JP3461019B2 - 環境調和型水硬性組成物及びその製造方法 - Google Patents

環境調和型水硬性組成物及びその製造方法

Info

Publication number
JP3461019B2
JP3461019B2 JP34573193A JP34573193A JP3461019B2 JP 3461019 B2 JP3461019 B2 JP 3461019B2 JP 34573193 A JP34573193 A JP 34573193A JP 34573193 A JP34573193 A JP 34573193A JP 3461019 B2 JP3461019 B2 JP 3461019B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic composition
producing
environmentally friendly
calcium
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP34573193A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07165446A (ja
Inventor
良明 土田
実 武広
寿 鈴木
知伸 上保
俊一郎 宇智田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP34573193A priority Critical patent/JP3461019B2/ja
Publication of JPH07165446A publication Critical patent/JPH07165446A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3461019B2 publication Critical patent/JP3461019B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生活廃棄物で、主として
投棄処分される都市ゴミを再資源化することを特徴する
環境調和型水硬性組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】人間社会が高度に進展するにともない、
環境保全は大きな社会問題であり、都市ゴミ灰をはじめ
とした一般廃棄物、その他の産業廃棄物の著しい増加に
よりその処理が大きな社会問題となっている。これらの
産業廃棄物の有効利用、再資源化は各方面で進められて
いるが、決定的な方法がなく多くは投棄されている。し
かし、その処理にも投棄地の不足、投棄地で発生する二
次公害の問題がある。
【0003】都市ゴミ灰の化学成分は発生源により多少
変化するが、SiO、Al、Fe、 C
aO、MgO、アルカリ(NaO又はKO)、塩
素、重金属等を含む。このような組成物は有効利用の手
段として、従来、セメントに増量材として混合使用した
り、ブロック用骨材または増量材として一部使用されて
きたが、多くはそのまま投棄されてきている。また、重
金属の含有量の多い場合は溶融処理して重金属の溶出が
生じないようにしてから処分されるが、設備費がかさむ
ため、そのような設備が完備されているわけではなく、
投棄地において二次公害の発生する傾向もある。
【0004】一方、セメント製造においては、Si
、Al、Fe、CaO、MgO、を含
む天然原料や産業副産物がセメント用原料として使用さ
れているが、都市ゴミのように塩素を含む原料は近代化
したセメント製造プロセスの焼成段階、予熱交換器にお
いて調合原料の付着・閉塞が生じ、安定的な操業が不可
能である理由とセメントの用途において鉄筋の腐食を懸
念して全く利用されていない状態である。また、省エネ
ルギー型セメントとして塩素を含む高塩基性カルシウム
クロロシリケート、カルシウムクロロオルソシリケー
ト、カルシウムクロロアルミネート及びカルシウムクロ
ロアルミノフェライトからなるセメントおよびその製造
方法は、当業では公知であり、石灰成分、アルミナ成
分、シリカ成分、鉄成分、マグネシウム含有成分および
カルシウムクロライドからなる原料混合物を1000〜
1200゜Cの範囲内で焼成、粉砕することによって製
造される(特公昭58−57378)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来、投棄
やセメントの増量材として一部をそのまま混合して建設
資材として使用されていた都市ゴミ灰を貝殻や下水汚泥
に生石灰を添加した下水汚泥乾粉、その他、生活/産業
廃棄物などと混合し、適切な化学成分に調整し、焼成・
粉砕して得る資源リサイクル化を特徴とする環境調和型
水硬性組成物の製造方法を提供することを目的とする。
この場合、化学成分調整用として従来から使用されてい
る粘土や珪石、石灰石を一部使用する場合もある。この
ように焼成処理すると、都市ゴミ灰に含まれる重金属の
溶出量は大幅に低減され、資源のリサイクル化が可能に
なるばかりでなく、通常のセメントに類似した使用が可
能となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)都市ゴ
ミ灰を10〜50%使用し、塩素量を2〜20%、酸化
鉄(Fe23)含有量を2〜10%、アルカリ成分含有量
を3%以下、CaO比〔CaO/(SiO2+Al23
+Fe23)比〕を1.7〜2.1に調整した調合原料を
88μm残分で20%以下に粉砕し、これを1100〜
1400℃で焼成することによって高塩基性カルシウム
クロロシリケート若しくはカルシウムクロロアルミネー
トのうち少なくとも1種以上を主成分とした水硬性組成
物を製造することを特徴とする環境調和型水硬性組成物
製造方法に関する。本発明の製造方法は、(2)上記
(1)の方法で製造した焼結物に、Al23SO 3 モル比
0.3〜1.5の範囲内で石膏を添加し、これをブレーン
比表面積2000cm2/g以上に粉砕する方法を含む。
【0007】以下この発明の詳細を説明するが、配合、
組成等は特に明示する場合を除いていずれも重量%を示
す。
【0008】本発明の原料として用いる都市ゴミ灰や貝
殻、下水汚泥乾粉、その他塩化ビニルなど生活/産業廃
棄物には塩素を含有するものもあるが、これらを適当な
割合で調合し焼成することで塩素を含有する鉱物、すな
わち高塩基性カルシウムクロロシリケート、若しくはカ
ルシウムクロロアルミネートの少なくとも一種を生成さ
せ当該環境型水硬性組成物を製造する。塩素含有鉱物を
生成させる場合、塩素は組成物の焼結の鉱化剤としての
役割と水硬性物質の一部として包含されるが、適切な水
硬性組成物を得るための調合原料中の塩素量は、2〜2
0%であり、都市ゴミ灰中の塩素量がこの値より低い場
合は塩素含有物質を原料の一部として追加使用する。ま
た、環境調和型水硬性組成物の物性は塩素含有組成物の
量比などに対応した物性を示す。塩素含有物質として
は、塩化カルシウムや塩化アルミニウム、塩化ビニル等
が使用できる。尚、都市ゴミ灰は調合原料に対して10
〜50%、好ましくは25〜40%使用する。
【0009】環境調和型水硬性組成物は、都市ゴミ灰、
貝殻、下水汚泥乾粉の他、石灰石などの石灰質原料、粘
土や珪石、アルミ灰、ボーキサイトなどのアルミナおよ
び珪酸質原料、鉄原料及び塩素含有物質を適切に調整し
焼成する。これらの調合原料を必要以上の高温で焼成し
た場合、鉱化剤としての役割と水硬性物質の一部に取り
込まれる塩素が揮散し、適切な組成物が生成せず、キル
ン内に溶融物が付着・閉塞し、安定な製造操作ができな
くなる。一方、低温で焼成した場合も十分な反応が進行
せず、適切な組成物が得にくくなることから、焼成温度
としては、1100〜1400℃が適当である。
【0010】また、原料の粉末度はセメントクリンカー
の易焼成性にかなりの影響を及ぼすが、88μm残分で
20%以下であれば、粉末度による易焼成性の相違は少
ない。また、当該調合原料中に含まれるFe成分
は易焼成性を良好とならしめるように作用するこことが
確かめられ、上記調合原料中の最適Fe含有量は
2〜10%であり、望ましくは3〜7%である。調合原
料中のFe含有量を上記範囲に調整すれば、調合
原料の易焼成性が大幅に改善される。
【0011】都市ゴミ灰中のアルカリ(NaO及びK
O)含有量は5〜7%の範囲にあるが、アルカリ成分
は高塩基性カルシウムクロロシリケートとカルシウムク
ロロアルミネートの生成量に影響を及ぼし、都市ゴミ灰
の調合割合を適当量調整し、調合原料中のアルカリ成分
の含有量が少なくとも3%以下となるように調製するこ
とが望ましい。アルカリが多い場合、上記組成物の生成
が抑制され、水硬性物質の硬化性が低下するばかりでな
く、セメントとして使用される場合も硬化体の寸法安定
性に悪影響を示す。
【0012】このようにして得られた焼結物の環境調和
型水硬性組成物物は、高塩基性カルシウムクロロシリケ
ート(A)が30−80%、カルシウムクロロアルミネ
ート(C)が5−50%の範囲のものが適切である。組
成物のうち、高塩基性カルシウムクロロシリケートは1
日以降強度発現に寄与し、カルシウムクロロアルミネー
トは時間単位の強度発現に対応する。従って、これらの
二つの組成物を上手く活用することにより、従来セメン
トに混合使用したり、ブロック用骨材または増量材とし
て使用したり、そのまま投棄または、溶融して都市ゴミ
灰中の重金属の溶出を抑制して処理してきた都市ゴミ灰
を環境調和型水硬性物質として従来のセメントと類似し
た使用が可能となり、資源のリサイクルとして有効に活
用することができる。また、調合原料の化学成分によっ
てはカルシウムクロロオルソシリケート(B)及びカル
シウムクロロアルミノフェライト(F)が存在すること
があるが、強度発現や凝結にはあまり寄与せず、本発明
の必須成分ではなく、本質的な的な役割をなすものでは
ない。ここで、各鉱物の生成量は組成物の生成過程及び
平衡関係から便宜的に次式により算出されるが、都市ゴ
ミ灰を使用して焼結物を焼成するに当たり、調合原料に
Feやアルカリ量をそれぞれ、3〜10%および
3%以下に調製することが望ましく、このことによりキ
ルンなどの加熱機による焼成を安定的に、良好な品質を
確保することが可能となる。また、焼成温度を適宜選択
すれば、多少のアルカリ及び塩素の揮散により、同一化
学成分でも高塩基性カルシウムクロロシリケート及びカ
ルシウムクロロアルミネート量が変化し、両組成物の各
種割合の異なったものが得られる。
【0013】
【数1】
【0014】
【数2】
【0015】
【数3】
【0016】
【数4】
【0017】上記の方法によって製造された焼結物は著
しく多孔性で被粉砕性が極めて良好なので、本発明の製
造方法では、多量に発生する都市ゴミ灰をセメントの製
造分野において有効に利用することが可能となり、さら
に燃料の消費量を低減させ、クリンカーを粉砕するため
のエネルギーを低減させるなど省エネルギーの観点から
大きく省エネルギーに寄与するものである。
【0018】焼成した焼結物は、通常の粉砕ミルにより
粉砕して使用する。この場合の粉末度は、当該水硬性物
質自身の強度発現と密接に関係し、ブレーン比表面積で
2000cm/g以上、望ましくは3500〜500
0cm/g程度とするのがよい。
【0019】また、粉砕する場合に添加する凝結調節材
は、二水石膏、半水石膏、無水石膏のいずれでもよい
が、カルシウムクロロアルミネート又はカルシウムアル
ミネートの含有量が多い焼結物には無水石膏を用いるの
が望ましい。また、石膏の添加量は焼結物中のAl
量に対しSOとしてAl/SOモル比で
0.3〜1.5の範囲に留めるのが組成物の物性として
良好である。このほか、クエン酸等の有機酸や硫酸アル
カリ、硝酸アルカリ、塩化アルカリ等はフレッシュ水硬
性物質の流動性を高めたり、硬化時間を遅延するのに効
果的である。
【0020】
【実施例】以下本発明を更に詳細に理解できるように当
該物質の製造と性質を具体的に示す幾つかの実施例を挙
げて説明する。尚、ここですべての実施例においてクリ
ンカー中の鉱物組成はX線回折および化学分析により定
量的に決定したものである。
【0021】ここで使用した代表的な原料種の化学成分
を表1に示す。これらの原料種よりCaO/(SiO
+Al+Fe)の組成比が1.7〜2.1
となるように調合し焼成して得た焼結物を粉砕した水硬
性物質のJIS法に準じた凝結及び強度発現を表2に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】また、硬化モルタルについて実施した環境
基準法に則り測定した重金属などの溶出試験結果では、
重金属の溶出量は環境基準以下であった。
【0025】
【発明の効果】本発明による組成物とその製造方法は上
記のように、セメントの用途において全く利用されてい
ない都市ゴミ灰を貝殻や下水汚泥乾粉、その他、生活産
業廃棄物などと混合し、焼成・粉砕して得ることが可能
となり、燃料の消費量を低減させ、通常のセメントと類
似の使用が可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上保 知伸 干葉県佐倉市大作2丁目4番2号 小野 田セメント株式会社 中央研究所内 (72)発明者 宇智田 俊一郎 干葉県佐倉市大作2丁目4番2号 小野 田セメント株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平6−345501(JP,A) 特開 平7−33486(JP,A) 特開 昭59−102845(JP,A) 特公 昭58−57378(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 7/00 - 28/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市ゴミ灰を10〜50%使用し、塩素
    量を2〜20%、酸化鉄(Fe23)含有量を2〜10
    %、アルカリ成分含有量を3%以下、CaO比〔CaO
    /(SiO2+Al23+Fe23)比〕を1.7〜2.
    1に調整した調合原料を88μm残分で20%以下に粉
    砕し、これを1100〜1400℃で焼成することによ
    って高塩基性カルシウムクロロシリケート若しくはカル
    シウムクロロアルミネートのうち少なくとも1種以上を
    主成分とした水硬性組成物を製造することを特徴とする
    環境調和型水硬性組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の 方法で製造した焼結物に、A
    23SO 3 モル比0.3〜1.5の範囲内で石膏を添
    加し、これをブレーン比表面積2000cm2/g以上に粉
    砕する環境調和型水硬性組成物の製造方法。
JP34573193A 1993-12-10 1993-12-10 環境調和型水硬性組成物及びその製造方法 Expired - Lifetime JP3461019B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34573193A JP3461019B2 (ja) 1993-12-10 1993-12-10 環境調和型水硬性組成物及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34573193A JP3461019B2 (ja) 1993-12-10 1993-12-10 環境調和型水硬性組成物及びその製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003178515A Division JP2004002193A (ja) 2003-06-23 2003-06-23 環境調和型水硬性組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07165446A JPH07165446A (ja) 1995-06-27
JP3461019B2 true JP3461019B2 (ja) 2003-10-27

Family

ID=18378593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34573193A Expired - Lifetime JP3461019B2 (ja) 1993-12-10 1993-12-10 環境調和型水硬性組成物及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3461019B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10279332A (ja) * 1997-03-31 1998-10-20 Chichibu Onoda Cement Corp 環境調和型水硬性組成物の製造方法
JPH11246247A (ja) * 1998-03-03 1999-09-14 Taiheiyo Cement Corp セメント製造装置
JP4498584B2 (ja) * 2000-10-31 2010-07-07 太平洋セメント株式会社 セメント組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07165446A (ja) 1995-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0640062B1 (en) Cement composition
CA2990086A1 (en) Mineralizer for calcium sulfoaluminate ternesite cements
JP5800387B2 (ja) 土質改良材
CN111943535A (zh) 一种由建筑垃圾和污染土生产通用硅酸盐水泥的方法
JP3993675B2 (ja) 焼成物の製造法
JP5490352B2 (ja) セメントクリンカーの製造方法
JPH11246256A (ja) コンクリート組成物
KR100842685B1 (ko) 시멘트 혼화재
JP3461019B2 (ja) 環境調和型水硬性組成物及びその製造方法
JP6333690B2 (ja) セメントクリンカー、その製造方法、及び、固化材
JP4842211B2 (ja) セメント添加材用焼成物、セメント添加材及びセメント組成物
CN105130222B (zh) 用沸腾炉处理电解锰渣制特种硫酸盐胶凝材料的方法
Kurdowski et al. Red mud and phosphogypsum and their fields of application
JP2022135892A (ja) クリンカ粉末及びその製造方法
KR19980051202A (ko) 고로슬래그, 제강슬래그 및 석회석 부산물을 이용한 포틀랜드 시멘트 클링커의 제조방법
CN1047579C (zh) 用电炉磷渣生产特种水泥熟料的方法
KR100724340B1 (ko) 저가의 폐기물 고형화용 고기능 특수시멘트
JP6472280B2 (ja) 固化材及びその製造方法
JPH1053442A (ja) 焼成物の製造法
JP7436249B2 (ja) セメントクリンカー
JPH11228209A (ja) 水硬性セメント組成物
JP5235057B2 (ja) 焼成物、セメント添加材及びセメント組成物
JP2004244304A (ja) 人工焼成骨材とその製造方法
CN114007995B (zh) 水泥熟料及水泥组合物、以及水泥熟料的制造方法
JP4852506B2 (ja) セメント添加材及びセメント組成物

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815

Year of fee payment: 7

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term