JP2019058851A - 貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを大幅に抑制した貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法とする。【解決手段】発電所から排出される石炭灰と、ホタテ貝殻、カキ貝殻を含む廃棄物の貝、発電所の各種水の取放水路に付着し、未使用物となっている取放水路付着貝（取水口貝）を所定の条件で焼成して炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末と、二水石膏とを混練して水和反応させて固化物を得ることで、特に、貝殻粉末の製造コストを大幅に減らす。【選択図】図１

Description

本発明は、石炭灰およびホタテ貝殻やカキ貝殻などの廃棄物を用いた貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法に関する。

我が国の石炭灰発生量は年々増加しており、近年は、年間１０００万トンを超え、これらの有効利用方法の開発が求められているのが現状である。一方、年間２０〜４０万トン産出されるホタテやカキの貝殻は、埋め立て地不足や埋め立てに伴う悪臭が地方自治体の抱える産廃処理問題の一つとして深刻な課題となっている。これらの理由から、石炭灰やホタテ貝殻などを大量に、かつ安価、そして安全に処理できる技術の開発が望まれる。

このような状況から、本件出願の発明者等は、有効利用技術の開発が求められている石炭灰、およびホタテやカキなどの貝殻廃棄物を用いて、砂礫や路盤材等に利用可能で、環境影響がほとんどない石炭灰固化物およびこれを安価に製造することができる石炭灰固化物の製造方法を提案している（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された技術では、環境影響がほとんどない貝殻粉末含有石炭灰固化物が得られ、貝殻粉末含を有効に使用した技術となっている。特許文献１に挙げられた貝殻粉末含有石炭灰固化物は、養浜用の砂礫や路盤材等の他に、港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）への適用が実用化されつつある。

港湾土木資材は、一つの構造物がトン単位の大きさになり、多数の構造物を用いて広域で使用されている。このため、大量の原料を使用する港湾土木資材の分野で貝殻粉末含有石炭灰固化物を使用するためには、原料のコストの点も考慮する必要があるのが現状である。

特開２００９−２６３２１０号公報

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、循環型社会の構築を目的とした廃棄物の有効利用と製造コストを抑制した貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、石炭灰、貝殻粉末、石膏類を含有する材料を混練して水和反応させた貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、貝殻を所定の条件で焼成し、炭酸カルシウムと酸化カルシウムを共存させ、炭酸カルシウム、及び、酸化カルシウムを含む前記貝殻粉末を得ることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、貝殻を所定の条件で焼成しているため、焼成が完全に終了していない炭酸カルシウムを含む生の貝殻粉末と、焼成により炭酸カルシウムが酸化カルシウムに変化した貝殻粉末とが共存する貝殻粉末が得られ、製造コストをかけずに、炭酸カルシウムと酸化カルシウムを共存させることができる。

このため、貝殻を所定の条件で焼成して得られた、炭酸カルシウム、及び、酸化カルシウムが共存する貝殻粉末と、石炭灰、石膏類を用いて水和反応させることで、製造コストをかけずに固化物を製造することができる。

炭酸カルシウム、及び、酸化カルシウムが共存する貝殻粉末は、所定の条件で焼成することで得られるので、廃棄物であるホタテ貝殻、カキ殻を含む貝殻、及び、取放水路に付着して除去・廃棄され、貝殻と共に貝肉等の有機物が多く付着しているためホタテ貝殻や牡蠣殻以上に有効利用が進まない取放水路付着貝（取水口貝）を貝殻粉末の原料とすることができる。また、石膏類は、発電所の排ガスの脱硫を行う脱硫装置から排出される脱硫石膏を原料とすることができる。従って、原料のコストを大幅に低減することができる。

この結果、製造コストを大幅に抑制した貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法とすることが可能になる。製造される貝殻粉末含有石炭灰固化物を、港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）として適用することで、大量の原料コストを低減することができ、製造コストの低減の効果が顕著となる。

そして、請求項２に係る本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、請求項１に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、前記貝殻を焼成する所定の条件は、温度が５５０℃から７００℃の範囲で、時間が１時間から９時間の間であることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、５５０℃から７００℃の温度範囲で、１時間から９時間の間、貝殻を焼成することで、炭酸カルシウム、及び、酸化カルシウムを含む貝殻粉末を得る。

また、請求項３に係る本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、請求項２に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、前記貝殻を焼成する所定の条件は、温度が６００℃から６５０℃の範囲で、時間が５時間から６時間であることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、６００℃から６５０℃の温度（好ましくは６５０℃近傍の温度）で、貝殻を５時間から６時間焼成することで、炭酸カルシウム、及び、酸化カルシウムを含む貝殻粉末を得る。

また、請求項４に係る本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、前記石炭灰の割合が６５質量％から７５質量％であり、前記貝殻粉末の割合が２０質量％から３０質量％であり、前記石膏類の割合が２質量％から６質量％であることを特徴とする。

また、請求項５に係る本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、請求項４に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、前記石炭灰の割合が７０質量％であり、前記貝殻粉末の割合が２６質量％であり、前記石膏類の割合が４質量％であることを特徴とする。

請求項４、請求項５に係る本発明では、石炭灰、貝殻粉末、及び、石膏類の実用的な割合を特定することができる。

また、請求項６に係る本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、請求項４もしくは請求項５に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、前記貝殻粉末における、炭酸カルシウムの比率を５０％から７０％にし、酸化カルシウムの比率を５０％から３０％にしたことを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、実用的な割合が特定された貝殻粉末（例えば、廃棄物となった貝殻）における炭酸カルシウム、酸化カルシウムの実用的な比率を特定することができる。

本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法は、製造コストを大幅に抑制した貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法とすることが可能になり、全原料に廃棄物をリサイクルして、原料コスト、製造コストを低減することができるため、循環型社会の構築を目的とした廃棄物の有効利用と製造コストを抑制することが可能になる。

本発明の実施例の製造フローを示す図である。 貝殻の焼成温度と成分の関係を説明する図である。 貝殻を６５０℃で６時間焼成した状態の写真である。 貝殻の焼成温度と燃え残り残量の関係を説明する図である。 貝殻の重量を焼成時間との関係を説明する図である。

以下、本発明の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法の一例を具体的に説明する。

本願発明一実施例に係る貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法で製造された貝殻粉末含有石炭灰固化物は、石炭灰、所定の条件（具体的には後述する）で焼成した貝殻粉末（炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末）と、石膏類（二水石膏）とを含有する材料を、例えば、振動締め固めした状態で固めて、各種養生として高湿養生、次いで散水養生を実施し水和反応させたものであり、表面に炭酸カルシウムなどからなる炭酸塩被膜を有するものである。

つまり、本願発明の製造方法で製造された貝殻粉末含有石炭灰固化物は、石炭灰、貝殻粉末（炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末）を含む水和物の表面に、炭酸塩からなる被膜を有している。

本願発明の一実施例で用いる石炭灰は、特に組成を限定するものではなく、フライアッシュやクリンカアッシュを適用することができ、さらに、埋め立て処理されたものを再度利用してもよい。

一方、本願発明の一実施例での焼成した貝殻粉末は、ホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻を焼成して粉末として用いたものであり、貝の種類は特に限定されない。これらの貝殻は廃棄物となるものをそのまま使用できる。また、貝殻粉末は、焼成することで得られるため、ホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻を用いることは勿論、身が付いたままで廃棄される貝（有機物が多く付着している貝）を用いることができる。例えば、発電所の各種水の取放水路に付着して除去・廃棄される、役に立たない取放水路付着貝（取水口貝）を用いることができる。

本願発明の一実施例での貝殻粉末（炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末）は、例えば、８０質量％以下の範囲で含有させる。好ましくは、５質量％から８０質量％の範囲（２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）で含有させる。焼成した貝殻粉末は、石膏類との合計の割合を、３０質量％にすることが好ましい。そして、２６質量％の貝殻粉末のうち、炭酸カルシウムの比率を５０％から７０％（例えば、５８％）、酸化カルシウムの比率を３０％から５０％（例えば、４２％）にすることが好ましい。

詳細は後述するが、貝殻粉末の炭酸カルシウムと酸化カルシウムは、所定の温度で所定時間焼成することで、好ましい割合で共存させることができる。このため、焼成して酸化カルシウムが主体となった貝殻粉末を酸化カルシウム用の貯留部（サイロ）から取り出し、生の状態で粉砕した炭酸カルシウムが主体となった貝殻粉末を炭酸カルシウム用の貯留部（サイロ）から取り出し、別々の貯留部から取り出した２種類の貝殻粉末を個別に計量して用いる必要がない。従って、設備コストを大幅に低減すると共に、労力を大幅に低減することが可能になる。

また、添加される石膏類は二水石膏であり、石炭灰と貝殻粉末（未焼成、焼成）の混合物の総カルシウム含有量の不足分を補うために添加するものである。石膏類としては、化学石膏、廃石膏ボード粉末、天然石膏などを適用することができる。二水石膏としては、発電所の脱硫装置から排出される脱硫石膏を適用することができる。脱硫石膏を適用することで、廃棄物を更に有効に利用することができる。

本発明の一実施例の製造方法で製造される貝殻粉末含有石炭灰固化物は、発電所から排出される石炭灰、取水口貝、二水石膏、及び、廃棄されるホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻を用いるので、本来、廃棄物として廃棄されていた物を用いることができ、使い道がなく役に立たずに廃棄されていた物を有効利用することができる。このため、原料コストを低減することができ、廃棄物の処分負担を軽減できることと相まって、製造コストを大幅に低減することができる。

この結果、製造コストを大幅に抑制した貝殻粉末含有石炭灰固化物とすることが可能になる。製造される貝殻粉末含有石炭灰固化物を、港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）として適用することで、大量の原料のコストを低減することができ、製造コストの低減の効果が顕著となる。

以下具体的に製造フローを説明する。図１には製造フローの具体例を示してある。

貝殻粉末含有石炭灰固化物を製造するには、まず、石炭灰と、所定の焼成温度、焼成時間（所定の条件：具体的には後述する）で焼成した貝殻粉末（炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存している貝殻粉末）と、二水石膏とからなる原料を湿式混合して混練物（粘土状混練物）を得る（ステップＳ１）。尚、参考例として、二水石膏を加えないことも場合によっては可能である。

湿式混合は、例えば、ミキサー、ボールミルなど従来から周知の方法で行えばよい。湿式混合は、各原料がほぼ均一に混合されるように行えばよく、また、湿式混合は水を用いて行えばよく、混練物が、後工程で加圧成型するのに適した以上の水分含有量となるように行えばよい。

次に、混練物を振動締め固めにより成型する（ステップＳ２）。混練物を振動締め固めで成型することで大型のブロック状の成型物を得ることができる。尚、混練物を加圧成型することも可能である。加圧成型する方法は特に限定されず、圧縮成型（一軸圧成型）などを行えばよい。一軸圧成型を行う場合には、水分含有量が２０質量％程度とするのが好ましい。

加圧成型して成型物とすれば、材料同士を密着させた状態で、次の工程での反応が効率的に行える。この場合、加圧荷重は任意であり、０．６ＭＰａ以上の荷重で加圧成型するのが好ましく、０．６ＭＰａ未満の荷重で加圧成形することも可能である。

次に、振動締め固めにより混練物を成型したブロック状の成型物（もしくは、加圧成型した成型物）を、高湿環境下に保持して水和反応させて水和反応物とする（高湿養生：ステップＳ３）。この高湿環境下では、成型物の水和反応を促進して貝殻粉末含有石炭灰固化物の表面に炭酸カルシウムなどからなる緻密な表面被膜（表面骨格）を作る。かかる工程の高湿環境下とは、室温（２０℃）で、相対湿度が８５％ＲＨ以上の環境である。高湿保持する期間は、水和反応に耐え得る表面骨格が形成される期間（短期間）であればよい。相対湿度８５％、室温の環境では３日間以上（好ましくは７日）保持すればよい。

続いて、高湿保持した成型品を散水養生（もしくは水中養生）して水和反応させる（ステップＳ４）。散水養生においては、室温（２０℃）で７日間水和反応させる。ステップＳ４では、貝殻粉末含有石炭灰固化物の表面に炭酸カルシウムなどからなる緻密な表面被膜が形成されると共に、固化物内部の水和反応を促進する。

勿論、通常のセメント成型品などのように、水中養生し、養生水を循環して新鮮な水を導入したり、定期的に交換したりしてもよい。ただし、炭酸塩被膜は養生水を交換しない方がより良好に形成される。

散水養生を実施する場合、エネルギーをできるだけ使用せず、環境保護を考慮すれば、常温の養生水で行えばよい。散水養生の期間は炭酸塩被膜が十分に形成されるまでとすればよく、例えば、３日程度行えばよい。

散水養生した養生物は、大気中で養生（室温）して貝殻粉末含有石炭灰固化物とする（気中養生：ステップＳ５）。この大気中での養生は大気中に放置しておけばよく、養生水をゆるやかに乾燥させれば十分である。この大気中での養生により、表面の炭酸塩被膜が完全に完成し、高密度、高強度の貝殻粉末含有石炭灰固化物となる。

貝殻粉末含有石炭灰固化物は、硬化体として、建築用ブロック、波消しブロック等でそのまま利用される。

尚、高湿養生に続いて散水養生を行っているが、場合によっては、散水養生を省略することも可能である。

一方、ステップＳ３の高湿養生した成形品を散水養生する前に破砕試料とすることができる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、材齢７日で破砕後、高湿養生を継続する。即ち、室温（２０℃）で、相対湿度が８５％ＲＨ以上の環境で、３日間以上（好ましくは７日）保持する。続いて、破砕試料として高湿保持した成型品を散水養生（もしくは水中養生）して水和反応させる（ステップＳ１２：材齢１３日、１４日）。

散水養生されて破砕試料となった養生物は、高密度、高強度の貝殻粉末含有石炭灰固化物からなる破砕材となる。破砕材は、敷石や海沿いの浜の材料等に利用される。

貝殻粉末含有石炭灰固化物の一例
酸化鉄、酸化カルシウムの含有量が比較的多く、水和反応性の高い石炭灰（組成：ＳｉＯ_２：Ａｌ_２Ｏ_３：Ｆｅ_２Ｏ_３：ＣａＯ＝６７：２３：４：１）７０質量％、所定の条件で焼成したホタテ貝、取水口貝（例えば、ムラサキ貝）の貝殻粉末（炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末）２６質量％、二水石膏４質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から２５質量％）とし、これを振動締め固め法でブロック状の成型物を得た。

例えば、貝殻粉末の炭酸カルシウムを１５質量％とし、酸化カルシウムを１１質量％とした時、貝殻粉末の総量の２６質量％のうちの、炭酸カルシウムと酸化カルシウムの比率は、例えば、炭酸カルシウムが５８％、酸化カルシウムが４２％となる。

成型物を、室温、相対湿度８５％ＲＨ以上の高湿環境下に、例えば、７日間保持して脱型し、その後、散水養生を実施した。そして、養生物を大気中に、例えば、１４日間放置して乾燥し、貝殻粉末含有石炭灰固化物の一例を得た。

所定の条件で焼成されて、炭酸カルシウム、酸化カルシウムが共存する貝殻粉末と二水石膏との合計の含有割合が２６質量％である場合、約１８Ｎ/ｍｍ²から約２２Ｎ/ｍｍ²の強度を有していることが確認された。尚、加圧成形法で成型物（例えば、ペレット）を得た場合、例えば、骨材として利用できる約５０Ｎ/ｍｍ²以上の十分な強度を有することが確認できた。つまり、廃棄物であるホタテやカキ、使い道がなく役に立たずに廃棄されていた取水口貝の貝殻粉末を用いて、例えば、海洋構造物として利用できる十分な強度を有することが確認できた。

上述したように、ホタテやカキ、使い道がなく役に立たずに廃棄されていた取水口貝を所定の条件で焼成することで、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末を得ることができ、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末を２０質量％から３０質量％にすることで、緻密でかつ高強度な多孔体とすることができ、例えば、海洋で使用される構造物として利用できることが確認できた。

上述した貝殻粉末含有石炭灰固化物の一例の溶出液のｐＨは、石炭灰の原粉のｐＨに比べて低い値を示していることが確認されている。このため、アルカリの溶出に対して影響を及ぼすことなく、高密度、高強度の貝殻粉末含有石炭灰固化物が得られていることがわかる。

上述した貝殻粉末含有石炭灰固化物は、発電所から排出される石炭灰、貝肉等の有機物が多く付着して有効利用が進まない取水口貝、二水石膏、及び、廃棄されるホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻を用いるので、本来、廃棄物として廃棄されていた物を用いることができると共に、使い道がなく役に立たずに廃棄されていた発電所の未利用物を有効利用することができる。このため、原料コストを低減することができ、廃棄物の処分負担を軽減できることと相まって、製造コストを大幅に低減することができる。

この結果、全原料に廃棄物をリサイクルすることが可能になり、これにより、原料コストが低減されて、循環型社会の構築を目的とした廃棄物の有効利用と製造コストを大幅に抑制した貝殻粉末含有石炭灰固化物とすることが可能になる。製造される貝殻粉末含有石炭灰固化物を、港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）として適用することで、大量の原料のコストを低減することができ、製造コストを大幅に減らして、安価な港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）を製造することが可能になる。

上述した貝殻粉末含有石炭灰固化物を製造する際に、ホタテやカキ、使い道がなく役に立たずに廃棄されていた取水口貝を所定の条件で焼成することで、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末を得ている。

即ち、２６質量％の貝殻粉末（炭酸カルシウム１５質量％、酸化カルシウムは１１質量％）とするため、貝殻を所定の条件で焼成し、生の貝殻の状態の炭酸カルシウムの貝殻粉末と、焼成された貝殻の状態の酸化カルシウムの貝殻粉末を一工程の焼成工程で得ている。そして、２６質量％の貝殻粉末のうちの、炭酸カルシウムの比率を、例えば、５８％（５０％から７０％）とし、酸化カルシウムの比率を、例えば、４２％（３０％から５０％）としている。

上述した、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末を得るための所定の焼成条件は、温度が５５０℃から７００℃の範囲で、１時間から９時間の間の時間で焼成を行うようにしている。焼成温度や焼成時間は、貝殻の種類や一度に焼成する量、焼成するための焼成設備（炉）の構造仕様により、上記の範囲で設定することができる。

焼成の具体的な条件の実施例を図２から図４に基づいて説明する。

図２には６時間の焼成における各種の温度の炭酸カルシウムと酸化カルシウムの割合、図３には６５０℃で６時間の焼成における貝殻の状況の写真図を示してある。

図２に示すように、例えば、５００℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、７００℃、７５０℃の各温度で、貝殻を６時間焼成した場合の炭酸カルシウムと酸化カルシウムの割合を求めた。図２中実線が各温度における炭酸カルシウムの割合を表し、図２中点線が各温度における酸化カルシウムの割合を表している。

図２に実線で示すように、炭酸カルシウムの割合は、５００℃の焼成温度の場合６時間では約１００％となり、５５０℃の焼成温度の場合６時間では約９５％となり、６００℃の焼成温度の場合６時間では約９０％となり、６５０℃の焼成温度の場合６時間では約５５％から約６０％となり、７００℃の焼成温度の場合６時間では約１０％となり、７５０℃の焼成温度の場合６時間では略０％となっていることが確認できる。

図２に点線で示すように、酸化カルシウムの割合は、５００℃の焼成温度の場合６時間では略０％となり、５５０℃の焼成温度の場合６時間では約５％となり、６００℃の焼成温度の場合６時間では約１０％となり、６５０℃の焼成温度の場合６時間では約４０％から約４５％となり、７００℃の焼成温度の場合６時間では約９０％となり、７５０℃の焼成温度の場合６時間では略１００％となっていることが確認できる。

上述した図２で示した結果からわかるように、貝殻を６５０℃で、６時間焼成することで、炭酸カルシウムの割合が約５５％から約６０％（例えば、５８％）となり、酸化カルシウムが約４０％から約４５％（例えば、４２％）となることが確認できる。このため、所定の条件として、６５０℃で、６時間、貝殻を焼成することで、例えば、５８％の炭酸カルシウムと、例えば、４２％の酸化カルシウムが共存する貝殻粉末が得られていることがわかる。

尚、貝殻を６５０℃で、６時間焼成する場合、６５０℃までは、例えば、１時間に１５０℃から２００℃昇温して６５０℃に達するようにしている。また、６時間の焼成が終了した後は、例えば、１時間に１５０℃から２００℃降温して焼成物を常温にしている。

図３の写真に示すように、貝殻を６５０℃で６時間焼成した場合、未焼成の炭酸カルシウム（暗色の部分）が６０％程度存在し、焼成された酸化カルシウム（白色化された部分）が４０％程度存在していることがわかる。

従って、所定の条件として、焼成温度を６５０℃、焼成時間を６時間と設定して貝殻を焼成することで、石炭灰と石膏と共に貝殻粉末含有石炭灰固化物の原料とされ、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが所望の割合で共存している貝殻粉末（２６質量％）を得ることができる。

所定の焼成条件の一例として、貝殻を６５０℃で、６時間焼成する例を挙げたが、焼成温度を高くすれば焼成時間を短くすることが可能で、焼成時間を長くすれば焼成温度を低くすることが可能である。

図４に基づいて焼成温度と焼成時間の関係を説明する。

図４には貝殻の焼成温度と燃え残り（主に、酸化カルシウム）の残量との関係示してある。図４の結果を得るための試料として、粉砕した貝殻を５０グラム準備し、２０×２０×４０の容量の炉の中で焼成した。

図４に実線で示すように、６時間の焼成時間では、約６５０℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲の割合（Ｄ％）で一定になった。また、図４に点線で示すように、４時間の焼成では、約７５０℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲で一定になった。また、図４に一点鎖線で示すように、１時間の焼成では、約８００℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲で一定になった。

図４からわかるように、６時間の焼成時間の場合約６５０℃の焼成温度、４時間の焼成時間の場合約７５０℃の焼成温度、１時間の焼成時間の場合約８００℃の焼成温度で、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが共存する貝殻粉末が得られることが確認できた。

炭酸カルシウムと酸化カルシウムが所望の割合で共存する貝殻粉末を得るための実用的な条件として、焼成温度を６５０℃、焼成時間を６時間と設定することが好ましいことが確認された。また、所定の焼成温度を６００℃から６５０℃、焼成時間を５時間から６時間の間で設定することが好ましいことが確認された。図には示していないが、５時間の焼成時間で、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが所望の割合で共存することが確認されている。高温に耐える焼成設備であれば、約７００℃から約８００℃の焼成温度で、４時間から１時間の焼成時間とすることも可能であることが確認された。

図５に基づいて貝殻の量と焼成時間の関係を説明する。図５には約６５０℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲の割合（Ｄ％）になる場合における貝殻の量と焼成時間との関係を示してある。

図５に示すように、５０グラムの貝殻の場合、６時間焼成することで、約６５０℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲の割合（Ｄ％）になり、１００グラムの貝殻の場合、約８時間焼成することで、約６５０℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲の割合（Ｄ％）になることが確認された。そして、量が増えて、２００グラムの貝殻の場合、９時間焼成することで、約６５０℃で燃え残りの残量の割合が約４０％から約５０％の範囲の割合（Ｄ％）になることが確認された。

従って、貝殻の量に応じて、焼成時間を調整することで、即ち、貝殻の増えた量に応じて焼成時間を長くすることで、約６５０℃で燃え残りの残量の割合を約４０％から約５０％の範囲にすることができる。

上述したように、温度が５５０℃から７００℃の範囲で、１時間から９時間の間の時間で貝殻を焼成することで、炭酸カルシウムと酸化カルシウムが所定の比率（例えば、５０％から７０％：５０％から３０％）で共存する貝殻粉末を得ることが可能になる。

本発明は、貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法の産業分野で利用することができる。

Claims (6)

1. 石炭灰、貝殻粉末、石膏類を含有する材料を混練して水和反応させた貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、
   貝殻を所定の条件で焼成し、炭酸カルシウムと酸化カルシウムを共存させ、炭酸カルシウム、及び、酸化カルシウムを含む前記貝殻粉末を得る
   ことを特徴とする貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法。
2. 請求項１に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、
   前記貝殻を焼成する所定の条件は、
   温度が５５０℃から７００℃の範囲で、時間が１時間から９時間の間である
   ことを特徴とする貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法。
3. 請求項２に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、
   前記貝殻を焼成する所定の条件は、
   温度が６００℃から６５０℃の範囲で、時間が５時間から６時間の間である
   ことを特徴とする貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、
   前記石炭灰の割合が６５質量％から７５質量％であり、
   前記貝殻粉末の割合が２０質量％から３０質量％であり、
   前記石膏類の割合が２質量％から６質量％である
   ことを特徴とする貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法。
5. 請求項４に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、
   前記石炭灰の割合が７０質量％であり、
   前記貝殻粉末の割合が２６質量％であり、
   前記石膏類の割合が４質量％である
   ことを特徴とする貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法。
6. 請求項４もしくは請求項５に記載の貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法において、
   前記貝殻粉末における、
   炭酸カルシウムの比率を５０％から７０％にし、
   酸化カルシウムの比率を５０％から３０％にした
   ことを特徴とする貝殻粉末含有石炭灰固化物の製造方法。