JP3429723B2 - 透水性固形物及びその製造方法 - Google Patents
透水性固形物及びその製造方法Info
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
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- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、公園、遊歩道、道
路、駐車場等の舗装材となる透水性を有する透水性固形
物に関する。
路、駐車場等の舗装材となる透水性を有する透水性固形
物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境保護の観点から、透水性を有
する舗装材が注目され、種々の舗装材が施工されてい
る。
する舗装材が注目され、種々の舗装材が施工されてい
る。
【０００３】例えば、特開平１０−１９４８１８号公報
では、セメント、水の比率０．２５の混合物に７号砕石
（５〜２．５ｍｍ）、６号砕石（１３〜５ｍｍ）、バイ
ンダー、顔料を混合／混練し、被舗装面に打設するか、
あるいは型枠内で硬化させ、透水性コンクリートを製造
することが開示されている。
では、セメント、水の比率０．２５の混合物に７号砕石
（５〜２．５ｍｍ）、６号砕石（１３〜５ｍｍ）、バイ
ンダー、顔料を混合／混練し、被舗装面に打設するか、
あるいは型枠内で硬化させ、透水性コンクリートを製造
することが開示されている。
【０００４】しかしながら、この方法では、主原料とし
て砕石を用いており、材料費が高くなる。砕石は、アル
カリ存在下で硬化するポゾラン特性を有しているとは限
らず、石炭灰を原料とする場合に比べてセメントの添加
量が多くなるため、固形物内の空隙が少なくなり、透水
性が低下するといった問題があった。
て砕石を用いており、材料費が高くなる。砕石は、アル
カリ存在下で硬化するポゾラン特性を有しているとは限
らず、石炭灰を原料とする場合に比べてセメントの添加
量が多くなるため、固形物内の空隙が少なくなり、透水
性が低下するといった問題があった。
【０００５】また、特開平８−２３９２８１号公報で
は、火山砕屑物（火山砂、火山灰、火山岩）１ｍ3 に対
して、３００〜４００ｋｇのセメントと、セメント１重
量部に対して通常モルタルに使用されているバインダー
０．００５〜０．１重量部と水０．３〜０．４重量部と
を混練し、被舗装面に打設するかあるいは型枠内で加圧
硬化させ、透水性コンクリートを製造することが開示さ
れている。
は、火山砕屑物（火山砂、火山灰、火山岩）１ｍ3 に対
して、３００〜４００ｋｇのセメントと、セメント１重
量部に対して通常モルタルに使用されているバインダー
０．００５〜０．１重量部と水０．３〜０．４重量部と
を混練し、被舗装面に打設するかあるいは型枠内で加圧
硬化させ、透水性コンクリートを製造することが開示さ
れている。
【０００６】ここでは、主原料として火山砕屑物（火山
砂、火山灰、火山岩）を使用しているため、材料費は安
くなる。しかしながら、使用されているバインダーが適
切でないものと推測され、そのため、高い透水性に必要
な空隙を確保しつつ強度が発現できていない。
砂、火山灰、火山岩）を使用しているため、材料費は安
くなる。しかしながら、使用されているバインダーが適
切でないものと推測され、そのため、高い透水性に必要
な空隙を確保しつつ強度が発現できていない。
【０００７】また、特開平４−１９８０４９号公報で
は、除冷スラグ、石灰石、水砕スラグの少なくとも１つ
と、水砕スラグ微粉末からなる骨材と、セメントや、石
膏等のアルカリ刺激材１〜１４重量％とからなる透水性
組成物について開示されている。なお、バインダーは使
用されていない。
は、除冷スラグ、石灰石、水砕スラグの少なくとも１つ
と、水砕スラグ微粉末からなる骨材と、セメントや、石
膏等のアルカリ刺激材１〜１４重量％とからなる透水性
組成物について開示されている。なお、バインダーは使
用されていない。
【０００８】この方法では、骨材の結合にアルカリ刺激
材であるセメントや、石膏等を使用している。そして、
固化作用がこれらアルカリ刺激材の反応のみで行われて
いるため、透水性と強度とを兼備した組成物とはなって
いない。
材であるセメントや、石膏等を使用している。そして、
固化作用がこれらアルカリ刺激材の反応のみで行われて
いるため、透水性と強度とを兼備した組成物とはなって
いない。
【０００９】ところで、近年、火力発電所などから大量
に発生する石炭灰は、年々増加傾向にあり、特にボイラ
ーの底部で発生するクリンカーアッシュと呼ばれるもの
はその廃棄方法に窮しており、有効利用の促進が求めら
れている。そうしたなか、これら大量に発生する石炭灰
を、前述までのような透水性の舗装材として利用する方
法が、特開平０２−２７１９５２号公報で提案されてい
る。ここでは、白色セメント１００重量部に対して、石
炭灰クリンカー１００〜５００重量部と、セメント硬化
剤１０〜２０重量部とを混合し、この混合物に加水し、
転圧工法により、成型、乾燥して土木用製品を製造する
ことが開示されている。
に発生する石炭灰は、年々増加傾向にあり、特にボイラ
ーの底部で発生するクリンカーアッシュと呼ばれるもの
はその廃棄方法に窮しており、有効利用の促進が求めら
れている。そうしたなか、これら大量に発生する石炭灰
を、前述までのような透水性の舗装材として利用する方
法が、特開平０２−２７１９５２号公報で提案されてい
る。ここでは、白色セメント１００重量部に対して、石
炭灰クリンカー１００〜５００重量部と、セメント硬化
剤１０〜２０重量部とを混合し、この混合物に加水し、
転圧工法により、成型、乾燥して土木用製品を製造する
ことが開示されている。
【００１０】しかし、特開平０２−２７１９５２号公報
による土木用製品は、石炭灰のポゾラン特性を有効に利
用することなく、セメントによる反応のみで固化作用が
行われている。また、強度を確保するために使用されて
いるセメントの量が多く、具体的な透水係数が示されて
いないため明らかではないが、固形物内に形成される空
隙が少なくなっているものと推測され、透水係数は低い
ものと推測される。
による土木用製品は、石炭灰のポゾラン特性を有効に利
用することなく、セメントによる反応のみで固化作用が
行われている。また、強度を確保するために使用されて
いるセメントの量が多く、具体的な透水係数が示されて
いないため明らかではないが、固形物内に形成される空
隙が少なくなっているものと推測され、透水係数は低い
ものと推測される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、火
力発電所などから発生するクリンカーアッシュと呼ばれ
る石炭灰を有効利用して、舗装材としての強度、透水性
の両者を兼ね備えた透水性固形物を提供することを第１
の目的とする。さらに、固形物が舗装材として使用され
た際に、歩行者が転倒した時の擦り傷を防止するため、
固形物の表面を平坦にし、細かい表面の凹凸を可能な限
り低減することを第２の目的とする。
力発電所などから発生するクリンカーアッシュと呼ばれ
る石炭灰を有効利用して、舗装材としての強度、透水性
の両者を兼ね備えた透水性固形物を提供することを第１
の目的とする。さらに、固形物が舗装材として使用され
た際に、歩行者が転倒した時の擦り傷を防止するため、
固形物の表面を平坦にし、細かい表面の凹凸を可能な限
り低減することを第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らは鋭意研究を続け、石炭灰を骨材として
使用することで、石炭灰のもつポゾラン特性によって、
少ないセメントでも高強度で石炭灰を接合することが可
能となることを見出した。また、骨材の石炭灰の粒子間
に、無機系物質を介在させることで、セメントを少なく
した場合でも、強度を損なうことがないことを見出し
た。そして、これによって、石炭灰により形成される粒
子間の空隙を常に確保しつつ、透水性を保ち、また、一
定以上の強度を有した固形物が形成できることを見出
し、本発明を完成させた。
に、本発明者らは鋭意研究を続け、石炭灰を骨材として
使用することで、石炭灰のもつポゾラン特性によって、
少ないセメントでも高強度で石炭灰を接合することが可
能となることを見出した。また、骨材の石炭灰の粒子間
に、無機系物質を介在させることで、セメントを少なく
した場合でも、強度を損なうことがないことを見出し
た。そして、これによって、石炭灰により形成される粒
子間の空隙を常に確保しつつ、透水性を保ち、また、一
定以上の強度を有した固形物が形成できることを見出
し、本発明を完成させた。
【００１３】すなわち、本発明の請求項１の透水性固形
物は、石炭灰１００重量部に対して、セメント９〜３０
重量部、添加剤２〜７重量部を主成分とし、水を添加混
練し、乾燥硬化してなることを特徴とする。
物は、石炭灰１００重量部に対して、セメント９〜３０
重量部、添加剤２〜７重量部を主成分とし、水を添加混
練し、乾燥硬化してなることを特徴とする。
【００１４】このような配合とすることで、セメント量
が少なくても、石炭灰のポゾラン特性を利用して石炭灰
を強固に接合することが可能となる。そして、石炭灰が
各々の粒子の接点でセメントによって結合し、石炭灰の
各粒子によって形成される一部の空隙に添加剤が侵入
し、添加剤がセメントとともに石炭灰の各粒子を架橋
し、結合した状態となる。この結果、石炭灰だけの場合
よりも、これら添加剤を介して石炭灰同士の接点数が増
えるため、セメントのみの場合の結合の時よりも強固に
結合し、かつ、石炭灰によって形成される空隙を維持し
つつ高強度を得ることができる。ここで、石炭灰１００
重量部に対して、セメント９〜３０重量部、添加剤２〜
７重量部とは、例えば、石炭灰１００ｇに対して、セメ
ント９〜３０ｇ、添加剤２〜７ｇであることを意味す
る。
が少なくても、石炭灰のポゾラン特性を利用して石炭灰
を強固に接合することが可能となる。そして、石炭灰が
各々の粒子の接点でセメントによって結合し、石炭灰の
各粒子によって形成される一部の空隙に添加剤が侵入
し、添加剤がセメントとともに石炭灰の各粒子を架橋
し、結合した状態となる。この結果、石炭灰だけの場合
よりも、これら添加剤を介して石炭灰同士の接点数が増
えるため、セメントのみの場合の結合の時よりも強固に
結合し、かつ、石炭灰によって形成される空隙を維持し
つつ高強度を得ることができる。ここで、石炭灰１００
重量部に対して、セメント９〜３０重量部、添加剤２〜
７重量部とは、例えば、石炭灰１００ｇに対して、セメ
ント９〜３０ｇ、添加剤２〜７ｇであることを意味す
る。
【００１５】ここで、石炭灰１００重量部に対してセメ
ント量が９重量部よりも少ない場合は、舗装材としての
十分な強度が得られない。また、３０重量部を越えて混
合させると、十分な空隙を確保することが困難となり、
十分な透水性を得ることができないために好ましくな
い。
ント量が９重量部よりも少ない場合は、舗装材としての
十分な強度が得られない。また、３０重量部を越えて混
合させると、十分な空隙を確保することが困難となり、
十分な透水性を得ることができないために好ましくな
い。
【００１６】また、石炭灰１００重量部に対して、添加
剤は２重量部よりも少ない場合、添加剤を入れる効果が
余り発現せず、セメントのみの場合と強度がそれほど変
わらない。また、７重量部を越えて混合させると、空隙
が埋まってしまい、透水性が悪くなるため、好ましくな
い。
剤は２重量部よりも少ない場合、添加剤を入れる効果が
余り発現せず、セメントのみの場合と強度がそれほど変
わらない。また、７重量部を越えて混合させると、空隙
が埋まってしまい、透水性が悪くなるため、好ましくな
い。
【００１７】また、水の添加量は少なすぎるとセメント
の硬化作用が弱まり、強度が低くなる。また、多すぎる
とセメントの粘性がなくなり、空隙をセメントが埋めて
しまい、固化時に空隙を形成することなく固化してしま
うため好ましくない。したがって、水の添加量は０〜２
８重量部が好ましい。
の硬化作用が弱まり、強度が低くなる。また、多すぎる
とセメントの粘性がなくなり、空隙をセメントが埋めて
しまい、固化時に空隙を形成することなく固化してしま
うため好ましくない。したがって、水の添加量は０〜２
８重量部が好ましい。
【００１８】なお、ここでいう、石炭灰のポゾラン特性
とは、セメントの硬化に際し、生成遊離する水酸化カル
シウムと化合して水に難溶性で、硬化強度を出す特性の
ことをいい、特に、その際に石灰珪酸塩水和物を形成す
る性質を有していることをいうものとする。また、ここ
で、舗装材として十分な強度とは、一軸圧縮強度で１５
０ｋｇ／ｃｍ2 以上の強度を有することをいうものとす
る。
とは、セメントの硬化に際し、生成遊離する水酸化カル
シウムと化合して水に難溶性で、硬化強度を出す特性の
ことをいい、特に、その際に石灰珪酸塩水和物を形成す
る性質を有していることをいうものとする。また、ここ
で、舗装材として十分な強度とは、一軸圧縮強度で１５
０ｋｇ／ｃｍ2 以上の強度を有することをいうものとす
る。
【００１９】添加剤が、石炭灰の各粒子によって、形成
される空隙に侵入し、各石炭灰粒子を架橋するような形
で、各石炭灰粒子を結合する。これによって、石炭灰だ
けの場合よりも、これら添加剤を介して石炭灰同士の接
点数が増えるため、セメントのみの場合の結合の時より
も強固に結合し、かつ、石炭灰によって形成される空隙
を維持しつつ高強度を得ることができる。
される空隙に侵入し、各石炭灰粒子を架橋するような形
で、各石炭灰粒子を結合する。これによって、石炭灰だ
けの場合よりも、これら添加剤を介して石炭灰同士の接
点数が増えるため、セメントのみの場合の結合の時より
も強固に結合し、かつ、石炭灰によって形成される空隙
を維持しつつ高強度を得ることができる。
【００２０】また、請求項２の透水性固形物は、請求項
１における前記石炭灰が、クリンカーアッシュであるこ
とを特徴とする。これによって、火力発電所のボイラー
の底部で大量に発生し、廃棄処理方法に窮していた石炭
灰であるクリンカーアッシュを有効利用することができ
る。
１における前記石炭灰が、クリンカーアッシュであるこ
とを特徴とする。これによって、火力発電所のボイラー
の底部で大量に発生し、廃棄処理方法に窮していた石炭
灰であるクリンカーアッシュを有効利用することができ
る。
【００２１】また、請求項３の透水性固形物は、請求項
１における前記無機系添加剤が、微粒粘土、ベントナイ
ト、カオリン、タルク、または水ガラスの何れか１以上
からなることを特徴とする。ここで、使用する添加剤
は、石炭灰を結合させるものを使用することが好まし
く、例えば、微粒粘土とよばれるシリカ・アルミナ系の
焼成粉や、ベントナイト、カオリン、タルク、水ガラス
等の無機物質であることが好ましく、これらを単独もし
くは複数組み合わせて使用することが好ましい。
１における前記無機系添加剤が、微粒粘土、ベントナイ
ト、カオリン、タルク、または水ガラスの何れか１以上
からなることを特徴とする。ここで、使用する添加剤
は、石炭灰を結合させるものを使用することが好まし
く、例えば、微粒粘土とよばれるシリカ・アルミナ系の
焼成粉や、ベントナイト、カオリン、タルク、水ガラス
等の無機物質であることが好ましく、これらを単独もし
くは複数組み合わせて使用することが好ましい。
【００２２】また、請求項４の透水性固形物は、請求項
１乃至３いずれかにおける前記石炭灰の粒度が１０ｍｍ
以下、好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であ
り、透水係数０．０１ｃｍ／秒以上である。また、請求
項５の透水性固形物は、請求項１乃至３いずれかにおけ
る前記石炭灰の粒度が２〜６ｍｍであり、透水係数０．
１ｃｍ／秒以上で、表面が平坦で凹凸の少ないものであ
る。使用する石炭灰の粒度を調整することで、空隙量を
調整することができ、透水係数を制御することができ
る。また、石炭灰の粒度を均一なものに調整すること
で、滑らかな表面、すなわち凹凸の少ない表面を得るこ
とが可能となる。
１乃至３いずれかにおける前記石炭灰の粒度が１０ｍｍ
以下、好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であ
り、透水係数０．０１ｃｍ／秒以上である。また、請求
項５の透水性固形物は、請求項１乃至３いずれかにおけ
る前記石炭灰の粒度が２〜６ｍｍであり、透水係数０．
１ｃｍ／秒以上で、表面が平坦で凹凸の少ないものであ
る。使用する石炭灰の粒度を調整することで、空隙量を
調整することができ、透水係数を制御することができ
る。また、石炭灰の粒度を均一なものに調整すること
で、滑らかな表面、すなわち凹凸の少ない表面を得るこ
とが可能となる。
【００２３】また、請求項６の透水性固形物は、粒度が
１０ｍｍ以下の石炭灰１００重量部に対して、セメント
９〜３０重量部、無機系添加剤２〜７重量部を主成分と
する透水性固形物の上に、表面が平坦で凹凸が少なくな
るように、粒度が２〜６ｍｍの石炭灰１００重量部に対
して、セメント９〜３０重量部、無機系添加剤２〜７重
量部を主成分とする透水性固形物を積層してなることを
特徴とする。上層に粒度の均一なものからなる固形物を
形成し、その下層に粒度の不均一な固形物を積層した二
層構造とすることで、表面が平坦で凹凸が少なく、ま
た、表面に水たまり等があまりできない舗装道を提供す
ることができ、歩行者はもちろんであるが、車椅子や自
転車の通行にも支障を来すことが少なくなる。ここで、
透水係数は、本発明における透水性固形物に水を透過さ
せ、ＪＩＳ Ａ １２１８に規格されている土の透水試
験方法の「定水位透水試験」に準拠して測定した。な
お、ここで、使用される石炭灰には、火力発電所等で発
生するクリンカーアッシュを使用することができる。ま
た、使用する添加剤は、石炭灰を結合させるものを使用
することが好ましく、例えば、微粒粘土と呼ばれるシリ
カ・アルミナ系の焼成粉や、ベントナイト、カオリン、
タルク、水ガラス等の無機物質であることが好ましく、
これらを単独もしくは複数組み合わせて使用することが
好ましい。
１０ｍｍ以下の石炭灰１００重量部に対して、セメント
９〜３０重量部、無機系添加剤２〜７重量部を主成分と
する透水性固形物の上に、表面が平坦で凹凸が少なくな
るように、粒度が２〜６ｍｍの石炭灰１００重量部に対
して、セメント９〜３０重量部、無機系添加剤２〜７重
量部を主成分とする透水性固形物を積層してなることを
特徴とする。上層に粒度の均一なものからなる固形物を
形成し、その下層に粒度の不均一な固形物を積層した二
層構造とすることで、表面が平坦で凹凸が少なく、ま
た、表面に水たまり等があまりできない舗装道を提供す
ることができ、歩行者はもちろんであるが、車椅子や自
転車の通行にも支障を来すことが少なくなる。ここで、
透水係数は、本発明における透水性固形物に水を透過さ
せ、ＪＩＳ Ａ １２１８に規格されている土の透水試
験方法の「定水位透水試験」に準拠して測定した。な
お、ここで、使用される石炭灰には、火力発電所等で発
生するクリンカーアッシュを使用することができる。ま
た、使用する添加剤は、石炭灰を結合させるものを使用
することが好ましく、例えば、微粒粘土と呼ばれるシリ
カ・アルミナ系の焼成粉や、ベントナイト、カオリン、
タルク、水ガラス等の無機物質であることが好ましく、
これらを単独もしくは複数組み合わせて使用することが
好ましい。
【００２４】また、請求項７は、石炭灰１００重量部
と、セメント９〜３０重量部と、無機系添加剤２〜７重
量部と、水０〜２８重量部とを混練し、この混練物を被
舗装面に打設するか、あるいは型枠内で加圧硬化させ成
形する透水性固形物の製造方法である。上記構成によれ
ば、舗装材として適した強度となり、空隙量を調整する
ことができ、優れた透水性を有した透水性固形物とする
ことができる。
と、セメント９〜３０重量部と、無機系添加剤２〜７重
量部と、水０〜２８重量部とを混練し、この混練物を被
舗装面に打設するか、あるいは型枠内で加圧硬化させ成
形する透水性固形物の製造方法である。上記構成によれ
ば、舗装材として適した強度となり、空隙量を調整する
ことができ、優れた透水性を有した透水性固形物とする
ことができる。
【００２５】また、請求項８は、粒度が１０ｍｍ以下の
石炭灰１００重量部と、セメント９〜３０重量部と、無
機系添加剤２〜７重量部と、水０〜２８重量部とを混練
し、この混練物を被舗装面に打設するか、あるいは型枠
内で加圧硬化させ成形した透水性固形物に、前記透水性
固形物が完全に硬化する前に、粒度２〜６ｍｍの石炭灰
１００重量部と、セメント９〜３０重量部と、無機系添
加剤２〜７重量部と、水０〜２８重量部とを混練し、こ
の混練物を前記透水性固形物の表面に打設するか、ある
いは型枠内で加圧硬化させ成形した後、積層する透水性
固形物の製造方法である。上記構成によれば、表面が平
坦で、細かい凹凸の少ない舗装材とすることができ、歩
行者が転倒した際にも擦り傷等を防止することができ
る。また、細かい凹凸が少ないため、車椅子等で通行し
た場合でも、振動することがなく、スムーズな通行が可
能となる。
石炭灰１００重量部と、セメント９〜３０重量部と、無
機系添加剤２〜７重量部と、水０〜２８重量部とを混練
し、この混練物を被舗装面に打設するか、あるいは型枠
内で加圧硬化させ成形した透水性固形物に、前記透水性
固形物が完全に硬化する前に、粒度２〜６ｍｍの石炭灰
１００重量部と、セメント９〜３０重量部と、無機系添
加剤２〜７重量部と、水０〜２８重量部とを混練し、こ
の混練物を前記透水性固形物の表面に打設するか、ある
いは型枠内で加圧硬化させ成形した後、積層する透水性
固形物の製造方法である。上記構成によれば、表面が平
坦で、細かい凹凸の少ない舗装材とすることができ、歩
行者が転倒した際にも擦り傷等を防止することができ
る。また、細かい凹凸が少ないため、車椅子等で通行し
た場合でも、振動することがなく、スムーズな通行が可
能となる。
【００２６】本発明に使用される石炭灰は、火力発電所
等のボイラーの底で発生する全てのクリンカーアッシュ
を使用することができる。これらクリンカーアッシュの
うち、粒度が１０ｍｍを越えるものは粉砕して１０ｍｍ
以下とする。１０ｍｍを越えるものを使用した場合、硬
化後の固形物としての強度が低下し、舗装材として適し
た強度とすることが難しくなる。この石炭灰１００重量
部に、９〜３０重量部のセメント、２〜７重量部の添加
剤、０〜２８重量部の水を加えて、混練し固形物の原料
とする。
等のボイラーの底で発生する全てのクリンカーアッシュ
を使用することができる。これらクリンカーアッシュの
うち、粒度が１０ｍｍを越えるものは粉砕して１０ｍｍ
以下とする。１０ｍｍを越えるものを使用した場合、硬
化後の固形物としての強度が低下し、舗装材として適し
た強度とすることが難しくなる。この石炭灰１００重量
部に、９〜３０重量部のセメント、２〜７重量部の添加
剤、０〜２８重量部の水を加えて、混練し固形物の原料
とする。
【００２７】ここで、使用されるセメントは、特に制限
がなく、フライアッシュ、高炉セメント等を使用するこ
とができる。中でも、石炭灰のポゾラン特性による硬化
を促す酸化カルシウムを多く含むポルトランドセメント
が好ましい。また、フライアッシュも使用することがこ
とができるため、火力発電所等のボイラーから発生する
全ての種類の石炭灰を有効に再利用することができる。
がなく、フライアッシュ、高炉セメント等を使用するこ
とができる。中でも、石炭灰のポゾラン特性による硬化
を促す酸化カルシウムを多く含むポルトランドセメント
が好ましい。また、フライアッシュも使用することがこ
とができるため、火力発電所等のボイラーから発生する
全ての種類の石炭灰を有効に再利用することができる。
【００２８】また、使用される添加剤は、前述したよう
に、微粒粘土とよばれるシリカ・アルミナ系の焼成粉
や、ベントナイト、カオリン、タルク、水ガラス等の無
機物質であることが好ましい。特に、微粒粘土や、ベン
トナイト、水ガラス等が好ましく、これらを単独もしく
は組み合わせて使用することが好ましい。そして、これ
ら添加剤は平均粒径が１００μｍ以下のものが好まし
い。
に、微粒粘土とよばれるシリカ・アルミナ系の焼成粉
や、ベントナイト、カオリン、タルク、水ガラス等の無
機物質であることが好ましい。特に、微粒粘土や、ベン
トナイト、水ガラス等が好ましく、これらを単独もしく
は組み合わせて使用することが好ましい。そして、これ
ら添加剤は平均粒径が１００μｍ以下のものが好まし
い。
【００２９】次に、これらを混練し、固化した固形物の
石炭灰と、セメントと、添加剤との結合状態を、その組
織図の観察結果を模式図として図１に示す。図におい
て、１１は石炭灰（クリンカーアッシュ）、１２は添加
剤、１３はセメント、１４は空隙を示す。
石炭灰と、セメントと、添加剤との結合状態を、その組
織図の観察結果を模式図として図１に示す。図におい
て、１１は石炭灰（クリンカーアッシュ）、１２は添加
剤、１３はセメント、１４は空隙を示す。
【００３０】図１において、石炭灰１１はそれぞれ各接
点でセメント１３により結合される。この時、セメント
１３の水和反応によって生成される水酸化カルシウムに
より、ポゾラン反応を起こし、石炭灰１１は強固に結合
される。そして、このポゾラン反応によって、硬化し、
また、接点でのみ結合するため、セメント１３の使用量
を極力少なくすることができると考えられる。そして、
セメント１３は、硬化する際、石炭灰１１の結合点であ
る各粒子の接点付近に凝集し、石炭灰１１を強固に結合
しているものと推測される。
点でセメント１３により結合される。この時、セメント
１３の水和反応によって生成される水酸化カルシウムに
より、ポゾラン反応を起こし、石炭灰１１は強固に結合
される。そして、このポゾラン反応によって、硬化し、
また、接点でのみ結合するため、セメント１３の使用量
を極力少なくすることができると考えられる。そして、
セメント１３は、硬化する際、石炭灰１１の結合点であ
る各粒子の接点付近に凝集し、石炭灰１１を強固に結合
しているものと推測される。
【００３１】添加剤１２は、石炭灰１１により形成され
る空隙１４に侵入し、各石炭灰１１に架橋するようにし
てセメント１３によって石炭灰１１に結合している。ま
た、これら添加剤１２は、セメント１３中に介在する形
となっている。このため、セメントの水和反応による固
形化の度合いを低減させつつ十分な強度を確保し、粒子
間に形成される空隙を確保しているものと考えられる。
る空隙１４に侵入し、各石炭灰１１に架橋するようにし
てセメント１３によって石炭灰１１に結合している。ま
た、これら添加剤１２は、セメント１３中に介在する形
となっている。このため、セメントの水和反応による固
形化の度合いを低減させつつ十分な強度を確保し、粒子
間に形成される空隙を確保しているものと考えられる。
【００３２】以上のような構造となっているため、従来
のこの種の透水性固形物の、骨材に対するセメントの量
を少なくしても、十分な強度とすることができる。ま
た、これによって、火力発電所等のボイラーの底部から
発生するクリンカーアシュと呼ばれる石炭灰を、高い透
水係数を有しつつ、且つ舗装材として十分な強度を持つ
固形物として、有効利用することが可能となる。
のこの種の透水性固形物の、骨材に対するセメントの量
を少なくしても、十分な強度とすることができる。ま
た、これによって、火力発電所等のボイラーの底部から
発生するクリンカーアシュと呼ばれる石炭灰を、高い透
水係数を有しつつ、且つ舗装材として十分な強度を持つ
固形物として、有効利用することが可能となる。
【００３３】また、本発明の透水性固形物は、これら原
料を、混練し、型枠内にいれて加圧硬化させ、固形物を
形成後、被舗装面に敷きつめる。若しくは、被舗装面に
直接打設することで、舗装材とすることができる。そし
て、以上のような構造をしているため、粒度１０ｍｍ以
下、好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のクリン
カーアッシュを使用した場合は、透水係数０．０１ｃｍ
／秒以上の舗装材とすることができる。また、粒度２〜
６ｍｍのクリンカーアッシュを使用することで透水係数
０．１ｃｍ／秒以上と調整することができる。
料を、混練し、型枠内にいれて加圧硬化させ、固形物を
形成後、被舗装面に敷きつめる。若しくは、被舗装面に
直接打設することで、舗装材とすることができる。そし
て、以上のような構造をしているため、粒度１０ｍｍ以
下、好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のクリン
カーアッシュを使用した場合は、透水係数０．０１ｃｍ
／秒以上の舗装材とすることができる。また、粒度２〜
６ｍｍのクリンカーアッシュを使用することで透水係数
０．１ｃｍ／秒以上と調整することができる。
【００３４】さらに、下層部に粒度が１０ｍｍ以下、好
ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のクリンカーア
ッシュからなる舗装材、若しくは粒度が１０ｍｍ以下の
クリンカーアッシュから粒度が２〜６ｍｍのクリンカー
アッシュを分級して除いたクリンカーアッシュからなる
舗装材を形成し、その上層部に粒度２〜６ｍｍのクリン
カーアッシュからなる舗装材を形成する２層構造とする
こともできる。２層構造にする場合は、まず粒度が１０
ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の
クリンカーアッシュ、若しくは粒度が１０ｍｍ以下、好
ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のクリンカーア
ッシュから粒度が２〜６ｍｍのクリンカーアッシュを分
級して除いたクリンカーアッシュからなる下層部を形成
後、この下層部が完全に硬化する前に、その表面に、上
層部となる粒度２〜６ｍｍのクリンカーアッシュからな
る上層部を形成することによって、両層間で剥離が起こ
らない強固に接着された２層構造とすることができる。
２層構造とすることで、表面に雨水等が溜まることがな
く、表面が平坦で細かい凹凸を少なくすることができ、
歩行者等の歩行や、車椅子等による通行がスムーズに行
うことができる。また、仮に歩行者が転倒した場合でも
負傷することが少ない舗装材とすることができる。
ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のクリンカーア
ッシュからなる舗装材、若しくは粒度が１０ｍｍ以下の
クリンカーアッシュから粒度が２〜６ｍｍのクリンカー
アッシュを分級して除いたクリンカーアッシュからなる
舗装材を形成し、その上層部に粒度２〜６ｍｍのクリン
カーアッシュからなる舗装材を形成する２層構造とする
こともできる。２層構造にする場合は、まず粒度が１０
ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の
クリンカーアッシュ、若しくは粒度が１０ｍｍ以下、好
ましくは０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のクリンカーア
ッシュから粒度が２〜６ｍｍのクリンカーアッシュを分
級して除いたクリンカーアッシュからなる下層部を形成
後、この下層部が完全に硬化する前に、その表面に、上
層部となる粒度２〜６ｍｍのクリンカーアッシュからな
る上層部を形成することによって、両層間で剥離が起こ
らない強固に接着された２層構造とすることができる。
２層構造とすることで、表面に雨水等が溜まることがな
く、表面が平坦で細かい凹凸を少なくすることができ、
歩行者等の歩行や、車椅子等による通行がスムーズに行
うことができる。また、仮に歩行者が転倒した場合でも
負傷することが少ない舗装材とすることができる。
【００３５】
【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるもの
ではない。
する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるもの
ではない。
【００３６】実施例１〜９、比較例１〜４
クリンカーアッシュと呼ばれる石炭灰、セメント、添加
剤、水を表１に示す配合割合でそれぞれ混練し、これら
混練物を、２００×１４５×６０ｍｍの型枠内に入れ、
５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で一軸加圧成形し、硬化させて試
験用の固形物とした。なお、添加剤としては平均粒径１
００μｍ以下の微粒粘土、または、平均粒径１００μｍ
以下のベントナイトを使用した。また、表中の石炭灰の
粒度を示すＡは１０ｍｍ以下の粒径の粒度からなる石炭
灰を示し、Ｂは０．３〜１０ｍｍの粒径からなる石炭灰
を示し、Ｃは４．０〜５．７ｍｍの粒径の粒度からなる
石炭灰を示し、Ｄは２．０〜４．０ｍｍの粒径の粒度か
らなる石炭灰を示している。また、実施例７は、粒度が
４．０〜５．７ｍｍの石炭灰Ｃを、粒度が１０ｍｍ以下
の石炭灰Ａから分別して、石炭灰Ｃが分級された残りの
石炭灰Ａを下層部に形成し、その上層部に、下層部の石
炭灰Ａが完全に硬化する前に粒度の細かい石炭灰Ｃを積
層し、成形した２層構造の固形物となっている。なお、
下層部は８５ｍｍ、上層部は１５ｍｍの厚みである。
剤、水を表１に示す配合割合でそれぞれ混練し、これら
混練物を、２００×１４５×６０ｍｍの型枠内に入れ、
５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で一軸加圧成形し、硬化させて試
験用の固形物とした。なお、添加剤としては平均粒径１
００μｍ以下の微粒粘土、または、平均粒径１００μｍ
以下のベントナイトを使用した。また、表中の石炭灰の
粒度を示すＡは１０ｍｍ以下の粒径の粒度からなる石炭
灰を示し、Ｂは０．３〜１０ｍｍの粒径からなる石炭灰
を示し、Ｃは４．０〜５．７ｍｍの粒径の粒度からなる
石炭灰を示し、Ｄは２．０〜４．０ｍｍの粒径の粒度か
らなる石炭灰を示している。また、実施例７は、粒度が
４．０〜５．７ｍｍの石炭灰Ｃを、粒度が１０ｍｍ以下
の石炭灰Ａから分別して、石炭灰Ｃが分級された残りの
石炭灰Ａを下層部に形成し、その上層部に、下層部の石
炭灰Ａが完全に硬化する前に粒度の細かい石炭灰Ｃを積
層し、成形した２層構造の固形物となっている。なお、
下層部は８５ｍｍ、上層部は１５ｍｍの厚みである。
【００３７】（強度試験）強度は、舗装材として使用す
ることを考慮して、圧縮強度（材令２８日）を測定し、
強度とした。
ることを考慮して、圧縮強度（材令２８日）を測定し、
強度とした。
【００３８】（透水係数測定）透水係数測定は、前述し
たように、ＪＩＳ Ａ １２１８に規格されている土の
透水試験方法の「定水位透水試験」に準拠して測定し
た。
たように、ＪＩＳ Ａ １２１８に規格されている土の
透水試験方法の「定水位透水試験」に準拠して測定し
た。
【００３９】以上の強度試験の結果、透水係数測定の結
果及び表面の状態（粗度）を目視にて観察した結果を表
１にまとめて示す。
果及び表面の状態（粗度）を目視にて観察した結果を表
１にまとめて示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１より、実施例４の粒度が４．０〜５．
７ｍｍの石炭灰を使用した固形物は表面が平坦で凹凸が
少なく、滑らかな面の固形物が得られた。また、粒度が
略均一であるため、同じ配合の実施例１の固形物に比べ
ると、透水係数が高くなった。また、２層構造の実施例
７は、実施例４と同様に表面が平坦で細かい凹凸の少な
い面の固形物が得られた。そして、透水係数は、下層部
が透水係数の低い固形物で形成されているため実施例４
よりも低くなった。また、添加剤にベントナイトを用い
た実施例８及び９であっても、添加剤に微粒粘土を用い
ている他の固形物と同等の透水係数、強度を示した。な
お、添加剤を他の材質のもの、例えば、水ガラスに変え
た場合であっても、微粒粘土と同等の結果を得ることが
できる。
７ｍｍの石炭灰を使用した固形物は表面が平坦で凹凸が
少なく、滑らかな面の固形物が得られた。また、粒度が
略均一であるため、同じ配合の実施例１の固形物に比べ
ると、透水係数が高くなった。また、２層構造の実施例
７は、実施例４と同様に表面が平坦で細かい凹凸の少な
い面の固形物が得られた。そして、透水係数は、下層部
が透水係数の低い固形物で形成されているため実施例４
よりも低くなった。また、添加剤にベントナイトを用い
た実施例８及び９であっても、添加剤に微粒粘土を用い
ている他の固形物と同等の透水係数、強度を示した。な
お、添加剤を他の材質のもの、例えば、水ガラスに変え
た場合であっても、微粒粘土と同等の結果を得ることが
できる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によると、火力発電所等から発生
する廃棄処理方法に窮していたクリンカーアッシュと呼
ばれる石炭灰を有効に利用し、透水性及び強度の両方に
優れた特性を兼備した固形物とすることが可能となり、
舗装材等多くの用途を持つものとすることができる。
する廃棄処理方法に窮していたクリンカーアッシュと呼
ばれる石炭灰を有効に利用し、透水性及び強度の両方に
優れた特性を兼備した固形物とすることが可能となり、
舗装材等多くの用途を持つものとすることができる。
【図１】本発明における透水性固形物の構造の模式図で
ある。
ある。
【符号の説明】
１１ 石炭灰
１２ 添加剤
１３ セメント
１４ 空隙
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｅ０１Ｃ 5/06 Ｅ０１Ｃ 5/06
7/10 7/10
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 14/10
C04B 18/10
C04B 22/08
C04B 38/00
E01C 5/06
E01C 7/10
Claims (8)
- 【請求項１】 石炭灰１００重量部に対して、セメント
９〜３０重量部、無機系添加剤２〜７重量部を主成分と
し、水を添加混練後、乾燥硬化してなる透水性固形物。 - 【請求項２】 前記石炭灰が、クリンカーアッシュであ
る請求項１記載の透水性固形物。 - 【請求項３】 前記無機系添加剤が、微粒粘土、ベント
ナイト、カオリン、タルク、または水ガラスの何れか１
以上からなる請求項１記載の透水性固形物。 - 【請求項４】 前記石炭灰の粒度が１０ｍｍ以下であ
り、透水係数０．０１ｃｍ／秒以上である請求項１乃至
３いずれか記載の透水性固形物。 - 【請求項５】 前記石炭灰の粒度が２〜６ｍｍであり、
透水係数０．１ｃｍ／秒以上で、表面が平坦で凹凸が少
ない請求項１乃至３いずれか記載の透水性固形物。 - 【請求項６】 粒度が１０ｍｍ以下の石炭灰１００重量
部に対して、セメント９〜３０重量部、無機系添加剤２
〜７重量部を主成分とする透水性固形物の上に、表面が
平坦で凹凸が少なくなるように、粒度が２〜６ｍｍの石
炭灰１００重量部に対して、セメント９〜３０重量部、
無機系添加剤２〜７重量部を主成分とする透水性固形物
を積層してなる透水性固形物。 - 【請求項７】 石炭灰１００重量部と、セメント９〜３
０重量部と、無機系添加剤２〜７重量部と、水０〜２８
重量部とを混練し、この混練物を被舗装面に打設する
か、あるいは型枠内で加圧硬化させ成形する透水性固形
物の製造方法。 - 【請求項８】 粒度が１０ｍｍ以下の石炭灰１００重量
部と、セメント９〜３０重量部と、無機系添加剤２〜７
重量部と、水０〜２８重量部とを混練し、この混練物を
被舗装面に打設するか、あるいは型枠内で加圧硬化させ
成形した透水性固形物に、前記透水性固形物が完全に硬
化する前に、粒度２〜６ｍｍの石炭灰１００重量部と、
セメント９〜３０重量部と、無機系添加剤２〜７重量部
と、水０〜２８重量部とを混練し、この混練物を前記透
水性固形物の表面に打設するか、あるいは型枠内で加圧
硬化させ成形した後、積層する透水性固形物の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000032605A JP3429723B2 (ja) | 1999-08-12 | 2000-02-03 | 透水性固形物及びその製造方法 |
| US09/768,054 US6419740B2 (en) | 2000-02-03 | 2001-01-24 | Water-permeable solid material and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22817899 | 1999-08-12 | ||
| JP11-228178 | 1999-08-12 | ||
| JP2000032605A JP3429723B2 (ja) | 1999-08-12 | 2000-02-03 | 透水性固形物及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001114549A JP2001114549A (ja) | 2001-04-24 |
| JP3429723B2 true JP3429723B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=26528098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000032605A Expired - Fee Related JP3429723B2 (ja) | 1999-08-12 | 2000-02-03 | 透水性固形物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3429723B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007191325A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ポーラスコンクリート及びポーラスコンクリートの製造方法 |
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| JP6356057B2 (ja) * | 2014-12-15 | 2018-07-11 | 株式会社トクヤマ | 炉底灰を含んだ水硬性組成物 |
| JP6869843B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2021-05-12 | 太平洋セメント株式会社 | クリンカアッシュの発塵抑制方法 |
| CN111635174B (zh) * | 2020-06-12 | 2021-04-02 | 中国地质大学（武汉） | 一种锰尾矿透水砖及其制备方法 |
-
2000
- 2000-02-03 JP JP2000032605A patent/JP3429723B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001114549A (ja) | 2001-04-24 |
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