあっては、水硬化を行う前に、圧縮強度を増大させるべく、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合して構成してある。これによって、前同様、結合材及びペーパースラッジ灰の混合割合をそれぞれ変更することなく、所要の圧縮強度の固形体を得ることができる。   In the solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin is mixed before the water curing to increase the compressive strength. It is configured. As a result, a solid body having a required compressive strength can be obtained without changing the mixing ratio of the binder and the paper sludge ash.

(9)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、外形が、球状、柱状、筒状又は板状に成形してあることを特徴とする。   (9) A solid body mainly composed of a magnesia-based binder and PS ash according to the present invention is characterized in that the outer shape is formed into a spherical shape, a columnar shape, a cylindrical shape, or a plate shape.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体にあっては、固形体の外形が、球状、柱状、筒状又は板状に成形してあるため、適用状況に応じて至適な外形の固形体を選択することができる。これによって、より効果的な適用状態になすことができる。   In the solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, the outer shape of the solid body is formed into a spherical shape, a columnar shape, a cylindrical shape, or a plate shape. It is possible to select a solid body having an optimum outer shape. As a result, a more effective application state can be achieved.

(10)本発明に係るマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、水硬化を行う前に適宜の微生物剤を混合させ、又は、前記固形体の表面に適宜の微生物剤を付着させてなることを特徴とする。   (10) A solid body mainly composed of a magnesia-based binder according to the present invention and PS ash is mixed with an appropriate microbial agent before water curing, or an appropriate microorganism is added to the surface of the solid body. It is characterized by adhering an agent.

本発明のマグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体にあっては、その内部及び/又は表面に適宜の微生物剤を備える。微生物剤としては環境浄化作用を奏するものであればよいが、バチルス属に属する細菌が好適である。また、バチルス属に属する細菌と乳酸菌・酵母等の他の細菌とを適宜混合させたものも適用することができる。微生物剤の混合量は適宜でよいが、例えば固形体の0.1質量%〜1.0質量%程度になるように混合することができる。なお、いずれの場合も、施工後に確実に菌数を増大させるために、使用する微生物に応じた培養基を混合しておくとよい。このような固形体にあっては、有機物等で汚染された川・池等の水層圏に設置すると、含有するPS灰の作用によってアンモニア態窒素及びCOD(Chemical Oxygen Demand)等の汚染指標の値が減少する。更に、含有する微生物の作用によって前記汚染指標の値がより減少するのに加え、亜硝酸態窒素の値も減少する。   In the solid body mainly composed of the magnesia-based binder of the present invention and PS ash, an appropriate microbial agent is provided inside and / or on the surface thereof. Any microorganism can be used as long as it has an environmental purification effect, but bacteria belonging to the genus Bacillus are preferred. Moreover, what mixed suitably the bacteria which belong to Bacillus genus and other bacteria, such as lactic acid bacteria and yeast, is also applicable. Although the mixing amount of the microbial agent may be appropriate, for example, it can be mixed so as to be about 0.1% by mass to 1.0% by mass of the solid body. In any case, in order to increase the number of bacteria reliably after construction, it is preferable to mix a culture medium according to the microorganism to be used. If such solids are installed in aquatic zones such as rivers and ponds that are contaminated with organic matter, etc., pollution indices such as ammonia nitrogen and COD (Chemical Oxygen Demand) due to the action of the contained PS ash The value decreases. Furthermore, in addition to the value of the contamination index being further reduced by the action of the contained microorganisms, the value of nitrite nitrogen is also reduced.

従来、水層圏を清浄化するために、軽量骨材あるいは軽石に上述の微生物剤を加え、これをポルトランドセメントなどのセメントで水硬化して得られる、更に内部の空隙が大きい固形体が用いられている(例えば、前記した特許文献4)。しかし、マグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体を汚染された水層圏を清浄化できることは、発明者の知見する範囲内では先行する特許文献や非特許文献に見出されなかった。マグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、軽量骨材あるいは軽石に上述の微生物剤を加え、これをポルトランドセメントなどのセメントで水硬化して得られる、更に内部の空隙が大きい固形体に比べて、格段に汚染された水層圏を清浄化できることが実験で見出された。   Conventionally, in order to clean the aquatic zone, a solid material having a larger internal void obtained by adding the above-mentioned microbial agent to lightweight aggregate or pumice and water-curing it with cement such as Portland cement has been used. (For example, Patent Document 4 described above). However, it has been found in the prior patent documents and non-patent documents that the aquifer contaminated with solid bodies mainly composed of magnesia-based binder and PS ash can be purified. Was not. Solid bodies mainly composed of magnesia-based binder and PS ash are obtained by adding the above-mentioned microbial agent to lightweight aggregate or pumice, and then water-curing this with cement such as Portland cement. Experiments have found that significantly more contaminated aquaspheres can be cleaned than solids with a large.

(11)本発明に係る固形体の製造方法は、マグネシア系の結合材と(9)又は(10)に記載した固形体を混合させ、或いはマグネシア系の結合材、ペーパースラッジ灰及び(9)又は(10)に記載した固形体を混合させ、その後、水硬化させることを特徴とする。   (11) A method for producing a solid according to the present invention comprises mixing a magnesia-based binder with the solid described in (9) or (10), or combining a magnesia-based binder, paper sludge ash, and (9) Alternatively, the solid material described in (10) is mixed and then water-cured.

本発明に係る固形体の製造方法にあっては、マグネシア系の結合材と(9)又は(10)に記載した固形体を混合させ、その後、水硬化させる。或いはマグネシア系の結合材、ペーパースラッジ灰及び(9)又は(10)に記載した固形体を混合させ、その後、水硬化させる。このとき、(9)又は(10)に記載した固形体は人工骨材として機能している。このような人工骨材を用いることによって、更に軽量化を図ることができる。   In the method for producing a solid body according to the present invention, the magnesia-based binder and the solid body described in (9) or (10) are mixed and then water-cured. Alternatively, the magnesia-based binder, the paper sludge ash, and the solid body described in (9) or (10) are mixed and then water-cured. At this time, the solid body described in (9) or (10) functions as an artificial aggregate. By using such an artificial aggregate, the weight can be further reduced.

(12)本発明に係る固形体の製造方法は、前記(11)において、水硬化させる前に、適宜のpH調整剤又は/及び適宜の微生物剤を混合させることを特徴とする。   (12) The method for producing a solid according to the present invention is characterized in that, in the above (11), an appropriate pH adjusting agent and / or an appropriate microbial agent is mixed before water curing.

本発明の固形体の製造方法にあっては、水硬化させる前に、適宜のpH調整剤又は/及び適宜の微生物剤を混合させる。pH調整剤としては酸性剤又はアルカリ性剤を用いることができる。固形体を適用する目的に応じて、対応するpH調整剤を選択して適宜量だけ混合する。また、pH調整剤に代えて、又はpH調整剤とともに微生物剤を混合させる。これによって、例えば水質浄化を行うことができる。一方、pH調整剤とともに微生物剤を混合させた場合、微生物剤に含まれる微生物の生育環境を整えることができる。   In the method for producing a solid body of the present invention, an appropriate pH adjusting agent and / or an appropriate microbial agent is mixed before water curing. As the pH adjuster, an acid agent or an alkaline agent can be used. Depending on the purpose of applying the solid body, the corresponding pH adjuster is selected and mixed in an appropriate amount. Moreover, it replaces with a pH adjuster or a microbial agent is mixed with a pH adjuster. Thereby, for example, water purification can be performed. On the other hand, when the microbial agent is mixed with the pH adjuster, the growth environment of the microorganisms contained in the microbial agent can be adjusted.

(13)本発明に係る固形体の製造方法は、(11)又は(12)において、固形体のフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満である場合、マグネシア系の結合材をフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換えることを特徴とする。   (13) In the method for producing a solid body according to the present invention, in (11) or (12), when the elution amount of fluorine and its compound in the solid body is less than 0.8 mg / L, a magnesia-based binder is used. It is characterized in that it is replaced with blast furnace cement within a range in which the elution amount of fluorine and its compound is less than 0.8 mg / L.

本発明の固形体の製造方法にあっては、固形体のフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満である場合には、マグネシア系の結合材をフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換える。前同様、マグネシア系の結合材を高炉セメントで9割の質量比となるように置き換えた場合であっても、当該固形体から溶出されるフッ素等の濃度を0.8mg/L未満に抑制することができる。従って、かかる範囲内でマグネシア系の結合材の一部を高炉セメントに置き換えることができる。高炉セメントはマグネシア系の結合材に比べて単位質量当たりの価格がかなり低く、マグネシア系の結合材の一部を高炉セメントに置き換えることによって固形体の製造コストを大幅に低くすることができる。   In the method for producing a solid body of the present invention, when the elution amount of fluorine or the like of the solid body is less than 0.8 mg / L, the elution amount of fluorine or the like is reduced to 0.8 mg / L for the magnesia-based binder. Replace with blast furnace cement within the range satisfying less than L. As before, even when the magnesia-based binder is replaced with a blast furnace cement so that the mass ratio is 90%, the concentration of fluorine or the like eluted from the solid is suppressed to less than 0.8 mg / L. be able to. Therefore, a part of the magnesia-based binder can be replaced with blast furnace cement within such a range. Blast furnace cement has a considerably lower price per unit mass than magnesia-based binders, and by replacing some of the magnesia-based binders with blast furnace cement, the production cost of solid bodies can be significantly reduced.

(14)本発明に係る固形体の製造方法は、(11)から(13)のいずれかにおいて、
外形が球状、柱状、筒状又は板状、或いは断面がT形状、L形状又はU形状になるように成形することを特徴とする。
(14) In the method for producing a solid body according to the present invention, in any one of (11) to (13),
The outer shape is spherical, columnar, cylindrical or plate-shaped, or the cross-section is shaped to be T-shaped, L-shaped or U-shaped.

本発明の固形体の製造方法にあっては、固形体の外形が球状、柱状、筒状又は板状、或いは断面がT形状、L形状又はU形状になるように成形するため、適用状況に応じて至適な形状の固形体を得ることができる。これによって、より効果的な施工状態になすことができる。   In the method for producing a solid body of the present invention, the solid body has a spherical shape, a columnar shape, a cylindrical shape, a plate shape, or a cross-sectional shape that is T-shaped, L-shaped, or U-shaped. Accordingly, a solid body having an optimal shape can be obtained. Thereby, a more effective construction state can be achieved.

本発明に係る固形体を製造する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which manufactures the solid body which concerns on this invention. 本発明に係る固形体を製造する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which manufactures the solid body which concerns on this invention. 第3実施形態に係るPS灰含有固形体を製造する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which manufactures the PS ash containing solid body which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るPS灰含有固形体を製造する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which manufactures the PS ash containing solid body which concerns on 3rd Embodiment.

(第1実施形態)
図1及び図2は、本発明に係る固形体を製造する手順を示すフローチャートである。
図1に示したように、マグネシア系結合材の原料である酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを計量してミキサーにそれぞれ投入する(ステップS1・S2)。ここで、酸化マグネシウムとしては、水酸化マグネシウム又は炭酸マグネシウムを600℃程度の温度で焼成した高活性のものを用いることができる。なお、ミキサーとしてはオムニミキサーを用いることができるが、より高速に撹拌することが可能なターボミキサーを用いてもよい。
(First embodiment)
FIG.1 and FIG.2 is a flowchart which shows the procedure which manufactures the solid body based on this invention.
As shown in FIG. 1, magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride, which are raw materials for the magnesia-based binder, are weighed and introduced into the mixer (steps S1 and S2). Here, as a magnesium oxide, the highly active thing which baked magnesium hydroxide or magnesium carbonate at the temperature of about 600 degreeC can be used. In addition, although an omni mixer can be used as a mixer, you may use the turbo mixer which can stir more rapidly.

ところで、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム及び塩化マグネシウムのみを用いた場合、当該原料に水を混合して水硬させてなる固形体において、吸湿性が高いため反り及び膨張が生じ易いのに加え、耐水性及び耐久性が低く、また酸性化によって内蔵させた鉄筋等の鋼材を腐食させる虞がある。一方、結合材の原料として酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムのみを用いた場合、当該原料に水を混合して水硬させてなる固形体に膨張又はひび割れが発生する。   By the way, when only magnesium oxide and magnesium chloride are used as the raw material of the magnesia-based binder, the solid body obtained by mixing water with the raw material and hydraulically hardening is likely to be warped and expanded due to high hygroscopicity. In addition, the water resistance and durability are low, and there is a risk of corroding steel materials such as rebar incorporated by acidification. On the other hand, when only magnesium oxide and magnesium sulfate are used as a raw material for the binder, expansion or cracking occurs in a solid body obtained by mixing water with the raw material and hardening it.

これに対して、結合材の原料として酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを用いた場合は、後述する如くこれら3つの原料を所定の割合で混合することによって、固形体に前述した如き反り、膨張及びひび割れが生じることなく、耐水性及び耐久性に優れるのに加え、中性付近のpHに容易に調整することができ、更にポルトランドセメント及び高炉セメントを水硬化したセメントペーストに比べて非常に高い圧縮強度の固形体を得ることができる。   On the other hand, when magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride are used as the raw material for the binder, the solid material is warped and expanded as described above by mixing these three raw materials at a predetermined ratio as will be described later. In addition to being excellent in water resistance and durability without causing cracks, it can be easily adjusted to a pH near neutrality, and is extremely high compared to cement paste obtained by water-hardening Portland cement and blast furnace cement. A solid body having a compressive strength can be obtained.

ここで、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの3原料を混合する割合はマグネシア系の結合材を構成する原料の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下であることが好ましい。より好ましい混合割合は、マグネシア系の結合材を構成する原料の総質量に対して酸化マグネシウムが5割であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下である。これによって、高い圧縮強度の固形体を、ひび割れ又は欠け等を招来することなく確実に製造することができる。   Here, the mixing ratio of the three raw materials of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride is 50% or less of magnesium oxide and 2.5% of magnesium sulfate with respect to the total mass of the raw materials constituting the magnesia-based binder. More than 40% and magnesium chloride is preferably more than 10% and 2.5% or less. More preferable mixing ratio is 50% of magnesium oxide, 2.5 to 40% of magnesium sulfate, and more than 10% of magnesium chloride with respect to the total mass of raw materials constituting the magnesia-based binder. 2.5% or less. Thereby, a solid body having a high compressive strength can be reliably produced without causing cracks or chips.

次に、PS灰を計量してミキサーに投入して、前述したマグネシア系の結合材及びPS灰をよく混合させる(ステップS3〜S5)。PS灰を混合する量は、前述した結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下が好適である。ここで、建築材料のうち、構造用のコンクリートの場合、普通セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は24N/mm2程度であり、高強度セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は30N/mm2程度であり、超高強度セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は80N/mm2程度である。なお、また、一般に、建築材料として使用する場合のセメントモルタルあるいはコンクリートの場合、その強度は10N/mm2程度あればよい。   Next, PS ash is weighed and put into a mixer, and the magnesia-based binder and PS ash described above are mixed well (steps S3 to S5). The amount of PS ash mixed is preferably 0.7 times or more and 1.5 times or less the total mass of the above-described binder. Here, in the case of structural concrete among building materials, the compressive strength of concrete using ordinary cement is about 24 N / mm2, and the compressive strength of concrete using high strength cement is about 30 N / mm2, The compressive strength of concrete using ultra high strength cement is about 80 N / mm 2. In general, in the case of cement mortar or concrete used as a building material, the strength may be about 10 N / mm 2.

本発明にあっては前述した如く、PS灰の混合量は結合材の総質量の0.7倍以上にしてある。PS灰の混合量が結合材の総質量の0.7倍未満である場合、PS灰の処理割合が低い一方、その固形体の圧縮強度が超高強度セメントの圧縮強度より大きくなってしまい、不要に高い圧縮強度の固形体が形成されてしまうこととなって実用的でない。これに対しPS灰の混合量が結合材の総質量の0.7倍以上である場合、施工実情に応じた実用的な圧縮強度の固形体を得ることができるとともに、結合材の総質量と同程度以上の割合でPS灰を処理することができ、PS灰の処理効率が格段に高い。   In the present invention, as described above, the amount of PS ash mixed is 0.7 times or more of the total mass of the binder. When the mixing amount of PS ash is less than 0.7 times the total mass of the binder, while the processing rate of PS ash is low, the compressive strength of the solid body becomes larger than the compressive strength of the ultra high strength cement, A solid body having a high compressive strength is unnecessarily formed, which is not practical. On the other hand, when the mixing amount of PS ash is 0.7 times or more of the total mass of the binder, it is possible to obtain a solid body having a practical compressive strength according to the construction situation, and the total mass of the binder. PS ash can be processed at a rate equal to or higher than that, and the processing efficiency of PS ash is remarkably high.

また、より好ましいPS灰の混合量は、結合材の総質量の1.0倍以上である。PS灰の混合量が結合材の総質量の1.0倍以上である場合、PS灰の処理効率を更に向上させることができることに加え、水の混合割合に拘わらず不要に高い圧縮強度の固形体が形成されてしまうことが回避されるので、より実用的である。   Moreover, the more preferable mixing amount of PS ash is 1.0 times or more of the total mass of the binder. When the mixing amount of PS ash is 1.0 times or more of the total mass of the binder, in addition to further improving the processing efficiency of PS ash, solids with an unnecessarily high compressive strength regardless of the mixing ratio of water Since it is avoided that a body is formed, it is more practical.

一方、PS灰の混合量がマグネシア系の結合材の総質量の1.5倍以上である場合、その固形体は構造物の強度として必要な10N/mm2を下回ってしまうため、建築物の構造用コンクリートの代用として、一般に利用することができない。これに対して、本発明にあっては前述した如く、PS灰の混合量は結合材の総質量の1.5倍以下になしてあるため、その固形体の強度は、建築物の構造用コンクリート強度として必要な10N/mm2を下回ることが回避されるので、建築物の構造用コンクリートの代用として適宜利用することができる。   On the other hand, when the mixing amount of PS ash is 1.5 times or more of the total mass of the magnesia-based binder, the solid body is less than 10 N / mm 2 necessary for the strength of the structure, so the structure of the building It cannot be used generally as a substitute for concrete. On the other hand, in the present invention, as described above, the mixing amount of PS ash is 1.5 times or less of the total mass of the binder, so the strength of the solid body is for structural use of buildings. Since it is avoided that the concrete strength falls below 10 N / mm 2, it can be appropriately used as a substitute for structural concrete for buildings.

なお、本実施例ではPS灰よりマグネシア系の結合材を先にミキサーへ投入したが、本発明はこれに限らず、マグネシア系の結合材よりPS灰を先にミキサーへ投入してもよい。   In this embodiment, the magnesia-based binder is introduced into the mixer before the PS ash. However, the present invention is not limited to this, and PS ash may be introduced into the mixer before the magnesia-based binder.

次に、適宜量の水をミキサー内に投入して(ステップS6)、マグネシア系の結合材、PS灰及び水を十分に撹拌混練する(ステップS7)。ここで、投入する水の量としては、スランプフローが130mm〜140mm程度に収まるように、例えば(水の質量)/(結合材の総質量)の比が0.24以上0.33以下となるように設定するとよい。   Next, an appropriate amount of water is charged into the mixer (step S6), and the magnesia-based binder, PS ash, and water are sufficiently stirred and kneaded (step S7). Here, the amount of water to be added is, for example, a ratio of (mass of water) / (total mass of the binder) of 0.24 or more and 0.33 or less so that the slump flow is about 130 mm to 140 mm. It is good to set as follows.

マグネシア系の結合材、PS灰及び水の混練が終了すると、混練物を予め作製した型枠内に流し込み(ステップS8)、混練物の水硬化・養成を行った後(ステップS9)、離型することによってPS灰含有固形体を得る(ステップS10)。   When the kneading of the magnesia-based binder, PS ash and water is completed, the kneaded product is poured into a pre-made mold (step S8), and the kneaded product is water-cured and trained (step S9). Thus, a PS ash-containing solid body is obtained (step S10).

このようにして得られたPS灰含有固形体にあっては、PS灰を結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下で含有しているため、その結果として可及的に多くの量のPS灰が処理されることとなる。また、PS灰含有固形体の比重が1.4程度〜1.70程度と、ポルトランドセメント及び高炉セメントに比べて非常に軽い特性を奏する。更に、後述するようにPS灰含有固形体からのフッ素等の溶出量が0.8mg/L未満であり、環境基準を満足している。一方、当該PS灰含有固形体の圧縮強度は10N/mm2を超え80N/mm2程度以下であるので、建築材として利用できる実用的な圧縮強度を備えている。   In the PS ash-containing solid body thus obtained, PS ash is contained at 0.7 to 1.5 times the total mass of the binder, and as a result, as much as possible. A large amount of PS ash will be processed. Further, the specific gravity of the PS ash-containing solid body is about 1.4 to 1.70, which is very light compared to Portland cement and blast furnace cement. Furthermore, as will be described later, the elution amount of fluorine and the like from the PS ash-containing solid is less than 0.8 mg / L, which satisfies the environmental standards. On the other hand, since the compressive strength of the PS ash-containing solid body is more than 10 N / mm 2 and about 80 N / mm 2 or less, it has a practical compressive strength that can be used as a building material.

なお、例えば砂利といった骨材に対応した複数の凹部を設けてなる型枠内に前記混練物を流し込んで水硬化・養成を行った後、離型することによって、人工骨材を製造することもできる。その際、人工骨材は、外形が球状、柱状、筒状又は板状その他、種々の形状であってよい。   It is also possible to produce an artificial aggregate by pouring the kneaded material into a mold having a plurality of recesses corresponding to the aggregate such as gravel, performing water hardening and training, and then releasing the mold. it can. At that time, the artificial aggregate may have various shapes such as a spherical shape, a columnar shape, a cylindrical shape, or a plate shape.

更に、かかる人工骨材をステップ5でミキサーに投入して、更にマグネシア系の結合材を投入して混合させた後、あるいはマグネシア系の結合材とPS灰を投入して混合させた後、ステップS6からステップS10までの操作を行って、かかる人工骨材を含有する固形体、或いは、かかる人工骨材とPS灰とを含有する固形体を得るようにしてもよい。   Further, after the artificial aggregate is put into the mixer in step 5 and the magnesia-based binder is further added and mixed, or after the magnesia-based binder and PS ash are added and mixed, the step You may make it obtain the solid body containing this artificial aggregate or the solid body containing this artificial bone and PS ash by performing operation from S6 to step S10.

また、ステップS6で水を投入する前、又は水の投入と平行して、適宜のpH調整剤を適宜量投入することによって、固形体のpHを所要のpHに調整するようにしてもよい。   Alternatively, the pH of the solid body may be adjusted to a required pH by adding an appropriate amount of an appropriate pH adjusting agent before or at the same time as the addition of water in Step S6.

このようにして得られる人工骨材を含有する固形体、あるいは、人工骨材とPS灰とを含有する固形体にあっては、前述した型枠によって、外形が球状、柱状、筒状又は板状、或いは断面が長方形状、T形状、L形状又はU形状その他、種々の形状に成形することができる。そこで、人工骨材を含有する固形体、或いは人工骨材とPS灰とを含有する固形体を建築材として適用する場合、人工骨材として適用する場合、また建築物以外の構造物として適用する場合等、その適用状況に応じた形状に成形する。これによって、適用状況に応じた所要の目的を果たすことができる。   In the solid body containing the artificial aggregate thus obtained, or the solid body containing the artificial aggregate and PS ash, the outer shape is spherical, columnar, cylindrical, or plate depending on the formwork described above. It can be formed into various shapes such as a rectangular shape, a rectangular shape, a T shape, an L shape, or a U shape. Therefore, when a solid body containing artificial aggregate or a solid body containing artificial aggregate and PS ash is applied as a building material, when applied as an artificial aggregate, it is applied as a structure other than a building. In some cases, it is formed into a shape according to the application status. Thereby, the required purpose according to the application situation can be achieved.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るPS灰含有固形体について説明する。
本PS灰含有固形体の製造工程にあっては、PS灰の混合工程に続いて珪酸ソーダ又は/及びアクリル樹脂を更に混合させること以外は、前述した第1実施形態におけるPS灰含有固形体の各製造工程と同じである。
(Second Embodiment)
Next, the PS ash-containing solid body according to the second embodiment of the present invention will be described.
In the production process of the present PS ash-containing solid, the PS ash-containing solid in the first embodiment described above, except for further mixing sodium silicate or / and acrylic resin following the PS ash mixing process. It is the same as each manufacturing process.

珪酸ソーダ又は/及びアクリル樹脂を混合して得られたPS灰含有固形体の圧縮強度は、珪酸ソーダ及びアクリル樹脂を混合せずに得られたPS灰含有固形体の圧縮強度より高い。そこで、設計上必要となる圧縮強度に応じて、適宜量の珪酸ソーダ又は/及びアクリル樹脂をマグネシア系の結合材及びPS灰の混合物中に混合させる。これによって、マグネシア系の結合材及びPS灰の混合割合をそれぞれ変更することなく、所要の圧縮強度の固形体を得ることができる。   The compressive strength of the PS ash-containing solid obtained by mixing sodium silicate and / or acrylic resin is higher than the compressive strength of the PS ash-containing solid obtained without mixing sodium silicate and acrylic resin. Therefore, an appropriate amount of sodium silicate or / and acrylic resin is mixed in the mixture of magnesia-based binder and PS ash according to the compressive strength required for design. Thereby, a solid body having a required compressive strength can be obtained without changing the mixing ratio of the magnesia-based binder and the PS ash.

固形体は設計上種々の圧縮強度が要求されるが、それらの全てに対応するためには、マグネシア系の結合材を構成する3種の原料の混合割合及びPS灰の混合割合を種々変更させて得た各固形体の圧縮強度を測定するという非常に多くの予備試験を実施しなければならないが、前述した如く珪酸ソーダ又は/及びアクリル樹脂を混合した場合、結合材を構成する3種の原料の混合割合及びPS灰の混合割合をそれぞれ変更することなく、所要の圧縮強度の固形体を得ることができるため、予備試験に要する煩雑な手間を可及的に低減することができる。   Various compressive strengths are required in the design of the solid body, but in order to cope with all of them, the mixing ratio of the three raw materials constituting the magnesia-based binder and the mixing ratio of PS ash are variously changed. However, as described above, when sodium silicate or / and acrylic resin are mixed, the three kinds of constituents constituting the binder are measured. Since a solid body having a required compressive strength can be obtained without changing the mixing ratio of the raw materials and the mixing ratio of PS ash, the troublesome work required for the preliminary test can be reduced as much as possible.

なお、珪酸ソーダ又は/及びアクリル樹脂の添加量とその固形体の圧縮強度との関係は予め求めておく。例えば、結合材の総質量と等量のPS灰を混合させた固形体の圧縮強度と、これに結合材の総質量の0.3質量%の珪酸ソーダを混合させた固形体の圧縮強度と比較すると、後者の圧縮強度は前者の圧縮強度より略22%上昇する。同様の試験を珪酸ソーダの混合割合を異ならせて実施することによって珪酸ソーダの混合量と圧縮強度の増加量との関係を予め求めることができ、その結果から必要とする圧縮強度になすための珪酸ソーダの混合量を求めることができる。   The relationship between the amount of sodium silicate and / or acrylic resin added and the compressive strength of the solid body is determined in advance. For example, the compressive strength of a solid body in which PS ash equivalent to the total mass of the binder is mixed, and the compressive strength of a solid body in which 0.3% by mass of sodium silicate is mixed with the total mass of the binder In comparison, the latter compressive strength is approximately 22% higher than the former compressive strength. By performing the same test with different mixing ratios of sodium silicate, the relationship between the mixing amount of sodium silicate and the amount of increase in compressive strength can be determined in advance, and the result is used to achieve the required compressive strength. The amount of sodium silicate mixed can be determined.

なお、珪酸ソーダとして例えば、富士化学株式会社の珪酸ソーダを使用することができ、またアクリル樹脂として例えば、丸菱油化工業株式会社のノンネンR066を使用することができる。なお、珪酸ソーダ及びアクリル樹脂はこれらの製品に限定されるものではないことはいうまでもない。   In addition, for example, sodium silicate manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd. can be used as the sodium silicate, and nonene R066 manufactured by Maruhishi Oil Chemical Co., Ltd. can be used as the acrylic resin. Needless to say, sodium silicate and acrylic resin are not limited to these products.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係るPS灰含有固形体について説明する。
図3及び図4は第3実施形態に係るPS灰含有固形体を製造する手順を示すフローチャートであり、微生物剤を更に混合するようにしてある。
(Third embodiment)
Next, the PS ash-containing solid body according to the third embodiment of the present invention will be described.
3 and 4 are flowcharts showing a procedure for producing the PS ash-containing solid body according to the third embodiment, in which a microbial agent is further mixed.

第1実施形態で説明したステップS1〜ステップS4の操作と同様にして、結合材の原料である酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの計量、ミキサーへの投入、PS灰の計量及びミキサーへの投入を実施する(ステップS21〜S24)。   In the same manner as in Steps S1 to S4 described in the first embodiment, magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride, which are the raw materials of the binder, are metered into the mixer, PS ash is metered, and the mixer is charged. (Steps S21 to S24).

次に、環境浄化作用を奏する微生物を主とする微生物剤を計量して前記ミキサーに投入し、これらマグネシア系の結合材、PS灰及び微生物剤をよく混合させる(ステップS25〜S27)。なお、更に、砂・小石・砂利等の骨材を混合してもよい。結合材及びPS灰と骨材との混合割合を調整することによって、内部に多くの空隙を有する固形体を製造することができるからである。   Next, a microbial agent mainly composed of microorganisms having an environmental purification effect is weighed and put into the mixer, and these magnesia-based binder, PS ash and microbial agent are mixed well (steps S25 to S27). Furthermore, aggregates such as sand, pebbles and gravel may be mixed. It is because the solid body which has many space | gap inside can be manufactured by adjusting the mixing rate of a binder and PS ash, and an aggregate.

ここで、微生物剤としては、例えばBB菌(株式会社ビッグバイオ製)を用いることができる。この微生物剤はバチルス・サブチルス(Bacillus subtilis)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)及びバチルス・スパリカス(Bacillus sphaericus)の菌体とその培養基を含有している。なお、微生物剤としては、複数種類の微生物を混合させたものでもよいが、1種類の微生物を用いたものでもよい。微生物としてはバチルス属に属するものが好適である。また、バチルス属に属するものと乳酸菌・酵母等の他の細菌とを適宜混合させたものも適用することができる。なお、いずれの場合も、施工後に確実に菌数を増大させるために、使用する微生物に応じた培養基を混合しておくとよい。   Here, as the microbial agent, for example, BB bacteria (manufactured by Big Bio Inc.) can be used. This microbial agent contains cells of Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis and Bacillus sphaericus and their culture media. In addition, as the microbial agent, a mixture of a plurality of types of microorganisms may be used, or a single type of microorganism may be used. As the microorganism, those belonging to the genus Bacillus are preferable. Moreover, what mixed suitably the thing which belongs to the genus Bacillus, and other bacteria, such as lactic acid bacteria and yeast, is also applicable. In any case, in order to increase the number of bacteria reliably after construction, it is preferable to mix a culture medium according to the microorganism to be used.

微生物剤の混合量は適宜でよいが、例えば固形体の0.1質量%〜1.0質量%程度になるように混合することができる。   Although the mixing amount of the microbial agent may be appropriate, for example, it can be mixed so as to be about 0.1% by mass to 1.0% by mass of the solid body.

次に、前同様に適宜量の水をミキサー内に投入して(ステップS28)、マグネシア系の結合材、PS灰、微生物剤及び水を十分に撹拌混練する(ステップS29)。そして、混練が終了すると、混練物を予め作製した型枠内に流し込み(ステップS30)、混練物の水硬化・養成を行った後(ステップS31)、離型することによってPS灰含有固形体を得る(ステップS32)。   Next, an appropriate amount of water is charged into the mixer as before (step S28), and the magnesia-based binder, PS ash, microbial agent and water are sufficiently stirred and kneaded (step S29). When the kneading is completed, the kneaded product is poured into a pre-made mold (step S30), the kneaded product is water-cured and trained (step S31), and then the PS ash-containing solid body is removed by mold release. Obtain (step S32).

このようなPS灰含有固形体にあっては、有機物等で汚染された川・池等の水層圏に設置すると、含有するPS灰の作用によってアンモニア態窒素及びCOD(Chemical Oxygen Demand)等の汚染指標の値が減少する。更に、含有する微生物の作用によって前記汚染指標の値がより減少するのに加え、亜硝酸態窒素の値も減少する。   When such PS ash-containing solids are installed in aquatic zones such as rivers and ponds contaminated with organic substances, ammonia nitrogen and COD (Chemical Oxygen Demand), etc. are produced by the action of the contained PS ash. The value of the pollution index decreases. Furthermore, in addition to the value of the contamination index being further reduced by the action of the contained microorganisms, the value of nitrite nitrogen is also reduced.

従来、水層圏を清浄化するために、軽量骨材あるいは軽石に上述の微生物剤を加え、これをポルトランドセメントなどのセメントで水硬化して得られる、更に内部の空隙が大きい固形体が用いられている(例えば、特許文献4)。しかし、マグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体を汚染された水層圏を清浄化できることは、発明者の知見する範囲内では先行する特許文献や非特許文献に見出されなかった。マグネシア系の結合材とPS灰とを主材とした固形体は、軽量骨材あるいは軽石に上述の微生物剤を加え、これをポルトランドセメントなどのセメントで水硬化して得られる、更に内部の空隙が大きい固形体に比べて、格段に汚染された水層圏を清浄化できることが実験で見出された。   Conventionally, in order to clean the aquatic zone, a solid material having a larger internal void obtained by adding the above-mentioned microbial agent to lightweight aggregate or pumice and water-curing it with cement such as Portland cement has been used. (For example, Patent Document 4). However, it has been found in the prior patent documents and non-patent documents that the aquifer contaminated with solid bodies mainly composed of magnesia-based binder and PS ash can be purified. Was not. Solid bodies mainly composed of magnesia-based binder and PS ash are obtained by adding the above-mentioned microbial agent to lightweight aggregate or pumice, and then water-curing this with cement such as Portland cement. Experiments have found that significantly more contaminated aquaspheres can be cleaned than solids with a large.

なお、PS灰含有固形体は、適用場所に応じて、外形が球状、柱状又は板状、或いは、断面が長方形状、T形状、L形状、U形状等、種々の形状に成形することができる。また、前述した型枠を種々設計することによって、筒状又は網状等、表面積が大きい形状になすとよい。これによって、汚染された水層圏をより効率的に清浄化することができる。   Note that the PS ash-containing solid body can be formed into various shapes such as a spherical shape, a columnar shape, a plate shape, or a rectangular shape, T shape, L shape, U shape, etc., depending on the application location. . In addition, by designing the above-described molds in various ways, it may be formed into a shape having a large surface area such as a cylindrical shape or a net shape. Thereby, the contaminated aquatic sphere can be cleaned more efficiently.

更に、このように微生物剤を混合させたPS灰含有固形体によって人工骨材を得、該人工骨材をミキサーに投入して混合させた後、あるいはマグネシア系の結合材とPS灰を投入して混合させた後、ステップS6からステップS10までの操作を行って、該人工骨材を含有する固形体、あるいは、該人工骨材とPS灰とを含有する固形体を得るようにしてもよい。   Further, an artificial aggregate is obtained from the PS ash-containing solid mixed with the microbial agent as described above, and the artificial aggregate is put into a mixer and mixed, or a magnesia-based binder and PS ash are added. After mixing, the operations from step S6 to step S10 may be performed to obtain a solid body containing the artificial aggregate or a solid body containing the artificial aggregate and PS ash. .

また、ステップS28で水を投入する前、又は水の投入と平行して、適宜のpH調整剤を適宜量投入することによって、固形体のpHを微生物剤に含まれる微生物の生育環境に応じたpHに調整するようにしてもよい。   In addition, by adding an appropriate amount of an appropriate pH adjusting agent before or at the same time as the addition of water in step S28, the pH of the solid body is adjusted according to the growth environment of the microorganism contained in the microbial agent. You may make it adjust to pH.

なお、本実施の形態では、微生物剤をマグネシア系の結合材及びPS灰に混合する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、前述したステップS25,S26をスキップして固形体を形成させた後、当該固形体の表面に微生物剤を付着させるようにしてもよい。固形体の表面に微生物剤を付着させるには、例えば微生物剤を少量の水で溶解させ、得られた溶液を固形体の表面に塗布又は噴霧等する。また、前記溶液内に固形体を浸漬させてもよい。   In the present embodiment, the case where the microbial agent is mixed with the magnesia-based binder and PS ash has been described. However, the present invention is not limited to this, and the above-described steps S25 and S26 are skipped to form a solid body. Then, a microbial agent may be attached to the surface of the solid body. In order to attach the microbial agent to the surface of the solid body, for example, the microbial agent is dissolved with a small amount of water, and the obtained solution is applied or sprayed on the surface of the solid body. Moreover, you may immerse a solid body in the said solution.

次に、比較試験等を行った結果について説明する。
(実施例1)
マグネシア系の結合材の組成について検討した結果を説明する。
マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムのみを用い、両者の混合割合を種々異ならせて得られた固形体の状態を観察した。また、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを用い、これらの混合割合を種々異ならせて得られた固形体の状態を観察した。後者の場合にあっては、PS灰を添加した場合と、添加しない場合についてもそれぞれ固形体を形成してその状態を観察した。各固形体の混合割合を表1に示し、各固形体の状態を観察した結果を表2に示した。
Next, the results of comparative tests and the like will be described.
Example 1
The result of examining the composition of the magnesia-based binder will be described.
Using only magnesium oxide and magnesium sulfate as raw materials for the magnesia-based binder, the state of the solid bodies obtained by varying the mixing ratios of both was observed. Further, magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride were used as raw materials for the magnesia-based binder, and the state of the solid bodies obtained by varying the mixing ratios of these was observed. In the latter case, solid bodies were formed and observed in the case where PS ash was added and in the case where PS ash was not added. The mixing ratio of each solid body is shown in Table 1, and the result of observing the state of each solid body is shown in Table 2.

なお、前記した非特許文献1に述べられているように、結合材の原料として酸化マグネシウム及び塩化マグネシウムのみを用いた場合、耐水性及び耐久性が低く、また酸性化によって内蔵させた鉄筋等の鋼材を腐食させる虞があるため、検討対象から除外した。   Note that, as described in Non-Patent Document 1 described above, when only magnesium oxide and magnesium chloride are used as a raw material for the binder, water resistance and durability are low, and rebars incorporated by acidification are used. Excluded from consideration because there is a risk of corroding steel.

マグネシア系の結合材の原料は、酸化マグネシウム(製品名AM−2)、硫酸マグネシウム(製品名MG−3K)、塩化マグネシウム(製品名工業用クリスタリン)(いずれも(株)赤穂化成製)を用いた。   The raw material for the magnesia-based binder is magnesium oxide (product name AM-2), magnesium sulfate (product name MG-3K), magnesium chloride (product name crystallin for industry) (all manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.). It was.

Figure 2014024728
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Figure 2014024728
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表1に示したように、比較例1〜12は、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムのみを用いた場合の各混合割合をそれぞれ示しており、比較例13〜15は、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを用いた場合の各混合割合をそれぞれ示している。また、結合材の原料組成とその混合割合は本発明例1と同じであるが、PS灰を混合していないものを対象例1とした。   As shown in Table 1, Comparative Examples 1-12 show each mixing ratio when only magnesium oxide and magnesium sulfate are used as raw materials for the magnesia-based binder, and Comparative Examples 13-15 are The mixing ratios when magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride are used as raw materials for the magnesia-based binder are shown. Moreover, the raw material composition of the binder and the mixing ratio thereof are the same as those of Example 1 of the present invention.

表2の比較例1〜12から明らかなように、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムのみを用いた場合、酸化マグネシウムの混合割合が質量比で0.4〜0.67の範囲では、いずれの場合にあっても得られた固形体にひび割れ又は膨張若しくは変状が観察された。また、固形体の割れ又は変状等はPS灰の有無に拘わらずに生じていた。これより、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムのみを用いた場合、酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムの混合割合、並びにPS灰の混合割合に因らず、その固形体に割れ又は変状等が生じることが分かる。   As is clear from Comparative Examples 1 to 12 in Table 2, when only magnesium oxide and magnesium sulfate are used as raw materials for the magnesia-based binder, the mixing ratio of magnesium oxide is 0.4 to 0.67 by mass ratio. In the range, cracks, expansion or deformation were observed in the obtained solid body in any case. Moreover, the crack or deformation of the solid body occurred regardless of the presence or absence of PS ash. As a result, when only magnesium oxide and magnesium sulfate are used as raw materials for the magnesia-based binder, the solid body is cracked or deformed regardless of the mixing ratio of magnesium oxide and magnesium sulfate and the mixing ratio of PS ash. It turns out that etc. arise.

また、表2の比較例2、3、4、13から明らかなように、酸化マグネシウムの混合割合が質量比で0.6である場合、マグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム及び硫酸マグネシウムのみを用いたとき、及びマグネシア系の結合材の原料として酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを用いたときであっても、その固形体に割れ又は変状等が生じていた。これより、酸化マグネシウムの混合割合は0.5、即ち5割以下であることが好ましい。また、以下の結果も踏まえると、より好ましい酸化マグネシウムの混合割合は5割である。   Further, as is clear from Comparative Examples 2, 3, 4, and 13 in Table 2, when the mixing ratio of magnesium oxide is 0.6, only magnesium oxide and magnesium sulfate are used as raw materials for the magnesia-based binder. Even when magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride were used as raw materials for the magnesia-based binder, cracking or deformation occurred in the solid. Accordingly, the mixing ratio of magnesium oxide is preferably 0.5, that is, 50% or less. Further, considering the following results, a more preferable mixing ratio of magnesium oxide is 50%.

一方、表2の比較例14及び15から明らかなように、結合材の原料として酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを用いたときであっても、硫酸マグネシウムに対する塩化マグネシウムの混合割合が質量比で0.25と比較的少量である場合は、PS灰の有無に拘わらず、その固形体に割れ又は変状等が観察された。これより、塩化マグネシウムの混合割合は、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの総質量の1割を超えることが必要である。同様に、硫酸マグネシウムの混合割合は、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの総質量の4割未満であることが必要である。   On the other hand, as is clear from Comparative Examples 14 and 15 in Table 2, even when magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride were used as the raw materials for the binder, the mixing ratio of magnesium chloride to magnesium sulfate was in mass ratio. In the case of a relatively small amount of 0.25, cracks or deformations were observed in the solid regardless of the presence or absence of PS ash. Therefore, the mixing ratio of magnesium chloride needs to exceed 10% of the total mass of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride. Similarly, the mixing ratio of magnesium sulfate needs to be less than 40% of the total mass of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride.

これに対して、本発明例1の固形体にあっては、割れ又は変状等は観察されなかった。また、対象例1の固形体にも割れ又は変状等は観察されなかった。   On the other hand, in the solid body of Invention Example 1, no cracks or deformations were observed. Also, no cracks or deformations were observed in the solid body of Target Example 1.

これらの結果及び本発明者の経験から、硫酸マグネシウムの混合割合は、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの総質量の2.5割以上であり、また塩化マグネシウムの混合割合は、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの総質量の2.5割以下であることが好ましい。   From these results and the experience of the present inventors, the mixing ratio of magnesium sulfate is 2.5% or more of the total mass of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride, and the mixing ratio of magnesium chloride is magnesium oxide, sulfuric acid. It is preferably 2.5% or less of the total mass of magnesium and magnesium chloride.

以上より、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの3原料を混合する割合は、結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下であることが好ましい。また、より好ましい混合割合は、マグネシア系の結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下である。   From the above, the ratio of mixing three raw materials of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride is 50% or less of magnesium oxide and 2.5% or more and less than 40% of magnesium sulfate with respect to the total mass of the binder. Magnesium chloride is preferably more than 10% and 2.5% or less. A more preferable mixing ratio is 50% magnesium oxide, 2.5% or more and less than 40% magnesium sulfate, and magnesium chloride is more than 10% with respect to the total mass of the magnesia-based binder. 50% or less.

(実施例2)
次に、PS灰の混合割合を検討した結果について説明する。
実施例1で示した本発明例1を構成する結合材にPS灰を相異なる割合で混合し、水硬・養成して得られた各固形体の圧縮強度及び比重をそれぞれ測定した結果を次の表3に示す。なお、各結合材は同じ配合割合で構成してあり、基準となる結合材の特性はPS灰を混合していない対象例2として記載してある。なお、圧縮強度はJIS1108に定められた試験方法に従って測定した。
(Example 2)
Next, the result of examining the mixing ratio of PS ash will be described.
The results of measuring the compressive strength and specific gravity of each solid body obtained by mixing PS ash with different ratios in the binder constituting the present invention example 1 shown in Example 1 and hydraulically nurturing it are as follows. Table 3 shows. In addition, each binder is comprised by the same mixture ratio, and the characteristic of the binder used as a reference | standard is described as the target example 2 which is not mixing PS ash. The compressive strength was measured according to a test method defined in JIS 1108.

Figure 2014024728
Figure 2014024728

表3から明らかなように、PS灰の混合割合が結合材の総質量の1.5倍の場合、得られた固形体の圧縮強度が10N/mm2を上回っていたが、PS灰の混合割合が結合材の総質量の2.0倍以上である場合は、得られた固形体の圧縮強度が10N/mm2を下回っていた。前述した如く、一般に、建築材料として使用する場合のセメントモルタルあるいはコンクリートの場合、その強度は10N/mm2程度あればよいので、PS灰を混合できる上限は結合材の総質量の1.5倍程度であることが分かる。   As is clear from Table 3, when the mixing ratio of PS ash is 1.5 times the total mass of the binder, the compression strength of the obtained solid body exceeded 10 N / mm2, but the mixing ratio of PS ash Is 2.0 times or more of the total mass of the binder, the compression strength of the obtained solid was less than 10 N / mm 2. As described above, in general, in the case of cement mortar or concrete when used as a building material, the strength should be about 10 N / mm2, so the upper limit for mixing PS ash is about 1.5 times the total mass of the binder. It turns out that it is.

次に、PS灰を計量してミキサーに投入して、前述したマグネシア系の結合材及びPS灰をよく混合させる(ステップS3〜S5)。PS灰を混合する量は、前述した結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下が好適である。ここで、建築材料のうち、構造用のコンクリートの場合、普通セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は24N/mm2程度であり、高強度セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は30N/mm2程度であり、超高強度セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は80N/mm2程度である。なお、また、一般に、建築材料として使用する場合のセメントモルタルあるいはコンクリートの場合、その強度は10N/mm2程度あればよい。   Next, PS ash is weighed and put into a mixer, and the magnesia-based binder and PS ash described above are mixed well (steps S3 to S5). The amount of PS ash mixed is preferably 0.7 times or more and 1.5 times or less the total mass of the above-described binder. Here, in the case of structural concrete among building materials, the compressive strength of concrete using ordinary cement is about 24 N / mm2, and the compressive strength of concrete using high strength cement is about 30 N / mm2, The compressive strength of concrete using ultra high strength cement is about 80 N / mm 2. In general, in the case of cement mortar or concrete used as a building material, the strength may be about 10 N / mm 2.

一方、PS灰の混合割合が結合材の総質量の0.7倍の場合、得られた固形体の圧縮強度は80.3N/mm2であった。前述した如く、建築材料のうち、構造用のコンクリートの場合普通セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は24N/mm2程度であり、高強度セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は30N/mm2程度であり、超高強度セメントを用いたコンクリートの圧縮強度は80N/mm2程度である。PS灰の混合量がマグネシア系の結合材の総質量の0.7倍未満である場合、PS灰の処理割合が低い一方、その固形体の圧縮強度が超高強度セメントの圧縮強度より大きくなってしまい、不要に高い圧縮強度の固形体が形成されてしまうこととなって実用的でない。従って、PS灰を混合できる下限は結合材の総質量の0.7倍程度であることが分かる。これによって、施工実情に応じた実用的な圧縮強度の固形体を得ることができるとともに、マグネシア系の結合材の総質量と同程度以上の割合でPS灰を処理することができ、高効率でPS灰を処理することができる。   On the other hand, when the mixing ratio of PS ash was 0.7 times the total mass of the binder, the obtained solid had a compressive strength of 80.3 N / mm 2. As described above, among the building materials, in the case of structural concrete, the compressive strength of concrete using ordinary cement is about 24 N / mm2, and the compressive strength of concrete using high strength cement is about 30 N / mm2, The compressive strength of concrete using ultra high strength cement is about 80 N / mm 2. When the mixing amount of PS ash is less than 0.7 times the total mass of the magnesia-based binder, the processing rate of PS ash is low, while the compressive strength of the solid body becomes larger than the compressive strength of the ultra high strength cement. As a result, a solid body having a high compressive strength is formed unnecessarily, which is not practical. Therefore, it can be seen that the lower limit for mixing PS ash is about 0.7 times the total mass of the binder. As a result, it is possible to obtain a solid body having a practical compressive strength according to the construction situation, and to treat PS ash at a rate equal to or higher than the total mass of the magnesia-based binder, with high efficiency. PS ash can be treated.

また、より好ましいPS灰の混合量は、マグネシア系の結合材の総質量の1.0倍以上である。PS灰の混合量が結合材の総質量の1.0倍以上である場合、PS灰の処理効率を更に向上させることができることに加え、表3に示したように、水の混合割合に拘わらず不要に高い圧縮強度の固形体が形成されてしまうことが回避されるので、より実用的である。   A more preferable amount of PS ash mixed is 1.0 times or more of the total mass of the magnesia-based binder. When the mixing amount of PS ash is 1.0 times or more of the total mass of the binder, in addition to further improving the processing efficiency of PS ash, as shown in Table 3, it is related to the mixing ratio of water. Therefore, it is more practical because it is avoided that a solid body having a high compressive strength is formed unnecessarily.

一方、表3から明らかなように、PS灰を混合することによって、比重が低い固形体を得ることができるので、当該PS灰含有固形体を施工した構造物の軽量化を図ることができる。   On the other hand, as can be seen from Table 3, by mixing PS ash, a solid body having a low specific gravity can be obtained, so that the structure in which the PS ash-containing solid body is constructed can be reduced in weight.

(実施例3)
次に、珪酸ソーダを混合した結果について説明する。
実施例2の本発明例4に示したPS灰含有固形体と、当該固形体に珪酸ソーダを混合したPS灰含有固形体との特性を比較した結果を次の表4に示した。なお、珪酸ソーダは富士化学(株)社製を用いた。
(Example 3)
Next, the result of mixing sodium silicate will be described.
The results of comparing the characteristics of the PS ash-containing solid shown in Example 4 of Example 2 and the PS ash-containing solid obtained by mixing sodium silicate with the solid are shown in Table 4 below. The sodium silicate used was manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd.

Figure 2014024728
Figure 2014024728

表4から明らかなように、マグネシア系の結合材の0.3質量%の珪酸ソーダを結合材及びPS灰の混合物中に混合させた場合のPS灰含有固形体の圧縮強度は74.1N/mm2であり、珪酸ソーダを混合させていないPS灰含有固形体の圧縮強度60.9N/mm2に比べて、略22%上昇していた。   As is clear from Table 4, the compression strength of the PS ash-containing solid body when 7% by mass of sodium silicate of the magnesia-based binder was mixed into the mixture of the binder and PS ash was 74.1 N / Compared to the compressive strength of 60.9 N / mm 2 of the solid body containing PS ash that was mm 2 and not mixed with sodium silicate, it was about 22% higher.

このように結合材及びPS灰の混合割合をそれぞれ変更することなく、PS灰含有固形体の圧縮強度を上昇させることができるので、設計強度に対応した圧縮強度のPS灰含有固形体を煩雑な手間を要さずに形成することができる。   As described above, the compressive strength of the PS ash-containing solid body can be increased without changing the mixing ratio of the binder and the PS ash, so that the PS ash-containing solid body having the compressive strength corresponding to the design strength is complicated. It can be formed without the need for labor.

なお、本発明者の経験よりアクリル樹脂にあっても、このような珪酸ソーダと同様にPS灰含有固形体の圧縮強度を上昇させることができるという知見を得ている。   In addition, even if it exists in an acrylic resin from the experience of this inventor, the knowledge that the compressive strength of PS ash containing solid body can be raised like such a sodium silicate has been acquired.

(実施例4)
次に、本発明に係るPS灰含有固形体についてフッ素の溶出試験を行った結果について説明する。
Example 4
Next, the results of the fluorine elution test performed on the PS ash-containing solid according to the present invention will be described.

実施例2の対象例2に示した結合材とPS灰とを質量比で1:9になるように計量して両者を混合し、この混合物に水を両者の比が66:34になるように添加してそれらを混練して水硬化させて固形体を得、材齢が1日、3日、7日になったときに当該固形体から溶出されたフッ素の濃度を測定した。その結果を表5に示した。   The binder shown in Example 2 of Example 2 and PS ash were weighed to a mass ratio of 1: 9 and mixed together, and water was added to this mixture so that the ratio of both was 66:34. The solids were obtained by kneading them and water-curing them to obtain solids, and the concentration of fluorine eluted from the solids was measured when the age was 1, 3, and 7. The results are shown in Table 5.

なお、固形体からのフッ素の溶出試験は、土壌汚染対策法施行規則第五条第三項第四項の規定に基づく「環境大臣が定める土壌溶出量調査に係わる測定方法(平成15年3月6日、環境省告示18)」に従って行った。また、溶出試験は、土壌汚染対策法指定調査機関である(株)同人グローカルに委託した。   In addition, the elution test for fluorine from solids is based on the “Measurement Method for Soil Elution Survey stipulated by the Minister of the Environment” 6th, Ministry of the Environment Notification 18) ”. In addition, the dissolution test was commissioned to Dojin Glocal Co., Ltd., a research organization designated by the soil pollution control law.

Figure 2014024728
Figure 2014024728

表5から明らかなように、フッ素の溶出量は、材齢が1日から0.52mg/Lと環境基準値である0.8mg/L未満であり、材齢が3日及び7日は0.37mg/Lとより低い濃度で推移していた。   As is clear from Table 5, the elution amount of fluorine is from 0.5 to 1 mg / L from the 1st day, which is less than the environmental standard value of 0.8 mg / L, and 0 to 3 days and 7th. .37 mg / L and lower concentration.

このように結合材とPS灰とを質量比で1:9となるように混合した場合であっても、フッ素の溶出量は環境基準値未満で推移しており、本発明の如く結合材とPS灰とを質量比で1:0.7〜1.5となるように混合した場合、フッ素の溶出量は当然に環境基準値未満である。   Thus, even when the binder and PS ash are mixed so that the mass ratio is 1: 9, the elution amount of fluorine is kept below the environmental standard value. When PS ash is mixed at a mass ratio of 1: 0.7 to 1.5, the elution amount of fluorine is naturally less than the environmental standard value.

ところで、以上の結果からPS灰に対して本結合材が質量比で1割混合されていれば、フッ素の溶出量を環境基準値未満になすことができることが分かる。そのため、本結合材と高炉セメントとを質量比で1:9程度になるように混合する、すなわち本結合材の略9割を高炉セメントに置き換え、これにPS灰を質量比で0.7〜1.5となるように混合した後、水硬化させて得られた固形体であってもフッ素の溶出量を環境基準値未満になすことができる。従って、本結合材の略9割を高炉セメントに置き換える場合も本発明に含まることができる。   By the way, it can be seen from the above results that if the binding material is mixed at 10% by mass with respect to PS ash, the elution amount of fluorine can be made less than the environmental standard value. Therefore, this binder and blast furnace cement are mixed so that the mass ratio is about 1: 9, that is, approximately 90% of this binder is replaced with blast furnace cement, and PS ash is added to the mass ratio of 0.7 to Even if it is a solid body obtained by water curing after mixing so as to be 1.5, the elution amount of fluorine can be made less than the environmental standard value. Therefore, a case where approximately 90% of the binder is replaced with blast furnace cement can be included in the present invention.

(実施例5)
次に、微生物剤を混合させたPS灰含有固形体について検討した結果について説明する。
異なる量の微生物剤を混合させたPS灰含有固形体をそれぞれリング状のブロックに成形・水硬化させておき、これらのブロックを人工汚水をそれぞれ貯留させた各水層内に各別に設置し、各水層内の人工汚水のCOD、アンモニア濃度及び亜硝酸態窒素濃度を経時的に測定して本発明例7及び8とした。なお、ブロックを設置していない水槽の人工汚水について同様に測定したものを対象例3とし、微生物剤を混合させていないPS灰含有固形体から前同様にして得たブロックを設置した水槽の人工汚水について同様に測定したものを比較例18とした。それらの結果を次の表7に示す。なお、表7中、N.Dは検出限界値以下であったことを示している。
(Example 5)
Next, the result of examining the PS ash-containing solid mixed with the microbial agent will be described.
PS ash-containing solids mixed with different amounts of microbial agents are molded and water-cured into ring-shaped blocks, respectively, and these blocks are individually installed in each water layer in which artificial sewage is stored, Artificial sewage COD, ammonia concentration, and nitrite nitrogen concentration in each water layer were measured over time to obtain Invention Examples 7 and 8. In addition, what was measured similarly about the artificial sewage of the aquarium in which the block is not installed is set as the target example 3, and the artificial in the aquarium in which the block obtained in the same manner as before from the PS ash-containing solid body not mixed with the microbial agent is installed. What was similarly measured about sewage was set as Comparative Example 18. The results are shown in Table 7 below. In Table 7, N.I. D shows that it was below the detection limit value.

なお、本発明例7及び8のPS灰含有固形体、及び比較例18のPS灰含有固形体の組成を次の表6に示す。また、前述した人工汚水の組成は次の通りである。すなわち、CaCl2:7.5mg/L,MgSO4・7H2O:7.5mg/L,NaCl:12.5mg/L,NaHCO3:500mg/L,KH2PO4:35mg/L,NH4Cl3:191mg/L,KCl:25mg/L,グルコース:150mg/L,ペプトン(和光純薬工業株式会社):50mg/L,酵母エキス(関東化学株式会社):50mg/L,肉汁エキス(和光純薬工業株式会社社):50mg/Lであり、pHが9.66である。また、前述した微生物剤としてBB菌(株式会社ビッグバイオ製)を用いた。   The compositions of the PS ash-containing solid bodies of Invention Examples 7 and 8 and the PS ash-containing solid body of Comparative Example 18 are shown in Table 6 below. Moreover, the composition of the artificial sewage mentioned above is as follows. That is, CaCl2: 7.5 mg / L, MgSO4 · 7H2O: 7.5 mg / L, NaCl: 12.5 mg / L, NaHCO3: 500 mg / L, KH2PO4: 35 mg / L, NH4Cl3: 191 mg / L, KCl: 25 mg / L L, glucose: 150 mg / L, peptone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 50 mg / L, yeast extract (Kanto Chemical Co., Ltd.): 50 mg / L, gravy extract (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 50 mg / L And the pH is 9.66. Further, BB bacteria (manufactured by Big Bio Co., Ltd.) were used as the above-mentioned microbial agent.

Figure 2014024728
Figure 2014024728

Figure 2014024728
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表7から明らかなように、人工汚水だけの対象例3にあっては、COD及びアンモニア濃度が当初より高く、それぞれ120mg/L以上及び10mg/L以上であった。これらの値を経時的に測定したところ、CODの値は2週間程度経過後からやや低下し始めたが、1カ月程度経過しても80mg/Lであった。また、アンモニア濃度の値は20日〜24日経過しても10mg/Lであった。一方、亜硝酸態窒素の値は1日経過後から測定され始め、2週間〜3週間程度経過すると0.2mg/Lであり、4週間程度経過すると0.5mg/L以上の濃度であった。   As can be seen from Table 7, in the target example 3 with only artificial sewage, the COD and ammonia concentrations were higher than the original, and were 120 mg / L or more and 10 mg / L or more, respectively. When these values were measured over time, the COD value started to decrease slightly after about two weeks, but was 80 mg / L even after about one month. The value of ammonia concentration was 10 mg / L even after 20 to 24 days. On the other hand, the value of nitrite nitrogen began to be measured after 1 day and was 0.2 mg / L after about 2 to 3 weeks, and was 0.5 mg / L or more after about 4 weeks.

一方、微生物剤を混合させていないPS灰含有固形体を用いた比較例18の場合、COD及びアンモニア濃度は対象例3より早くまた多量に低下していたが、亜硝酸態窒素の動向は対象例3と略同じであった。   On the other hand, in the case of the comparative example 18 using the PS ash-containing solid not mixed with the microbial agent, the COD and ammonia concentrations were earlier and much lower than the target example 3, but the trend of nitrite nitrogen was the target. It was almost the same as Example 3.

これに対して、微生物剤を混合させたPS灰含有固形体を用いた本発明例7及び8にあっては、いずれもCODの動向は対象例3と略同じであったが、アンモニア濃度は比較例18より早くまた多量に低下していた。更に、亜硝酸態窒素についても本発明例8にあっては略3週間で検出限界以下に抑制することができた。   On the other hand, in the present invention examples 7 and 8 using the PS ash-containing solid mixed with the microbial agent, the trend of COD was almost the same as the target example 3, but the ammonia concentration was The amount was decreased more rapidly than Comparative Example 18. Furthermore, nitrite nitrogen could also be suppressed below the detection limit in about 3 weeks in Example 8 of the present invention.

(実施例6)
次に、本発明に係るPS灰含有固形体のpHを調整した結果について説明する。
実施例2の本発明例4に示したPS灰含有固形体に重硫酸ソーダ(pH=0.9)(赤穂化成(株)社製)を、PS灰含有固形体の1質量%添加し、そのpHを測定した結果を次の表8に示した。なお、pHの測定は次のようにして行った。すなわち、材齢が1週間程度の固形体を微粉砕し、得られた粉体を質量比で10倍の水中に投入し、十分に撹拌した後、その上清のpHをpHメータで測定した。
(Example 6)
Next, the result of adjusting the pH of the PS ash-containing solid according to the present invention will be described.
Sodium bisulfate (pH = 0.9) (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.) was added to the PS ash-containing solid shown in Example 4 of the present invention in Example 2 at 1% by mass of the PS ash-containing solid, The results of measuring the pH are shown in Table 8 below. The pH was measured as follows. That is, a solid material having an age of about one week was finely pulverized, and the obtained powder was put into 10 times by mass water and stirred sufficiently, and then the pH of the supernatant was measured with a pH meter. .

なお、重硫酸ソーダを添加していないPS灰含有固形体のpHを測定した結果を対象例4として、また前記PS灰含有固形体に用いたPS灰及びマグネシア系の結合材のpHを測定した結果を参考例1及び2として示してある。なお、PS灰含有固形体のpHは前同様にして測定し、PS灰及び結合材は粉体であるので、その粉体を質量比で10倍の水中に投入し、十分に撹拌した後、その上清のpHをpHメータで測定した。   The result of measuring the pH of the PS ash-containing solid to which sodium bisulfate was not added was taken as the target example 4, and the pH of the PS ash and magnesia-based binder used for the PS ash-containing solid was measured. The results are shown as Reference Examples 1 and 2. Note that the pH of the PS ash-containing solid was measured in the same manner as before, and the PS ash and the binder were powders. Therefore, the powders were poured into 10 times the mass of water and stirred sufficiently, The pH of the supernatant was measured with a pH meter.

Figure 2014024728
Figure 2014024728

表8の参考例1及び2から明らかなように、PS灰含有固形体に用いたPS灰のpHは11.40であり、結合材のpHは9.62であった。これらを混合して得られるPS灰含有固形体のpHは、対象例4に示した通り10.11であり弱アルカリ性を示している。これに対し、本発明例9に示したように、重硫酸ソーダを添加したPS灰含有固形体にあってはそのpHが8.3と中性側へ調整されていた。   As is clear from Reference Examples 1 and 2 in Table 8, the pH of the PS ash used for the PS ash-containing solid was 11.40, and the pH of the binder was 9.62. The pH of the PS ash-containing solid obtained by mixing these was 10.11 as shown in Target Example 4, indicating weak alkalinity. On the other hand, as shown in Example 9 of the present invention, the pH of the PS ash-containing solid body to which sodium bisulfate was added was adjusted to 8.3 and neutral.

このように、本発明に係るPS灰含有固形体にあってはそのpHを容易に調整することができる。従って、実施例5で説明した如き微生物剤を混合させる場合、その微生物剤に含まれる微生物の至適pHに応じてPS灰含有固形体のpHを調整することができる。これによって、当該微生物の増殖を促進させて、浄化作用を向上させることができる。   Thus, in the PS ash-containing solid according to the present invention, the pH can be easily adjusted. Therefore, when the microbial agent as described in Example 5 is mixed, the pH of the PS ash-containing solid body can be adjusted according to the optimum pH of the microorganism contained in the microbial agent. Thereby, the growth of the microorganism can be promoted and the purification action can be improved.

なお、微生物剤を混合又は付着させていないPS灰含有固形体の場合は、強アルカリ性のpH調整剤を混合させることによって、pHが11以上の強アルカリ性に調整してもよい。   In the case of a PS ash-containing solid body to which no microbial agent is mixed or adhered, the pH may be adjusted to a strong alkalinity of 11 or more by mixing a strong alkaline pH adjusting agent.

S1 ステップS1
S2 ステップS2
S3 ステップS3
S1 Step S1
S2 Step S2
S3 Step S3

Claims (14)

マグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを混合させて固形体を製造する場合、
前記結合材として、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを所定割合になるように計量し、この結合材と、該結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のペーパースラッジ灰とを混合させ、これらを水硬化させて、次の(i)及び(ii)の少なくとも一方を満足するようになすことを特徴とするマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法。
(i)前記固形体の比重が1.70以下であり、圧縮強度が10N/mm2以上である。
(ii)前記固形体のフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満である。
When mixing a magnesia-based binder and paper sludge ash to produce a solid,
As the binder, magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride are weighed so as to have a predetermined ratio, and this binder and paper sludge ash that is 0.7 times to 1.5 times the total mass of the binder, Are mixed with water, and these are water-cured to satisfy at least one of the following (i) and (ii): solids mainly composed of magnesia-based binder and paper sludge ash Body manufacturing method.
(I) The solid body has a specific gravity of 1.70 or less and a compressive strength of 10 N / mm 2 or more.
(Ii) The elution amount of fluorine and the compound thereof in the solid body is less than 0.8 mg / L.
前記酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの割合は、前記結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下にし、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満にし、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下にする請求項1記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法。   The ratio of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride is 50% or less for magnesium oxide, 2.5 to 40% for magnesium sulfate, and more than 10% for magnesium chloride with respect to the total mass of the binder. The manufacturing method of the solid body which uses the magnesia type | system | group coupling material and paper sludge ash of Claim 1 made into 2.5 or less as a main material. 前記(ii)を満足する場合、前記結合材をフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換える請求項1又は2記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法。   3. The magnesia-based binder and paper according to claim 1 or 2, wherein when satisfying (ii), the binder is replaced with blast furnace cement within a range where the elution amount of fluorine and its compound is less than 0.8 mg / L. A method for producing a solid body mainly composed of sludge ash. 水硬化を行う前に、圧縮強度を増大させるべく、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合させる請求項1から3のいずれかに記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体の製造方法。   The magnesia-based binder and paper sludge ash according to any one of claims 1 to 3, wherein an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin is mixed in order to increase compressive strength before water curing. Method for producing a solid. マグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを混合させ、これらを水硬化させてなる固形体であって、
前記結合材は、所定割合の酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムを有しており、この結合材の総質量の0.7倍以上1.5倍以下のペーパースラッジ灰を含有しており、次の(i)及び(ii)の少なくとも一方を満足していることを特徴とするマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体。
(i)前記固形体の比重が1.70以下であり、圧縮強度が10N/mm2以上である。
(ii)前記固形体のフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満である。
A solid body formed by mixing magnesia-based binder and paper sludge ash, and water-curing them.
The binder has a predetermined proportion of magnesium oxide, magnesium sulfate, and magnesium chloride, and contains 0.7 to 1.5 times as much paper sludge ash as the total mass of the binder. A solid body mainly composed of a magnesia-based binder and paper sludge ash characterized by satisfying at least one of (i) and (ii).
(I) The solid body has a specific gravity of 1.70 or less and a compressive strength of 10 N / mm 2 or more.
(Ii) The elution amount of fluorine and the compound thereof in the solid body is less than 0.8 mg / L.
前記酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム及び塩化マグネシウムの割合は、前記結合材の総質量に対して酸化マグネシウムが5割以下であり、硫酸マグネシウムが2.5割以上4割未満であり、塩化マグネシウムが1割を超え2.5割以下である請求項5記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体。   The ratio of magnesium oxide, magnesium sulfate and magnesium chloride is 50% or less of magnesium oxide, 2.5% or more and less than 40% of magnesium sulfate, and 10% of magnesium chloride with respect to the total mass of the binder. A solid body mainly composed of the magnesia-based binder according to claim 5 and paper sludge ash. 前記(ii)を満足する場合、前記結合材をフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換えてなる請求項5又は6記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体。   The magnesia-based binder according to claim 5 or 6, wherein when satisfying the above (ii), the binder is replaced with blast furnace cement within a range in which the elution amount of fluorine and a compound thereof is less than 0.8 mg / L. And a solid body consisting mainly of paper sludge ash. 水硬化を行う前に、圧縮強度を増大させるべく、適宜量の珪酸ソーダ又はアクリル樹脂を混合してある請求項5から7のいずれかに記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体。   The magnesia-based binder according to any one of claims 5 to 7 and paper sludge ash mainly mixed with an appropriate amount of sodium silicate or acrylic resin to increase the compressive strength before water curing. Solid material. 外形が、球状、柱状、筒状又は板状に成形してある請求項5から8のいずれかに記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体。   A solid body mainly composed of a magnesia-based binder and paper sludge ash according to any one of claims 5 to 8, wherein the outer shape is formed into a spherical shape, a columnar shape, a cylindrical shape, or a plate shape. 水硬化を行う前に適宜の微生物剤を混合させ、又は、前記固形体の表面に適宜の微生物剤を付着させてなる請求項5から9のいずれかに記載のマグネシア系の結合材とペーパースラッジ灰とを主材とした固形体。   The magnesia-based binder and paper sludge according to any one of claims 5 to 9, wherein an appropriate microbial agent is mixed before water curing, or an appropriate microbial agent is attached to the surface of the solid body. Solid body mainly made of ash. マグネシア系の結合材と請求項9又は請求項10に記載した固形体を混合させ、或いはマグネシア系の結合材、ペーパースラッジ灰及び請求項9又は請求項10に記載した固形体を混合させ、その後、水硬化させることを特徴とする固形体の製造方法。   The magnesia-based binder and the solid body described in claim 9 or 10 are mixed, or the magnesia-based binder, paper sludge ash and the solid body described in claim 9 or 10 are mixed, and then A method for producing a solid body, characterized by water curing. 水硬化させる前に、適宜のpH調整剤又は/及び適宜の微生物剤を混合させる請求項11記載の固形体の製造方法。   The method for producing a solid body according to claim 11, wherein an appropriate pH adjusting agent and / or an appropriate microbial agent is mixed before water curing. 固形体のフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満である場合、マグネシア系の結合材をフッ素及びその化合物の溶出量が0.8mg/L未満を満たす範囲内で高炉セメントに置き換える請求項11又は12記載の固形体の製造方法。   If the elution amount of solid fluorine and its compound is less than 0.8 mg / L, replace the magnesia-based binder with blast furnace cement within the range where the elution amount of fluorine and its compound is less than 0.8 mg / L. The manufacturing method of the solid body of Claim 11 or 12. 外形が球状、柱状、筒状又は板状、或いは断面がT形状、L形状又はU形状になるように成形する請求項11から13のいずれかに記載の固形体の製造方法。
The manufacturing method of the solid body in any one of Claim 11 to 13 shape | molded so that an external shape may be spherical shape, columnar shape, cylinder shape, plate shape, or a cross section may become T shape, L shape, or U shape.
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