JP4878432B2 - 固化材組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、固化材組成物に関するものであり、さらに詳しくは関東ローム、シルト、汚泥、有機質土などの軟弱土壌に対して優れた安定処理効果を発揮する、流動床ボイラーから発生する焼却灰と、酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩を混合してなる固化材組成物に関するものである。
都市ごみの焼却ボイラーや石炭焚火力発電設備などの石炭焚ボイラーとして、現在、燃料となるごみ粉砕物、または微粉石炭を空気と一緒に炉内に吹き込み大気圧下で燃焼させる燃焼ボイラーが多く採用されているが、最近、排気ガス中の硫黄酸化物やダイオキシン除去を目的として、流動床ボイラーが採用され始めている。
流動床ボイラーは、燃料となるごみ粉砕物、または微粉石炭と、石灰石を混合したものを流動層化させて燃焼させるものである。従来の燃焼方式と比べ、ボイラー内の燃焼温度を低くすることができるため、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出量が少なく、熱効率が高いという特徴を有するが、排出される焼却灰の性質も従来のものとは顕著に異なる。
流動床ボイラーは、燃料となるごみ粉砕物、または微粉石炭と、石灰石を混合したものを流動層化させて燃焼させるものである。従来の燃焼方式と比べ、ボイラー内の燃焼温度を低くすることができるため、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出量が少なく、熱効率が高いという特徴を有するが、排出される焼却灰の性質も従来のものとは顕著に異なる。
石炭焚火力発電設備などの石炭焚ボイラーにおいては、微粉炭燃焼ボイラーと流動床ボイラーの２種類があり、流動床ボイラーには加圧流動床と常圧流動床の２形式がある。
微粉炭燃焼ボイラーは１５００℃前後の高温で微粉石炭を瞬時に燃焼させるのに対して、流動床ボイラーは１０００℃以下の温度でゆっくりと低温燃焼させるため、ＮＯｘの発生はなく、ＳＯｘは石灰に吸収され、排出される石炭灰はカルシウムと硫黄に富む成分となる。
また、微粉炭燃焼ボイラーは灰の融点を超える燃焼領域で燃焼させるため、排出される灰は溶融しガラス状態で回収され、微小球の形態を呈する灰（このような灰を伝統的にフライアッシュと呼ぶ）である。
一方、流動床ボイラーは低温燃焼のため灰の融点を超えることはなく、石炭灰もフライアッシュの一種であるが、角ばった微粉状態で回収される。
前者はガラスを主体とするが、石英（ＳｉＯ2 ）やムライト（３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、時には磁鉄鉱（Ｆｅ3 Ｏ4 ）などの鉱物を少量含む。
それに対して、後者は灰長石（ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）や珪灰石（ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）などのＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3−ＳｉＯ2 系鉱物のほか、これらが硫黄や水と結合した水酸エレスタ−ダイト（６ＣａＯ・３ＳｉＯ2 ・３ＣａＳＯ4 ・ＣａＯ（ＯＨ）2 ）を含む場合がある。また、石灰分は遊離状態でも存在し、生石灰（ＣａＯ）や無水石膏（ＣａＳＯ4 ）を含むのが特徴である。
以上のことから、石炭灰については、フライアッシュとしての規格をほとんど充足せず、フライアッシュと同様に使用することは困難である。
微粉炭燃焼ボイラーは１５００℃前後の高温で微粉石炭を瞬時に燃焼させるのに対して、流動床ボイラーは１０００℃以下の温度でゆっくりと低温燃焼させるため、ＮＯｘの発生はなく、ＳＯｘは石灰に吸収され、排出される石炭灰はカルシウムと硫黄に富む成分となる。
また、微粉炭燃焼ボイラーは灰の融点を超える燃焼領域で燃焼させるため、排出される灰は溶融しガラス状態で回収され、微小球の形態を呈する灰（このような灰を伝統的にフライアッシュと呼ぶ）である。
一方、流動床ボイラーは低温燃焼のため灰の融点を超えることはなく、石炭灰もフライアッシュの一種であるが、角ばった微粉状態で回収される。
前者はガラスを主体とするが、石英（ＳｉＯ2 ）やムライト（３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）、時には磁鉄鉱（Ｆｅ3 Ｏ4 ）などの鉱物を少量含む。
それに対して、後者は灰長石（ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）や珪灰石（ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）などのＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3−ＳｉＯ2 系鉱物のほか、これらが硫黄や水と結合した水酸エレスタ−ダイト（６ＣａＯ・３ＳｉＯ2 ・３ＣａＳＯ4 ・ＣａＯ（ＯＨ）2 ）を含む場合がある。また、石灰分は遊離状態でも存在し、生石灰（ＣａＯ）や無水石膏（ＣａＳＯ4 ）を含むのが特徴である。
以上のことから、石炭灰については、フライアッシュとしての規格をほとんど充足せず、フライアッシュと同様に使用することは困難である。
現在までに石炭灰の有効利用を目的とした特許がいくつか出願されており、例えば、特許文献１〜４などが挙げられる。これらの特許は、構造材料として利用可能な水和硬化体組成物の原料に石炭灰を適用する技術であり、産業副産物の有効利用という観点から大変優れている。
特開平１１−１１９９３号公報
特開平１１−１２０００号公報
特開２００３−５５０２５号公報
特開２００３−１１９０６８号公報
しかしながら、前述のような有効利用技術が開発されている現在でもなお、流動床ボイラーから発生する焼却灰の大半が埋立処理などによって廃棄処分されているのが実状であり、広範な分野への利用技術の開発は急務となっていた。
流動床ボイラーから発生する焼却灰の利用技術の一つとして、土質安定処理用の固化材としての利用がある。焼却灰は、ＣａＯおよびＳＯ3 の含有割合がフライアッシュよりも高いために、含有するＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 とのポゾラン反応により自硬性を発現する。そのため、セメントや石灰と同様に軟弱土壌の安定処理用の固化材として利用することも可能である。
しかしながら、焼却灰を軟弱土と混合した場合、安定処理効果は脆弱であり、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用は困難であった。
そこで、本発明の目的は、利用技術が少なく大半が埋立処理などによって廃棄処分されている産業副産物である流動床ボイラーから発生する焼却灰を有効利用して、市販されている固化材組成物に比べて、遜色のない優れた土質安定処理効果を発揮する固化材組成物であって、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用が可能な安価で大きな経済的効果が期待される固化材組成物を提供することである。
しかしながら、焼却灰を軟弱土と混合した場合、安定処理効果は脆弱であり、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用は困難であった。
そこで、本発明の目的は、利用技術が少なく大半が埋立処理などによって廃棄処分されている産業副産物である流動床ボイラーから発生する焼却灰を有効利用して、市販されている固化材組成物に比べて、遜色のない優れた土質安定処理効果を発揮する固化材組成物であって、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用が可能な安価で大きな経済的効果が期待される固化材組成物を提供することである。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、流動床ボイラーから発生する焼却灰と、酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩を混合して得られる固化材組成物が、優れた土質安定処理効果を示すことを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、前記課題を解決するための本発明の請求項１は、ＳｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3 、ＣａＯ、ＳＯ3 を含み、且つＳｉＯ2 含有量が３０〜５０質量％、ＣａＯ含有量が１０〜４０質量％、ＳＯ3 含有量が３〜１０質量％である化学成分を有する流動床ボイラーから発生する焼却灰と、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物の中から選ばれた１種以上である酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩を、質量比１０：９０〜７０：３０で混合して得られる固化材組成物であって、
系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化することを特徴とする固化材組成物である。
系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化することを特徴とする固化材組成物である。
本発明の請求項２記載の固化材組成物は、請求項１記載の固化材組成物において、組成物全体１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上を１００質量部以下の割合で添加してなることを特徴とする。
本発明の請求項３記載の固化材組成物は、請求項１あるいは請求項２記載の固化材組成物において、組成物全体１００質量部に対して、二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄の中から選ばれた１種以上を１００質量部以下の割合で添加してなることを特徴とする。
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本発明の請求項４記載の固化材組成物は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の固化材組成物において、流動床ボイラーから発生する焼却灰が、流動床方式の石炭火力発電所から産出される石炭灰であることを特徴とする。
本発明の請求項１記載の固化材組成物は、ＳｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3 、ＣａＯ、ＳＯ3 を含み、且つＳｉＯ2 含有量が３０〜５０質量％、ＣａＯ含有量が１０〜４０質量％、ＳＯ3 含有量が３〜１０質量％である化学成分を有する流動床ボイラーから発生する焼却灰（以下、焼却灰と称す場合がある）と、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物の中から選ばれた１種以上である酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩（以下、アルカリ土類金属塩と称す場合がある）を、質量比１０：９０〜７０：３０で混合して得られるため、焼却灰とアルカリ土類金属塩とのポゾラン反応、アルカリ土類金属塩と土壌中成分とのポゾラン反応によって系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化することができ、利用技術が少なく大半が埋立処理などによって廃棄処分されている産業副産物である流動床ボイラーから発生する焼却灰を有効利用して、市販されている固化材組成物に比べて、遜色のない優れた土質安定処理効果を発揮し、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用が可能であり、安価で大きな経済的効果が期待される、という顕著な効果を奏する。
焼却灰とアルカリ土類金属塩の混合比が、質量比で１０：９０〜７０：３０であるので、焼却灰の産業副産物としての有効利用効果が高く、また、焼却灰とアルカリ土類金属塩との相乗効果が高く、より優れた土質安定処理効果が得られる。
流動床ボイラーから発生する焼却灰が、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＳＯ3 を含み、且つＳｉＯ2 含有量が３０〜５０質量％、ＣａＯ含有量が１０〜４０質量％、ＳＯ3 含有量が３〜１０質量％である化学成分を有するので、優れた土質安定処理効果を確実に得ることができる。
酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩が、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物の中から選ばれた１種以上であるので、これらは安定的に入手可能であり、且つ安価な材料であるため、最適な材料である、というさらなる顕著な効果を奏する。
焼却灰とアルカリ土類金属塩の混合比が、質量比で１０：９０〜７０：３０であるので、焼却灰の産業副産物としての有効利用効果が高く、また、焼却灰とアルカリ土類金属塩との相乗効果が高く、より優れた土質安定処理効果が得られる。
流動床ボイラーから発生する焼却灰が、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＳＯ3 を含み、且つＳｉＯ2 含有量が３０〜５０質量％、ＣａＯ含有量が１０〜４０質量％、ＳＯ3 含有量が３〜１０質量％である化学成分を有するので、優れた土質安定処理効果を確実に得ることができる。
酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩が、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物の中から選ばれた１種以上であるので、これらは安定的に入手可能であり、且つ安価な材料であるため、最適な材料である、というさらなる顕著な効果を奏する。
本発明の請求項２記載の固化材組成物は、請求項１記載の固化材組成物において、組成物全体１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上を１００質量部以下の割合で添加してなるので、ポゾラン反応し易く、自硬性による強度発現効果もあるので、土壌の安定処理効果をさらに高くすることが可能である、というさらなる顕著な効果を奏する。
本発明の請求項３記載の固化材組成物は、請求項１あるいは請求項２記載の固化材組成物において、組成物全体１００質量部に対して、二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄の中から選ばれた１種以上を１００質量部以下の割合で添加してなるので、二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄は、反応系に硫酸根を補充する効果があり、これによってエトリンガイトの生成量が増加するが、エトリンガイトは、自身の結晶中に多くの水を取り込むため、土壌の含水比を低下させる効果があり、また、生成するエトリンガイト結晶は針状結晶凝集体であるため、繊維補強効果的な役割を示す効果もあり、さらに、反応系の中では早く生成するので、短期強度の発現に大きく寄与する効果もあり、また硫酸塩化合物は、無機凝集剤としての効果もあり、高含水比の軟弱土のハンドリング改善にも効果があるので固化材組成物の性能が一層向上する、というさらなる顕著な効果を奏する。
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本発明の請求項４記載の固化材組成物は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の固化材組成物において、流動床ボイラーから発生する焼却灰が、流動床方式の石炭火力発電所から産出される石炭灰であるので、大半が埋立処理などによって廃棄処分されている産業副産物の有効利用を図ることができる、というさらなる顕著な効果を奏する。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の固化材組成物は、流動床ボイラーから発生する焼却灰と酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩とのポゾラン反応、アルカリ土類金属塩と土壌中成分とのポゾラン反応によって系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化する。
本発明の固化材組成物は、流動床ボイラーから発生する焼却灰と酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩とのポゾラン反応、アルカリ土類金属塩と土壌中成分とのポゾラン反応によって系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化する。
焼却灰の自硬性は、先に述べた通りＣａＯおよびＳＯ3 の含有割合がフライアッシュよりも高いことに起因する。この焼却灰は、通常の焼却灰と比較してＣａＯの含有量が多いことからｐＨが１０〜１１程度であり、焼却灰中のＣａＯ成分とＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 との反応が促進され、セメント硬化体中に見られるような組成物（ケイ酸カルシウム水和物、アルミン酸カルシウム水和物、エトリンガイト）が生成する。いわゆるポゾラン反応による硬化である。
アルカリ土類金属塩は、アルカリ刺激剤として焼却灰の硬化反応を促進するだけでなく、ポゾラン反応に必要なＣａＯ成分を補い、焼却灰中のＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 をより有効に利用することが可能となる。
さらに、アルカリ土類金属塩は、土壌中に存在する活性の高いＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 とのポゾラン反応によって、軟弱土壌の安定化および強度発現に寄与する。
以上のように、焼却灰とアルカリ土類金属塩を組み合わせることによって焼却灰中の成分を有効利用した安定処理効果の高い固化材組成物が得られる。
固化材組成物として高い性能を求められる場合、両者の混合割合は、焼却灰とアルカリ土類金属塩の割合が質量比で１０：９０〜７０：３０であることが好ましい。
焼却灰の割合が前述の範囲未満の場合、焼却灰の使用量が少なすぎるため、産業副産物の有効利用という点からも好ましくない。また、焼却灰の割合が前述の範囲を超える場合は、両者の相乗効果があまり期待できない。
固化材組成物として高い性能を求められる場合、両者の混合割合は、焼却灰とアルカリ土類金属塩の割合が質量比で１０：９０〜７０：３０であることが好ましい。
焼却灰の割合が前述の範囲未満の場合、焼却灰の使用量が少なすぎるため、産業副産物の有効利用という点からも好ましくない。また、焼却灰の割合が前述の範囲を超える場合は、両者の相乗効果があまり期待できない。
本発明で使用する焼却灰は、流動床ボイラーから発生するものであれば、どのような含有成分（成分バランス）であっても別段問題は無いが、固化材組成物の固化性能を重視した場合には、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＳＯ3 を含み、且つＳｉＯ2 含有量が３０〜５０質量％、ＣａＯ含有量が１０〜４０質量％、ＳＯ3 含有量が３〜１０質量％である化学成分を有する焼却灰を使用することが好ましい。
ＣａＯおよびＳＯ3 が上記範囲未満の場合、焼却灰の自硬性が損なわれると共に、アルカリ土類金属塩との反応性が悪くなる恐れがあり好ましくない。ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 が上記範囲未満の場合、ポゾラン反応が起き難くなり、固化材組成物の性能が劣化する恐れがあるので好ましくない。
各成分が前述の範囲を超える場合は、焼却灰中の各種成分の含有量バランスが悪くなり、焼却灰の自硬性が失われるため、優れた土質安定処理効果を確実に得ることができない恐れがある。
さらに、使用する焼却灰は、平均粒径８０μｍ以下の粒度であることが好ましい。平均粒径が８０μｍを超えた場合、焼却灰の反応性が悪くなるため優れた土質安定処理効果を確実に得ることができない恐れがある。
ＣａＯおよびＳＯ3 が上記範囲未満の場合、焼却灰の自硬性が損なわれると共に、アルカリ土類金属塩との反応性が悪くなる恐れがあり好ましくない。ＳｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ3 が上記範囲未満の場合、ポゾラン反応が起き難くなり、固化材組成物の性能が劣化する恐れがあるので好ましくない。
各成分が前述の範囲を超える場合は、焼却灰中の各種成分の含有量バランスが悪くなり、焼却灰の自硬性が失われるため、優れた土質安定処理効果を確実に得ることができない恐れがある。
さらに、使用する焼却灰は、平均粒径８０μｍ以下の粒度であることが好ましい。平均粒径が８０μｍを超えた場合、焼却灰の反応性が悪くなるため優れた土質安定処理効果を確実に得ることができない恐れがある。
本発明で使用するアルカリ土類金属塩は、酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とする無機塩であれば、どのような材料を用いても問題は無い。
一般的なアルカリ土類金属塩の工業製品として、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物が挙げられる。これらは安定的に入手可能であり、且つ安価な材料であるため、本発明において最適な材料である。
一般的なアルカリ土類金属塩の工業製品として、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物が挙げられる。これらは安定的に入手可能であり、且つ安価な材料であるため、本発明において最適な材料である。
本発明の固化材組成物１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上の材料を１００質量部以下の割合で添加することが好ましく、添加することによって、安定処理効果をさらに高くすることが可能である。
本発明の固化材組成物１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上を１００質量部を超えて添加した場合は、焼却灰とアルカリ土類金属塩との反応による安定処理効果が低下すること、焼却灰の使用量が少なくなってしまうことから好ましくない。
本発明の固化材組成物１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上を１００質量部を超えて添加した場合は、焼却灰とアルカリ土類金属塩との反応による安定処理効果が低下すること、焼却灰の使用量が少なくなってしまうことから好ましくない。
普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグは、含有するＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 の活性が低い土壌（例えば、砂質土）を安定処理する際に添加することによって、ポゾラン反応に必要な高活性ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 が補充されるので、固化材組成物の安定処理効果が高くなる。
また、これらの材料自身の自硬性による強度発現効果も期待できるので、固化材組成物の性能が向上する。
また、これらの材料自身の自硬性による強度発現効果も期待できるので、固化材組成物の性能が向上する。
本発明の固化材組成物１００質量部、あるいは本発明の固化材組成物１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上の材料を１００質量部以下の割合で添加した固化材組成物１００質量部に対して、二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄の中から選ばれた１種以上の材料を１００質量部以下の割合で添加することが好ましく、添加することによって、安定処理効果をさらに高くすることが可能である。
二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄を１００質量部を超えて添加した場合は、固化材組成物のｐＨが弱アルカリ性または中性になってしまい、それによってポゾラン反応の進行が遅延または進行しない恐れがある。さらに、焼却灰の使用量が少なくなってしまうので好ましくない。
二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄を１００質量部を超えて添加した場合は、固化材組成物のｐＨが弱アルカリ性または中性になってしまい、それによってポゾラン反応の進行が遅延または進行しない恐れがある。さらに、焼却灰の使用量が少なくなってしまうので好ましくない。
二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄は、反応系に硫酸根を補充する効果があり、これによってエトリンガイトの生成量が増加する。エトリンガイトは、自身の結晶中に多くの水を取り込むため、土壌の含水比を低下させる。また、生成するエトリンガイト結晶は針状結晶凝集体であるため、繊維補強効果的な役割を示す。さらに、反応系の中では早く生成するので、短期強度の発現に大きく寄与する。硫酸塩化合物は、無機凝集剤としての効果もあり、高含水比の軟弱土のハンドリング改善にも効果がある。以上の効果によって固化材組成物の性能が向上する。
以下、実施例および比較例によって本発明の固化材組成物の具体例およびその効果を説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（回収した石炭灰の蛍光Ｘ線分析装置による化学成分の分析）
石炭を石灰石粉と共に燃焼反応させる加圧流動床発電所から産出される石炭灰を回収した。回収した石炭灰を蛍光Ｘ線分析装置により化学成分を酸化物量に換算して分析した結果、表１の通りであった。
（回収した石炭灰の蛍光Ｘ線分析装置による化学成分の分析）
石炭を石灰石粉と共に燃焼反応させる加圧流動床発電所から産出される石炭灰を回収した。回収した石炭灰を蛍光Ｘ線分析装置により化学成分を酸化物量に換算して分析した結果、表１の通りであった。
（固化材組成物Ａ〜Ｈの作成）
村樫石灰工業株式会社製の生石灰（酸化カルシウム含有量９２．０質量％、粒径２ｍｍ以下）、消石灰（水酸化カルシウム含有量９５．２質量％、粒径６００μｍ以下）、焼成ドロマイト（酸化カルシウム含有量５４．２質量％、粒径２ｍｍ以下）、および焼成ドロマイト水和物（水酸化カルシウム含有量４８．３質量％、粒径１ｍｍ以下）について、表２に示した配合割合に従って石炭灰と混合し、固化材組成物Ａ〜Ｈを得た。
村樫石灰工業株式会社製の生石灰（酸化カルシウム含有量９２．０質量％、粒径２ｍｍ以下）、消石灰（水酸化カルシウム含有量９５．２質量％、粒径６００μｍ以下）、焼成ドロマイト（酸化カルシウム含有量５４．２質量％、粒径２ｍｍ以下）、および焼成ドロマイト水和物（水酸化カルシウム含有量４８．３質量％、粒径１ｍｍ以下）について、表２に示した配合割合に従って石炭灰と混合し、固化材組成物Ａ〜Ｈを得た。
茨城県日立市で採取した土は、関東ロームで、密度１．４１ｇ／ｃｍ3 、乾燥密度０．７７ｇ／ｃｍ3 、含水比１０２．０％（外比）、一軸圧縮強度７７ｋＮ／ｍ2であった。
この土に対し、表２に記載の固化材組成物Ａを土壌１ｍ3 当り１００ｋｇの割合で添加してよく混合した後、処理土を採取して一軸圧縮強度試験用供試体を作成した。
供試体の寸法は直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、成形は１．５ｋｇランマーによる突き固めを２５回／３層で行った。養生期間は２０℃湿空中７日間で、供試体の一軸圧縮強度はＪＩＳ Ａ １２１６「土の一軸圧縮試験方法」に従って測定した。作成した供試体の一軸圧縮強度（ｋＮ／ｍ2 ）、湿潤密度（ｇ／ｃｍ2
）、乾燥密度（ｇ／ｃｍ2 ）の測定結果を表３に示す。
この土に対し、表２に記載の固化材組成物Ａを土壌１ｍ3 当り１００ｋｇの割合で添加してよく混合した後、処理土を採取して一軸圧縮強度試験用供試体を作成した。
供試体の寸法は直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、成形は１．５ｋｇランマーによる突き固めを２５回／３層で行った。養生期間は２０℃湿空中７日間で、供試体の一軸圧縮強度はＪＩＳ Ａ １２１６「土の一軸圧縮試験方法」に従って測定した。作成した供試体の一軸圧縮強度（ｋＮ／ｍ2 ）、湿潤密度（ｇ／ｃｍ2
）、乾燥密度（ｇ／ｃｍ2 ）の測定結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｂを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｃを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｄを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
［参考例１］
表２に記載の固化材組成物Ｅを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｅを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
［参考例２］
表２に記載の固化材組成物Ｆを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｆを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｇを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｈを用いて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
（比較例１）
固化材組成物の原料として使用した生石灰を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
固化材組成物の原料として使用した生石灰を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
（比較例２）
固化材組成物の原料として使用した消石灰を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
固化材組成物の原料として使用した消石灰を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
（比較例３）
固化材組成物の原料として使用した石炭灰を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
固化材組成物の原料として使用した石炭灰を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
（比較例４）
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）を用いて、実施例１と同様にして関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表３に示す。
表３から、実施例１〜６は、利用技術が少なく大半が埋立処理などによって廃棄処分されている産業副産物である流動床ボイラーから発生する焼却灰と、酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩を混合して得られる本発明の固化材組成物Ａ〜Ｄ、Ｇ、Ｈを用いたため、いずれも優れた土質安定処理効果を発揮でき、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用が可能であることが判る。
それに対して、比較例１、２、４は、流動床ボイラーから発生する焼却灰を用いず、生石灰、消石灰、普通セメントをそれぞれ単独で固化材として用いた場合であり、比較例３は、流動床ボイラーから発生する焼却灰（石炭灰）を単独で固化材として用いた場合である。
それに対して、比較例１、２、４は、流動床ボイラーから発生する焼却灰を用いず、生石灰、消石灰、普通セメントをそれぞれ単独で固化材として用いた場合であり、比較例３は、流動床ボイラーから発生する焼却灰（石炭灰）を単独で固化材として用いた場合である。
石炭灰と生石灰を質量比で１０：９０〜７０：３０の割合で配合した固化材組成物Ａ、Ｂ、Ｃを用いた実施例１、２、３の場合は、生石灰単独で安定処理した場合（比較例１）と同等の安定処理効果を示し、また、石炭灰で安定処理した場合（比較例３）と比較して２．５倍以上の安定処理効果が得られた。
石炭灰と生石灰を質量比で８０：２０の割合で配合した固化材組成物Ｅを用いた参考例１の場合は、石炭灰単独で安定処理した場合（比較例３）と較べて約２倍の強度発現効果があり、実用的には使用可能である。
石炭灰と消石灰を質量比で７０：３０の割合で配合した固化材組成物Ｄを用いた実施例４の場合は、消石灰で安定処理した場合（比較例２）、石炭灰で安定処理した場合（比較例３）と比較して優れた安定処理効果を示した。
石炭灰と消石灰を質量比で８０：２０の割合で配合した固化材組成物Ｆを用いた参考例２の場合は、石炭灰単独で安定処理した場合（比較例３）と較べて約１．５倍の強度発現効果があり、実用的には使用可能である。
石炭灰と他のアルカリ土類金属塩を質量比で３０：７０の割合で配合した固化材組成物Ｇ、Ｈを用いた実施例５、６に関しては、実施例１〜４の結果と同様の安定処理効果が得られた。
石炭灰と生石灰を質量比で８０：２０の割合で配合した固化材組成物Ｅを用いた参考例１の場合は、石炭灰単独で安定処理した場合（比較例３）と較べて約２倍の強度発現効果があり、実用的には使用可能である。
石炭灰と消石灰を質量比で７０：３０の割合で配合した固化材組成物Ｄを用いた実施例４の場合は、消石灰で安定処理した場合（比較例２）、石炭灰で安定処理した場合（比較例３）と比較して優れた安定処理効果を示した。
石炭灰と消石灰を質量比で８０：２０の割合で配合した固化材組成物Ｆを用いた参考例２の場合は、石炭灰単独で安定処理した場合（比較例３）と較べて約１．５倍の強度発現効果があり、実用的には使用可能である。
石炭灰と他のアルカリ土類金属塩を質量比で３０：７０の割合で配合した固化材組成物Ｇ、Ｈを用いた実施例５、６に関しては、実施例１〜４の結果と同様の安定処理効果が得られた。
実施例１〜６で使用した固化材組成物はいずれも、普通ポルトランドセメントを単独で固化材として用いた比較例４の場合とほぼ同程度かそれ以上の安定処理効果を示した。
表２に記載の固化材組成物Ａ１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント１０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｉを調製した。この固化材組成物Ｉについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｂ１００質量部に対して、高炉水砕スラグ３０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｊを調製した。この固化材組成物Ｊについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｃ１００質量部に対して、二水石膏１０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｋを調製した。この固化材組成物Ｋについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｄ１００質量部に対して、無水石膏３０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｌを調製した。この固化材組成物Ｌについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｂ１００質量部に対して、硫酸アルミニウム５０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｍを調製した。この固化材組成物Ｍについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
表２に記載の固化材組成物Ｂ１００質量部に対して、半水石膏９０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｎを調製した。この固化材組成物Ｎについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
普通セメント（添加剤１）を所定量配合した表４に記載の固化材組成物Ｉ１００質量部に対して、さらに二水石膏（添加剤２）２０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｏを調製した。この固化材組成物Ｏについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
高炉スラグ（添加剤１）を所定量配合した表４に記載の固化材組成物Ｊ１００質量部に対して、さらに無水石膏（添加剤２）９０質量部を配合し、表４に示した固化材組成物Ｐを調製した。この固化材組成物Ｐについて、実施例１と同様に関東ロームに対する土質安定処理試験を行った。試験結果を表５に示す。
普通ポルトランドセメントあるいは高炉水砕スラグを添加剤とした場合（実施例７および実施例８）、および二水石膏や無水石膏などの硫酸塩を添加剤とした場合（実施例９〜１２）共に、添加剤を加えていない場合と比較して、安定処理効果が高くなった。
また、固化材組成物Ｉ（実施例７）にさらに二水石膏を加えた場合（実施例１３）や、固化材組成物Ｊ（実施例８）にさらに無水石膏を加えた場合（実施例１４）は、更なる強度上昇が認められた。
また、固化材組成物Ｉ（実施例７）にさらに二水石膏を加えた場合（実施例１３）や、固化材組成物Ｊ（実施例８）にさらに無水石膏を加えた場合（実施例１４）は、更なる強度上昇が認められた。
本発明の固化材組成物は、流動床ボイラーから発生する焼却灰と、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物の中から選ばれた１種以上である酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩を、質量比１０：９０〜７０：３０で混合して得られるため、焼却灰とアルカリ土類金属塩とのポゾラン反応、アルカリ土類金属塩と土壌中成分とのポゾラン反応によって系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化することができるので、利用技術が少なく大半が埋立処理などによって廃棄処分されている産業副産物である流動床ボイラーから発生する焼却灰を有効利用し、市販されている固化材組成物に比べて、遜色のない優れた土質安定処理効果を発揮でき、道路の路床改良や住宅地盤改良などの高強度を必要とする現場での使用が可能であり、安価で大きな経済的効果が期待され、産業副産物の再利用技術として社会に大きく貢献するものであるので、産業上の利用価値が高い。
Claims (4)
- ＳｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3 、ＣａＯ、ＳＯ3 を含み、且つＳｉＯ2 含有量が３０〜５０質量％、ＣａＯ含有量が１０〜４０質量％、ＳＯ3 含有量が３〜１０質量％である化学成分を有する流動床ボイラーから発生する焼却灰と、生石灰、消石灰、焼成ドロマイト、焼成ドロマイト水和物の中から選ばれた１種以上である酸化カルシウムおよび／または水酸化カルシウムを主成分とするアルカリ土類金属塩を、質量比１０：９０〜７０：３０で混合して得られる固化材組成物であって、
系外から水を加えることなく、各成分に含まれる水分の存在下、自硬性によって、軟弱土壌を固化することを特徴とする固化材組成物。 - 組成物全体１００質量部に対して、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグの中から選ばれた１種以上を１００質量部以下の割合で添加してなることを特徴とする請求項１記載の固化材組成物。
- 組成物全体１００質量部に対して、二水石膏、半水石膏、無水石膏、硫酸アルミニウム、硫酸鉄の中から選ばれた１種以上を１００質量部以下の割合で添加してなることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の固化材組成物。
- 流動床ボイラーから発生する焼却灰が、流動床方式の石炭火力発電所から産出される石炭灰であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の固化材組成物。
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| JP2003340494A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-02 | Kitakyushu Foundation For The Advancement Of Industry Science & Technology | 加圧流動床石炭灰を用いた固化体及びその利用方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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