JP6440537B2 - Solidified material and method for producing the same - Google Patents

Solidified material and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP6440537B2
JP6440537B2 JP2015048406A JP2015048406A JP6440537B2 JP 6440537 B2 JP6440537 B2 JP 6440537B2 JP 2015048406 A JP2015048406 A JP 2015048406A JP 2015048406 A JP2015048406 A JP 2015048406A JP 6440537 B2 JP6440537 B2 JP 6440537B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement clinker
mass
cement
solidified material
clinker
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.)
Active
Application number
JP2015048406A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016169260A (en
Inventor
松山 祐介
祐介 松山
香奈子 森
香奈子 森
彰徳 杉山
彰徳 杉山
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 JP2015048406A priority Critical patent/JP6440537B2/en
Publication of JP2016169260A publication Critical patent/JP2016169260A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6440537B2 publication Critical patent/JP6440537B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Description

本発明は、固化材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solidified material and a method for producing the same.

近年、分別やリサイクルの普及等により、都市ごみの処分量が減少しているため、最終処分場を利用できる残余年数は微増傾向にある。しかし、大量に発生し続ける都市ごみを、将来的にどのように処理していくかは、我が国の持続的な経済発展において、極めて重大な問題である。
また、都市ごみの大量発生源である都市部の周辺に、新たな最終処分場を確保することは、規制の強化等により困難な状況になっており、都市部のごみを地方に押し付けるという、新たな社会問題が生じている。
In recent years, the amount of municipal waste disposed of has declined due to the widespread use of sorting and recycling, so the remaining years in which the final disposal site can be used has been increasing slightly. However, how to deal with large amounts of municipal waste that continues to be generated in the future is an extremely important issue in Japan's sustainable economic development.
In addition, it is difficult to secure a new final disposal site around urban areas, which are a large source of municipal waste, due to stricter regulations. New social problems are occurring.

収集された都市ごみの多くは、減容を主目的として焼却処理される。焼却処理によって生じた焼却灰(都市ごみ焼却灰)の一部は、さらに熱処理を施した後、溶融スラグとして再利用される。しかし、溶融スラグは、その用途の開発が困難であり、製造に多量のエネルギーを必要とする等の問題を有している。このため、都市ごみ焼却灰の多くは最終処分されているのが現状である。   Most of the collected municipal waste is incinerated for the main purpose of volume reduction. A part of the incineration ash (city waste incineration ash) generated by the incineration process is further reused as molten slag after further heat treatment. However, molten slag has problems such as difficulty in developing its use and the necessity of a large amount of energy for production. For this reason, most of the municipal waste incineration ash is finally disposed of.

都市ごみ焼却灰の活用技術として、エコセメントが挙げられる。エコセメントは、都市ごみ焼却灰を主とした各種廃棄物を、製品1トンにつき、乾燥質量で500kg以上を原料として使用して製造されたセメントである。
エコセメントは、コンクリート製品や土木工事向けの生コンクリートの水硬性材料として、ポルトランドセメントと同様に使用されている。しかし、原料として都市ごみ焼却灰等の廃棄物を使用しているため、エコセメント中の重金属類(特に、クロム)の含有率は、ポルトランドセメントに比べて多い。地盤改良土からの六価クロムの溶出量について、土壌汚染対策法や水質汚濁防止法等によって規制があることから、エコセメントは、地盤改良土用の固化材としては不向きであった。
Eco-cement can be cited as a technology for utilizing municipal waste incineration ash. Ecocement is a cement produced by using various wastes, mainly municipal waste incineration ash, as a raw material with a dry mass of 500 kg or more per ton of product.
Ecocement is used in the same way as Portland cement as a hydraulic material for ready-mixed concrete for concrete products and civil engineering. However, since waste such as municipal waste incineration ash is used as a raw material, the content of heavy metals (especially chromium) in eco-cement is higher than that in Portland cement. Ecocement was not suitable as a solidifying material for ground improvement soil because the amount of hexavalent chromium elution from ground improvement soil was regulated by the Soil Contamination Countermeasures Law and Water Pollution Control Law.

原料として廃棄物を多量に使用し、かつ、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる固化材として、例えば、特許文献1には、セメントと、キレート化合物を含有してなる六価クロム溶出低減剤とを含有してなるセメント組成物が記載されている。
また、特許文献2には、セメント系固化材及び、石炭又は亜炭の粉末の混合物からなることを特徴とする地盤改良材が記載されている。
さらに、特許文献3には、水硬率(H.M.)が2.20〜2.45、3CaO・SiO含有量が61質量%以上、4CaO・Al・Fe含有量が6〜14質量%で、4CaO・Al・FeのX線回折角(2θ)が12.1°のピークの半値幅が、0.2°以上、0.25°以下であり、かつブレーン比表面積が3,000〜4,500cm/gになるように粉砕した際のハンターLab表色系におけるb値が8.5以上であることを特徴とするセメントクリンカー、及び該セメントクリンカーを用いた固化材が記載されている。
As a solidification material that uses a large amount of waste as a raw material and can reduce the elution amount of hexavalent chromium from the ground improvement soil, for example, Patent Document 1 contains cement and a chelate compound. A cement composition containing a hexavalent chromium elution reducing agent is described.
Patent Document 2 describes a ground improvement material comprising a cement-based solidifying material and a mixture of coal or lignite powder.
Furthermore, Patent Document 3 includes a hydraulic modulus (HM) of 2.20 to 2.45, a content of 3CaO · SiO 2 of 61% by mass or more, and a content of 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3. amount in 6-14 wt%, the half-value width of the peak of the X-ray diffraction angle of 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (2θ) is 12.1 ° is, 0.2 ° or more, 0.25 ° A cement clinker, wherein the b value in the Hunter Lab color system is 8.5 or more when pulverized so that the specific surface area of the brain is 3,000 to 4,500 cm 2 / g, And a solidified material using the cement clinker.

特開2002−60751号公報JP 2002-60751 A 特開2001−139948号公報JP 2001-139948 A 特開2010‐64905号公報JP 2010-64905 A

特許文献3に記載されたセメントクリンカーを用いた固化材は、強度発現性等に優れかつ製造原価が低いものである。
しかし、上記セメントクリンカーは、原料を還元雰囲気下で焼成する際に、3CaO・SiO2(エーライト;以下、「C3S」ともいう。)の分解を原因とする固化材の強度発現性の低下を防ぐために、水硬率を高く(2.20〜2.45)設定している。
ここで、セメントクリンカーの水硬率を高くするには、原料中のCaOの量を多くする必要がある。このため、特許文献3に記載されたセメントクリンカーでは、その原料として、CaOの含有量が少ない廃棄物(例えば、都市ごみ焼却灰)の使用量を増やすことが困難であった。したがって、上記セメントクリンカー中の全クロム量の上限値は、150mg/kgと、一般的なポルトランドセメントクリンカーと同程度であった。
本発明は、セメントクリンカーの原料(以下、「クリンカー原料」ともいう。)として用いられる都市ごみ焼却灰の使用量を増加させることができ、また、セメントクリンカー中の全クロム量が多くても、該セメントクリンカーを含む固化材を用いた地盤改良土からの、六価クロムの溶出量を低減することができ、さらには、優れた強度発現性を有する固化材を提供することを目的とする。
The solidified material using the cement clinker described in Patent Document 3 is excellent in strength development and the like and low in manufacturing cost.
However, the cement clinker exhibits the strength development property of the solidified material caused by decomposition of 3CaO.SiO 2 (Alite; hereinafter also referred to as “C 3 S”) when the raw material is fired in a reducing atmosphere. In order to prevent the decrease, the hydraulic modulus is set high (2.20 to 2.45).
Here, in order to increase the hydraulic modulus of the cement clinker, it is necessary to increase the amount of CaO in the raw material. For this reason, in the cement clinker described in Patent Document 3, it is difficult to increase the amount of waste (for example, municipal waste incineration ash) with a low CaO content as the raw material. Therefore, the upper limit of the total chromium amount in the cement clinker was 150 mg / kg, which was the same as that of a general Portland cement clinker.
The present invention can increase the amount of municipal waste incineration ash used as a raw material for cement clinker (hereinafter also referred to as “clinker raw material”), and even if the total chromium amount in the cement clinker is large, An object of the present invention is to provide a solidified material that can reduce the elution amount of hexavalent chromium from the ground improved soil using the solidified material containing the cement clinker, and further has excellent strength development.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、水硬率(H.M.)が2.00〜2.10、フリーライム量が0.1〜1.0質量%、全クロム量が200ppm以上、及び、全クロム量中の水溶性六価クロムの割合が3質量%以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、上記固化材中のSO3の割合が、3.5〜15質量%である固化材によれば、本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[7]を提供するものである。
[1] 水硬率(H.M.)が2.00〜2.10、フリーライム量が0.1〜1.0質量%、全クロム量が200ppm以上、及び、全クロム量中の水溶性六価クロムの割合が3質量%以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、上記固化材中のSO3の割合が、3.5〜15質量%であることを特徴とする固化材。
[2] 上記セメントクリンカーの粉砕物100質量部当たり、10〜150質量部の量の高炉スラグ微粉末を含む前記[1]に記載の固化材。
[3] 上記セメントクリンカーは、還元焼成によって得られたものであり、かつ、ハンターL表色系におけるb値が8.5以上のものである前記[1]又は[2]に記載の固化材。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor has a hydraulic modulus (HM) of 2.00 to 2.10, an amount of free lime of 0.1 to 1.0% by mass, A cemented clinker pulverized product having a chromium content of 200 ppm or more and a ratio of water-soluble hexavalent chromium in the total chromium content of 3% by mass or less, and a solidified material containing gypsum, the SO in the solidified material According to the solidified material having a ratio of 3 of 3.5 to 15% by mass, the inventors have found that the object of the present invention can be achieved and completed the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] Hydraulic modulus (HM) of 2.00 to 2.10, free lime content of 0.1 to 1.0% by mass, total chromium content of 200 ppm or more, and water content in the total chromium content A cement clinker pulverized product having a ratio of functional hexavalent chromium of 3% by mass or less and a solidified material containing gypsum, wherein the ratio of SO 3 in the solidified material is 3.5 to 15% by mass. Solidified material characterized by that.
[2] The solidified material according to [1], including fine blast furnace slag powder in an amount of 10 to 150 parts by mass per 100 parts by mass of the cement clinker pulverized product.
[3] The above cement clinker is obtained by reduction firing, and the b * value in the Hunter L * a * b * color system is 8.5 or more. ] The solidification material as described in.

[4] 前記[1]〜[3]のいずれかに記載の固化材を製造するための方法であって、(a)都市ごみ焼却灰を含むクリンカー原料を、還元剤の存在下で還元焼成して、セメントクリンカーを得るクリンカー調製工程と、(b)上記セメントクリンカーと石膏を混合及び粉砕して、セメントを得るセメント調製工程と、(c)上記セメントと石膏を混合して、固化材を得る固化材調製工程、を含むことを特徴とする固化材の製造方法。
[5] 工程(a)において、セメントクリンカー1ton当たり、都市ごみ焼却灰を250kg以上の量で用いる前記[4]に記載の固化材の製造方法。
[6] 工程(a)と工程(b)の間に、(a’)上記クリンカー調製工程で得られたセメントクリンカーについて、ハンターL表色系におけるb値を測定し、該b値が8.5以上であるセメントクリンカーのみを、十分に還元焼成が行われたものとして、工程(b)で用いる還元度確認工程、を含む前記[4]又は[5]に記載の固化材の製造方法。
[7] 前記[1]〜[3]のいずれかに記載の固化材を用いた地盤改良方法であって、フミン酸及びフルボ酸を合計で5質量%以上(乾燥土における換算値)の割合で含む土壌1m当たり、上記固化材を50〜400kgの量で添加し混合することを特徴とする地盤改良方法。
[4] A method for producing the solidified material according to any one of [1] to [3], wherein (a) clinker raw material containing municipal waste incineration ash is reduced and calcined in the presence of a reducing agent. A clinker preparation step for obtaining a cement clinker, (b) a cement preparation step for mixing and pulverizing the cement clinker and gypsum to obtain a cement, and (c) mixing the cement and gypsum to obtain a solidified material. A method for producing a solidified material, comprising a step of preparing a solidified material to be obtained.
[5] The method for producing a solidified material according to [4], wherein in the step (a), municipal waste incineration ash is used in an amount of 250 kg or more per 1 ton of cement clinker.
[6] Between step (a) and step (b), (a ′) for the cement clinker obtained in the clinker preparation step, measure the b * value in the Hunter L * a * b * color system, Only the cement clinker having a b * value of 8.5 or more is described in the above [4] or [5] including the reduction degree confirmation step used in the step (b), assuming that the reduction calcination has been sufficiently performed. Method for producing solidified material.
[7] A ground improvement method using the solidified material according to any one of [1] to [3], wherein the ratio of humic acid and fulvic acid is 5% by mass or more (converted value in dry soil) soil improvement wherein soil 1 m 3 per admixing was added in an amount of 50~400kg the solidifying material comprising at.

本発明の固化材によれば、該固化材に用いられるセメントクリンカーの原料中の都市ごみ焼却灰の使用量を増加させることができる。
また、本発明の固化材によれば、セメントクリンカー中の全クロム量が多くても、該セメントクリンカーを含む固化材を用いた地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる。
さらに、本発明の固化材は、強度発現性に優れたものである。
According to the solidified material of the present invention, the amount of municipal waste incineration ash used in the raw material of cement clinker used for the solidified material can be increased.
Further, according to the solidified material of the present invention, even if the total amount of chromium in the cement clinker is large, the elution amount of hexavalent chromium from the ground improvement soil using the solidified material containing the cement clinker can be reduced. .
Furthermore, the solidified material of the present invention is excellent in strength development.

本発明の固化材は、水硬率(H.M.)が2.00〜2.10、フリーライム量が0.1〜1.0質量%、全クロム量が200ppm以上、及び、全クロム量中の水溶性六価クロムの割合が3質量%以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、上記固化材中のSO3の割合が、3.5〜15質量%のものである。
上記水硬率は、2.00〜2.10、好ましくは2.01〜2.08、より好ましくは2.02〜2.06である。該値が2.00未満であると、固化材の強度発現性が低下する。該値が2.10を超えると、廃棄物(特に、CaOの含有量が少ない都市ごみ焼却灰)の使用量を増やすことが困難になる。
The solidified material of the present invention has a hydraulic modulus (HM) of 2.00 to 2.10, a free lime content of 0.1 to 1.0% by mass, a total chromium content of 200 ppm or more, and a total chromium. A cement clinker pulverized product in which the amount of water-soluble hexavalent chromium in the amount is 3% by mass or less, and a solidified material containing gypsum, wherein the ratio of SO 3 in the solidified material is 3.5 to 15 % By mass.
The hydraulic modulus is 2.00 to 2.10, preferably 2.01 to 2.08, more preferably 2.02 to 2.06. When the value is less than 2.00, the strength development property of the solidified material is lowered. If the value exceeds 2.10, it becomes difficult to increase the amount of waste (in particular, municipal waste incineration ash with a low CaO content).

本発明に用いられるセメントクリンカーのケイ酸率(S.M.)は、好ましくは1.30〜1.90、より好ましくは1.40〜1.80である。該値が1.30以上であると、液相量が大きくないため、セメントクリンカーの製造がより容易となる。該値が1.90以下であると、廃棄物の使用量をより増やすことができる。   The silicic acid ratio (SM) of the cement clinker used in the present invention is preferably 1.30 to 1.90, more preferably 1.40 to 1.80. When the value is 1.30 or more, the amount of liquid phase is not large, and therefore the cement clinker can be manufactured more easily. When the value is 1.90 or less, the amount of waste used can be further increased.

本発明に用いられるセメントクリンカーの鉄率(I.M.)は、好ましくは1.50〜2.10、より好ましくは1.60〜1.90である。該値が1.50以上であると、セメントクリンカーの被粉砕性がより良好になり、製造コストが低減する。該値が2.10以下であると、固化材の品質を確保するために必要な石膏の量が小さいため、製造コストが低減する。   The iron ratio (IM) of the cement clinker used in the present invention is preferably 1.50 to 2.10, more preferably 1.60 to 1.90. When the value is 1.50 or more, the grindability of the cement clinker becomes better and the manufacturing cost is reduced. When the value is 2.10 or less, the amount of gypsum necessary for ensuring the quality of the solidified material is small, and thus the manufacturing cost is reduced.

本発明に用いられるセメントクリンカーのフリーライム量は、0.1〜1.0質量%、好ましくは0.2〜0.8質量%、より好ましくは0.3〜0.6質量%である。該値が0.1質量%未満であると、焼成によってクリンカーを製造する際に必要な熱量が多くなる。該値が1.0質量%を超えると、固化材の強度発現性が低下する。   The amount of free lime of the cement clinker used in the present invention is 0.1 to 1.0% by mass, preferably 0.2 to 0.8% by mass, and more preferably 0.3 to 0.6% by mass. When the value is less than 0.1% by mass, the amount of heat required for producing a clinker by firing increases. When this value exceeds 1.0 mass%, the strength development property of a solidification material will fall.

本発明に用いられるセメントクリンカー中の全クロム量は、200ppm以上、より好ましくは300ppm以上、特に好ましくは400ppm以上である。本発明においては、該値が200ppm以上であっても、上記セメントクリンカーを含む固化材を用いた地盤改良土からの、六価クロムの溶出量が低いことから、セメントクリンカーの原料中の廃棄物の使用量(特に、都市ごみ焼却灰)を増加させることができる。該値の上限は特に限定されないが、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減する(例えば、土壌汚染対策法における六価クロムの溶出量の基準値以下(0.05mg/リットル以下)とする)観点から、好ましくは900ppm以下、より好ましくは800ppm以下である。
なお、本明細書中、「セメントクリンカー中の全クロム量」とは、セメントクリンカー中の六価クロムと三価クロムの合計量を意味する。また、「ppm」は質量基準である。
The total chromium amount in the cement clinker used in the present invention is 200 ppm or more, more preferably 300 ppm or more, and particularly preferably 400 ppm or more. In the present invention, even if the value is 200 ppm or more, since the elution amount of hexavalent chromium from the ground improvement soil using the solidified material containing the cement clinker is low, the waste in the raw material of the cement clinker Can be increased (especially municipal waste incineration ash). The upper limit of the value is not particularly limited, but the elution amount of hexavalent chromium from the ground improved soil is reduced (for example, below the reference value of the elution amount of hexavalent chromium in the Soil Contamination Countermeasures Law (0.05 mg / liter or less)) From the viewpoint, it is preferably 900 ppm or less, more preferably 800 ppm or less.
In the present specification, the “total chromium amount in the cement clinker” means the total amount of hexavalent chromium and trivalent chromium in the cement clinker. “Ppm” is based on mass.

上記全クロム量中の水溶性六価クロムの割合は、3質量%以下、好ましくは2.7質量%以下、より好ましくは2.4質量%以下である。該割合が3質量%を超えると、地盤改良土からの六価クロムの溶出量が増大する。   The proportion of water-soluble hexavalent chromium in the total chromium amount is 3% by mass or less, preferably 2.7% by mass or less, more preferably 2.4% by mass or less. When this ratio exceeds 3 mass%, the elution amount of hexavalent chromium from the ground improvement soil increases.

本発明に用いられるセメントクリンカーの原料としては、ポルトランドセメントクリンカーの製造に用いられる一般的な原料を使用することができる。具体的には、石灰石、生石灰、消石灰等のCaO原料;珪石、粘土等のSiO2原料;粘土等のAl23原料;鉄滓、鉄ケーキ等のFe23原料を使用することができる。 As the raw material of the cement clinker used in the present invention, a general raw material used for the production of Portland cement clinker can be used. Specifically, CaO raw materials such as limestone, quicklime and slaked lime; SiO 2 raw materials such as silica and clay; Al 2 O 3 raw materials such as clay; Fe 2 O 3 raw materials such as iron cake and iron cake may be used. it can.

さらに、前記原料に加えて、廃棄物を原料の一部として使用することができる。
ここで、本明細書中、「廃棄物」とは、産業廃棄物または一般廃棄物をいう。
産業廃棄物とは、事業活動に伴って生じた廃棄物をいう。産業廃棄物の例としては、生コンスラッジ、各種汚泥(例えば、下水汚泥、浄水汚泥、製鉄汚泥等)、建築廃材、コンクリート廃材、各種焼却灰(例えば、石炭灰、焼却飛灰、溶融飛灰等)、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉2次灰、建設発生土(建設工事に伴い副次的に発生する土砂(例えば、地盤の掘削により生じるボーリング廃土)、及び建設汚泥(例えば、地盤改良工事で生じる、セメントミルクと掘削土の混合物))等が挙げられる。
一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物をいう。
一般廃棄物の例としては、都市ごみ焼却灰、下水汚泥乾粉、及び貝殻等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、リサイクルが進んでいない廃棄物を利用する観点から、都市ごみ焼却灰を原料の一部として使用することが望ましい。
Further, in addition to the raw material, waste can be used as a part of the raw material.
Here, in this specification, “waste” refers to industrial waste or general waste.
Industrial waste refers to waste generated from business activities. Examples of industrial waste include raw consludge, various sludges (eg, sewage sludge, purified water sludge, steelmaking sludge, etc.), building wastes, concrete wastes, and various incineration ash (eg, coal ash, incineration fly ash, molten fly ash, etc.) ), Foundry sand, rock wool, waste glass, blast furnace secondary ash, construction generated soil (sediment generated secondary to construction work (for example, boring waste soil generated by excavating the ground), and construction sludge (for example, A mixture of cement milk and excavated soil)), etc., produced by ground improvement work.
General waste refers to waste other than industrial waste.
Examples of general waste include municipal waste incineration ash, sewage sludge dry powder, and shells.
These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
In the present invention, it is desirable to use municipal waste incineration ash as part of the raw material from the viewpoint of using waste that has not been recycled.

上記廃棄物の使用量は、廃棄物の有効利用の促進の観点から、セメントクリンカー1ton当たり、好ましくは400kg以上、より好ましくは500kg以上である。また、上記廃棄物の使用量の上限は、固化材の強度発現性の観点から、好ましくは800kg、より好ましくは700kgである。
また、原料として使用される上記廃棄物のうち、都市ごみ焼却灰の使用量は、セメントクリンカー1ton当たり、都市ごみ焼却灰の利用促進の観点から、好ましくは250kg以上、より好ましくは350kg以上である。また、上記都市ごみ焼却灰の使用量の上限は、固化材の強度発現性の観点から、好ましくは650kg、より好ましくは550kgである。
なお、上記廃棄物の使用量(質量)は乾燥質量である。
The amount of the waste used is preferably 400 kg or more, more preferably 500 kg or more per ton of cement clinker from the viewpoint of promoting effective utilization of the waste. In addition, the upper limit of the amount of waste used is preferably 800 kg, more preferably 700 kg, from the viewpoint of strength development of the solidified material.
In addition, among the wastes used as raw materials, the amount of municipal waste incineration ash used is preferably 250 kg or more, more preferably 350 kg or more from the viewpoint of promoting the use of municipal waste incineration ash per ton of cement clinker. . Moreover, the upper limit of the usage amount of the municipal waste incineration ash is preferably 650 kg, more preferably 550 kg, from the viewpoint of strength development of the solidified material.
In addition, the usage-amount (mass) of the said waste is a dry mass.

本発明で用いられるセメントクリンカーは、還元焼成によって得ることができる。該セメントクリンカーの製造方法の一例としては、都市ごみ焼却灰を含むクリンカー原料を、還元剤の存在下で、フリーライム量が0.1〜1.0質量%になるように焼成する方法が挙げられる。
上記クリンカー原料は、所望の水硬率(2.00〜2.10)等を有するセメントクリンカーが得られるように各原料を混合した後、還元焼成される。各原料を混合する方法は、特に限定されるものではなく、慣用の装置等を用いて行うことができる。
The cement clinker used in the present invention can be obtained by reduction firing. As an example of the method for producing the cement clinker, there is a method in which a clinker raw material containing municipal waste incineration ash is calcined in the presence of a reducing agent so that the amount of free lime is 0.1 to 1.0% by mass. It is done.
The above clinker raw materials are reduced and fired after mixing the respective raw materials so as to obtain a cement clinker having a desired hydraulic modulus (2.00 to 2.10) and the like. The method of mixing each raw material is not particularly limited, and can be performed using a conventional apparatus or the like.

上記還元剤としては、コークス、活性炭、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、及び都市ごみ等の廃棄物を圧縮・固形化した廃棄物固形塊等の可燃性物質が挙げられる。
ここで、本明細書中、「還元焼成」とは、還元雰囲気下で焼成することをいう。
還元焼成によってセメントクリンカーを製造することで、原料の廃棄物中にクロムが含まれていても、酸化雰囲気下で生じ易い六価クロムの生成を抑制することができる。また、廃棄物を加熱(焼成)する工程において、廃棄物が一時的に酸化雰囲気下で加熱されることで六価クロムが生成しても、その後に還元雰囲気での加熱(焼成)が行われることによって、六価クロムが三価クロムに還元されることから、セメントクリンカー中の六価クロムの量を低減することができる。
クリンカー原料を上記還元剤の存在下で焼成する方法によれば、得られるセメントクリンカー中の六価クロムの量をより低減し、全クロム量中の六価クロムの割合をより低くすることができる。
Examples of the reducing agent include flammable substances such as coke, activated carbon, waste wood, waste plastic, heavy oil sludge, and solid waste lump obtained by compressing and solidifying waste such as municipal waste.
Here, “reduction firing” in this specification means firing in a reducing atmosphere.
By producing cement clinker by reduction firing, it is possible to suppress the formation of hexavalent chromium that is likely to occur in an oxidizing atmosphere even if chromium is contained in the raw material waste. Further, in the step of heating (firing) the waste, even if the waste is temporarily heated in an oxidizing atmosphere to produce hexavalent chromium, heating (firing) is then performed in a reducing atmosphere. As a result, hexavalent chromium is reduced to trivalent chromium, so the amount of hexavalent chromium in the cement clinker can be reduced.
According to the method of firing the clinker raw material in the presence of the reducing agent, the amount of hexavalent chromium in the resulting cement clinker can be further reduced, and the ratio of hexavalent chromium in the total chromium amount can be further reduced. .

原料を焼成する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ロータリーキルン等の慣用の装置を使用することができる。
また、上記還元焼成は、焼成のためのバーナーの炎が、焼成の終了前のセメントクリンカーに直接当たるように行うことが好ましい(以下、「炎膜焼成」ともいう。)。
還元剤の存在下での焼成と、炎膜焼成を併用することで、得られたセメントクリンカーに含まれる全クロム量中の六価クロムの割合をさらに低減することができる。
The method for firing the raw material is not particularly limited, and for example, a conventional apparatus such as a rotary kiln can be used.
The reduction firing is preferably performed so that the flame of the burner for firing directly hits the cement clinker before the firing is finished (hereinafter also referred to as “flame film firing”).
By combining firing in the presence of a reducing agent and flame film firing, the proportion of hexavalent chromium in the total amount of chromium contained in the obtained cement clinker can be further reduced.

以下、還元焼成の一例として、ロータリーキルンを用いた場合について説明する。
焼成に使用する燃料としては、主燃料である石炭の他、重油、天然ガス、及び燃料代替廃棄物(例えば、廃油、廃タイヤ、及び廃プラスチック等)等が挙げられる。
焼成温度は、好ましくは1,300〜1,600℃であり、焼成時間は、好ましくは10〜120分間、より好ましくは20〜100分間である。
ロータリーキルンを用いて炎膜焼成を行う方法としては、(a)主バーナーからの炎の方向に角度を付けて、炎がセメントクリンカーをなめるように加熱(焼成)する方法、(b)主バーナーの設置位置を中心位置からずらすことで、炎がセメントクリンカーをなめるように加熱(焼成)する方法、(c)主バーナー以外に補助バーナーを設置することで、炎の形状を制御しやすいようにして、炎がセメントクリンカーをなめるように加熱(焼成)する方法等が挙げられる。
Hereinafter, a case where a rotary kiln is used will be described as an example of reduction firing.
Examples of the fuel used for calcination include heavy oil, natural gas, and fuel alternative waste (for example, waste oil, waste tire, and waste plastic) in addition to coal as a main fuel.
The firing temperature is preferably 1,300 to 1,600 ° C., and the firing time is preferably 10 to 120 minutes, more preferably 20 to 100 minutes.
As a method of performing flame film firing using a rotary kiln, (a) a method in which an angle is given to the direction of the flame from the main burner and the flame is heated (fired) so as to lick the cement clinker, (b) By shifting the installation position from the center position, a method of heating (firing) so that the flame licks the cement clinker, (c) By installing an auxiliary burner in addition to the main burner, the shape of the flame can be easily controlled And a method of heating (firing) so that the flame licks the cement clinker.

還元剤の存在下でセメントクリンカーを焼成する方法としては、ロータリーキルン内に還元剤を供給する方法等が挙げられる。
上記還元剤は、ロータリーキルンの出口側あるいはロータリーキルンの途中から供給することが好ましい。また、上記還元剤は、ロータリーキルン用の主燃料に比べて燃焼速度の遅いもの、または、主燃料と同様の燃焼速度を有しかつ主燃料よりも粗い粒のものが好ましい。
Examples of the method for firing the cement clinker in the presence of the reducing agent include a method of supplying the reducing agent into the rotary kiln.
The reducing agent is preferably supplied from the rotary kiln outlet side or in the middle of the rotary kiln. The reducing agent preferably has a slower combustion rate than the main fuel for the rotary kiln, or has a combustion rate similar to that of the main fuel and is coarser than the main fuel.

上記還元剤の粒径は、好ましくは0.1〜20mmである。該粒径が0.1mm以上であれば、焼成の極初期段階において還元剤が燃えきってしまうことがないため、セメントクリンカー中の六価クロムの量を低減することができ、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を低減することができる。該粒径が20mm以下であると、セメントクリンカー中に未燃焼状態の還元剤が残存することが起こりにくいため、固化材の強度発現性が向上する。   The particle size of the reducing agent is preferably 0.1 to 20 mm. If the particle size is 0.1 mm or more, the reducing agent will not burn out at the very initial stage of firing, so the amount of hexavalent chromium in the cement clinker can be reduced, and from the ground improved soil The amount of elution of hexavalent chromium can be reduced. When the particle size is 20 mm or less, it is difficult for the unburned reducing agent to remain in the cement clinker, so that the strength development of the solidified material is improved.

上記還元剤の使用量は、ロータリーキルン内に送入されたクリンカー原料100質量部当たり、好ましくは5〜20質量部、より好ましくは10〜20質量部である。該量が5質量部以上であると、セメントクリンカー中の六価クロムの量をより低減できる。該量が20質量部以下であると、過剰な量(六価クロム量をゼロにするための量を超える量)の還元剤を使用せずにすみ、経済的である。   The amount of the reducing agent used is preferably 5 to 20 parts by mass, more preferably 10 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the clinker raw material fed into the rotary kiln. When the amount is 5 parts by mass or more, the amount of hexavalent chromium in the cement clinker can be further reduced. When the amount is 20 parts by mass or less, an excessive amount (exceeding the amount for making the hexavalent chromium amount zero) can be omitted, which is economical.

焼成後、得られたセメントクリンカーは、該セメントクリンカーの温度が400℃以下になるまで、40℃/分間以上の冷却速度で冷却されることが好ましい。該冷却速度が40℃/分間以上であれば、セメントクリンカー中の三価クロムが、空気中の酸素により六価クロムに酸化されることを防ぐことができる。
また、セメントクリンカーの温度が400℃以下になると、セメントクリンカー中の三価クロムが空気中の酸素により六価クロムに酸化される可能性は、極めて小さくなる。
なお、セメントクリンカーの温度が400℃以下まで冷却された後の焼成物の冷却速度は、特に限定するものではない。
After firing, the obtained cement clinker is preferably cooled at a cooling rate of 40 ° C./min or more until the temperature of the cement clinker becomes 400 ° C. or less. When the cooling rate is 40 ° C./min or more, trivalent chromium in the cement clinker can be prevented from being oxidized to hexavalent chromium by oxygen in the air.
Further, when the temperature of the cement clinker is 400 ° C. or lower, the possibility that trivalent chromium in the cement clinker is oxidized to hexavalent chromium by oxygen in the air becomes extremely small.
In addition, the cooling rate of the baked product after the temperature of the cement clinker is cooled to 400 ° C. or lower is not particularly limited.

セメントクリンカーを40℃/分間以上の冷却速度で冷却する方法としては、エアークエンチングクーラーを使用して冷却する方法、セメントクリンカーを水中に投入して冷却する方法、及びセメントクリンカーに散水して冷却する方法等が挙げられる。   As a method of cooling the cement clinker at a cooling rate of 40 ° C./min or more, a method of cooling using an air quenching cooler, a method of cooling by putting the cement clinker into water, and watering and cooling the cement clinker And the like.

上述した方法によって得られたセメントクリンカーのハンターL表色系におけるb値は、好ましくは8.5以上、より好ましくは8.6以上である。該値が8.5以上であれば、地盤改良土からの六価クロムの溶出量をより低減することができる。
また、ハンターL表色系におけるb値は、セメントクリンカーの還元焼成が十分に行われたかどうかを確認するための指標として使用することができる。
なお、上記b値は、市販の分光色差計(例えば、日本電色社製、商品名「CP6R−2000DP」)を用いて測定することができる。
The b * value in the Hunter L * a * b * color system of the cement clinker obtained by the above method is preferably 8.5 or more, more preferably 8.6 or more. If this value is 8.5 or more, the elution amount of hexavalent chromium from the ground improved soil can be further reduced.
In addition, the b * value in the Hunter L * a * b * color system can be used as an index for confirming whether the cement clinker has been sufficiently reduced and fired.
The b * value can be measured using a commercially available spectral color difference meter (for example, trade name “CP6R-2000DP” manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.).

本発明の固化材は、上述したセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含むものである。
上記固化材のブレーン比表面積は、固化材の強度発現性や製造等に係るコスト、さらには地盤改良土の耐久性等の観点から、好ましくは2,500〜5,000cm/g、より好ましくは3,000〜4,500cm/gである。
上記石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏、又はこれらの混合物等が挙げられる。
固化材中のSO3の割合(セメント中のSO3と、セメントの調製とは別に後添加される石膏中のSO3と、他の任意に配合可能な後述の高炉スラグ微粉末等に含まれるSO3の合計量の割合)は、3.5〜15質量%、好ましくは4〜10質量%、より好ましくは6〜9質量%である。該割合が3.5質量%未満では、固化材を含むスラリーを調製する際に、スラリーの粘性が高くなって作業性が劣るとともに、強度発現性が低下する。該割合が15質量%を超えると、固化材の強度発現性が低下するとともに、固化材を適用した土壌の硬化が遅延する。
The solidifying material of the present invention includes the above-mentioned cement clinker pulverized product and gypsum.
The brane specific surface area of the solidified material is preferably from 2,500 to 5,000 cm 2 / g, more preferably from the viewpoints of the strength development property of the solidified material, the cost related to production, and the durability of the ground improvement soil. Is 3,000 to 4,500 cm 2 / g.
Examples of the gypsum include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, dihydrate gypsum, and mixtures thereof.
And SO 3 ratio (in cement SO 3 in the solidifying material, contained in the SO 3 in the gypsum to be added later separately from the preparation of cement, blast furnace slag or the like described later can be blended in any other The ratio of the total amount of SO 3 is 3.5 to 15% by mass, preferably 4 to 10% by mass, more preferably 6 to 9% by mass. When the ratio is less than 3.5% by mass, when preparing a slurry containing a solidifying material, the viscosity of the slurry becomes high, workability is inferior, and strength development is reduced. When this ratio exceeds 15 mass%, the strength development property of a solidification material will fall and the hardening of the soil which applied the solidification material will be delayed.

本発明の固化材は、強度発現性(一軸圧縮強さ)等の観点から、高炉スラグ微粉末を含んでいてもよい。高炉スラグ微粉末の配合量は、セメントクリンカー粉砕物100質量部当たり、好ましくは10〜150質量部、より好ましくは20〜100質量部、特に好ましくは40〜80質量部である。該配合量が10質量部以上であると、固化材の強度発現性(特に、一軸圧縮強さ)等が向上する。該配合割合が150質量部以下であると、長期強度発現性の低下を抑制することができる。
また、固化材の材料として、さらにフライアッシュ、珪石粉末及び石灰石粉末等を含んでいてもよい。
The solidified material of the present invention may contain blast furnace slag fine powder from the viewpoint of strength development (uniaxial compressive strength) and the like. The blending amount of the blast furnace slag fine powder is preferably 10 to 150 parts by mass, more preferably 20 to 100 parts by mass, and particularly preferably 40 to 80 parts by mass per 100 parts by mass of the crushed cement clinker. When the blending amount is 10 parts by mass or more, the strength development property (particularly, uniaxial compressive strength) of the solidified material is improved. When the blending ratio is 150 parts by mass or less, a decrease in long-term strength development can be suppressed.
Further, as a material of the solidifying material, fly ash, silica stone powder, limestone powder and the like may be further included.

本発明の固化材の製造方法は、(a)都市ごみ焼却灰を含むクリンカー原料を、還元剤の存在下で還元焼成して、セメントクリンカーを得るクリンカー調製工程と、(b)上記セメントクリンカーと石膏を混合及び粉砕して、セメントを得るセメント調製工程と、
(c)上記セメントと石膏を混合して、固化材を得る固化材調製工程、を含む。
工程(a)において、還元焼成によってセメントクリンカーを得る方法は、上述のとおりである。
固化材の原料として、さらに高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、珪石粉末及び石灰石粉末等を使用する場合は、工程(c)において、これらの粉末を適宜、添加して混合すれば良い。
The method for producing a solidified material according to the present invention includes: (a) a clinker preparation step of obtaining a cement clinker by reducing and firing a clinker raw material containing municipal waste incineration ash in the presence of a reducing agent; and (b) the cement clinker A cement preparation step of mixing and crushing gypsum to obtain cement;
(C) A solidifying material preparation step of mixing the cement and gypsum to obtain a solidified material.
In the step (a), the method for obtaining the cement clinker by reduction firing is as described above.
In the case where blast furnace slag fine powder, fly ash, silica stone powder, limestone powder, or the like is further used as a raw material for the solidifying material, these powders may be appropriately added and mixed in the step (c).

工程(a)と工程(b)の間に、(a’)上記クリンカー調製工程で得られたセメントクリンカーについて、ハンターL表色系におけるb値を測定し、該b値が8.5以上であるセメントクリンカーのみを、十分に還元焼成が行われたものとして、工程(b)で用いる還元度確認工程、を含んでもよい。
工程(a’)を含むことによって、上述の諸条件(全クロム量中の水溶性六価クロムの割合等)を満たす本発明の固化材をより確実に得ることができる。
Between step (a) and step (b), (a ′) the b * value in the Hunter L * a * b * color system is measured for the cement clinker obtained in the clinker preparation step, and the b * Only the cement clinker having a value of 8.5 or more may include a reduction degree confirmation step used in step (b), assuming that the reduction calcination has been sufficiently performed.
By including the step (a ′), the solidified material of the present invention that satisfies the above-described various conditions (such as the ratio of water-soluble hexavalent chromium in the total chromium content) can be obtained more reliably.

本発明の固化材を用いた地盤改良方法としては、1)地盤改良対象土に固化材を粉体のまま添加して混合するドライ添加、2)固化材と水を混合してなるスラリーを、地盤改良対象土に添加して混合するスラリー添加、が挙げられる。
スラリー添加を行う場合、水と固化材の質量比(水/固化材の比)は、好ましくは0.5〜1.5、より好ましくは0.6〜1.0である。
地盤改良対象土に対する、本発明の固化材の使用量は、対象土の性状や施工条件、固化処理した土の要求強度にもよるが、土壌1m当り、好ましくは50〜500kg、より好ましくは60〜200kgである。
本発明において、地盤改良の対象となる土としては、特に限定されるものではないが、優れた強度発現性が期待できる観点から、フミン酸及びフルボ酸を合計で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上(乾燥土における換算値)の割合で含むもの(一般的に、「腐植土」と呼ばれるもの)が好適である。
The ground improvement method using the solidification material of the present invention includes 1) dry addition in which the solidification material is added to the ground improvement target soil in powder form, and 2) a slurry obtained by mixing the solidification material and water. Addition of slurry to be added to and mixed with soil to be ground improved.
When slurry addition is performed, the mass ratio of water and the solidifying material (water / solidifying material ratio) is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.6 to 1.0.
The amount of the solidifying material of the present invention used for soil improvement target soil is preferably 50 to 500 kg, more preferably 1 m 3 of soil, although it depends on the properties and construction conditions of the target soil and the required strength of the solidified soil. 60-200 kg.
In the present invention, the soil to be ground improvement is not particularly limited, but from the viewpoint that excellent strength development can be expected, humic acid and fulvic acid in total, preferably 5% by mass or more, More preferably, a material (generally referred to as “humus soil”) containing 10% by mass or more (converted value in dry soil) is suitable.

[セメントクリンカーAの製造]
セメントクリンカー用の原料(クリンカー原料)として、エコセメント用の調合原料を使用した。上記クリンカー原料中の廃棄物の量は、セメントクリンカー1ton当たり、
517kgであった。また、廃棄物に含まれる都市ごみ焼却灰の量は、セメントクリンカー1ton当たり、356kgであった。
上記クリンカー原料について、「セメント協会標準試験方法 JCAS I‐14(セメント製造用原料の化学分析方法)」に準拠して化学組成を測定した。結果を表1に示す。
[Production of cement clinker A]
The raw material for eco-cement was used as a raw material for clinker (clinker raw material). The amount of waste in the clinker raw material is 1 ton of cement clinker,
It was 517 kg. The amount of municipal waste incineration ash contained in the waste was 356 kg per ton of cement clinker.
About the said clinker raw material, the chemical composition was measured based on "Cement Association standard test method JCAS I-14 (Chemical analysis method of the raw material for cement manufacture)." The results are shown in Table 1.

Figure 0006440537
Figure 0006440537

上記クリンカー原料を、ロータリーキルンを用いて、以下の方法で焼成してセメントクリンカーAを製造した。
ロータリーキルンとしては、メインバーナーに補助バーナーを追加したものを使用した。ロータリーキルンのメインバーナーの運転条件(燃焼種類、焚量(石炭の時間当たりの使用量))は固定したまま、補助バーナーの運転条件を変更することで、バーナーフレームの大きさ及び形状を変更した。
ロータリーキルンの主燃料としては石炭を使用した。該石炭の焚量を補助バーナー側で調整することで、焼成後のセメントクリンカー中のフリーライム量が0.1〜1.0質量%となるようにした。
還元剤としては、コークス(東海産興社製;粒径:3mm以下;固定炭素量:99質量%以上)を使用した。還元剤の吹き込みは、補助バーナー側から行った。還元剤の使用量は、ロータリーキルン内に送入されたクリンカー原料100質量部に対して、18質量部となるようにした。
また、補助バーナーの炎の大きさ及び形状を変更して、バーナーの炎が、焼成の終了前のセメントクリンカーに直接当たるように調整することで、炎膜焼成を行った。
焼成条件としては、焼成時間は40分間とした。
焼成後のセメントクリンカーの冷却には、エアークエンチングクーラーを使用した。冷却速度は40℃/分間以上になるように調整した。
[セメントクリンカーB〜Fの製造]
表2に示される焼成条件および還元剤の使用量で焼成した以外は、セメントクリンカーAの製造と同様にしてセメントクリンカーB〜Fを得た。
Cement clinker A was produced by firing the clinker raw material using a rotary kiln by the following method.
A rotary kiln with an auxiliary burner added to the main burner was used. The size and shape of the burner frame were changed by changing the operating conditions of the auxiliary burner while keeping the operating conditions (combustion type, soot amount (coal consumption per hour)) of the rotary kiln main burner fixed.
Coal was used as the main fuel for the rotary kiln. The amount of free lime in the cement clinker after calcination was adjusted to 0.1 to 1.0% by mass by adjusting the soot amount of the coal on the auxiliary burner side.
As the reducing agent, coke (manufactured by Tokai Sanko Co., Ltd .; particle size: 3 mm or less; fixed carbon content: 99% by mass or more) was used. The reducing agent was blown from the auxiliary burner side. The amount of the reducing agent used was 18 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the clinker raw material fed into the rotary kiln.
Moreover, the flame film baking was performed by changing the size and shape of the flame of the auxiliary burner so that the flame of the burner directly hits the cement clinker before the completion of the baking.
As firing conditions, the firing time was 40 minutes.
An air quenching cooler was used to cool the cement clinker after firing. The cooling rate was adjusted to 40 ° C./min or more.
[Production of cement clinker BF]
Cement clinker B to F were obtained in the same manner as in the production of cement clinker A except that the firing was performed under the firing conditions shown in Table 2 and the amount of reducing agent used.

得られたセメントクリンカーA〜Fについて、「JIS R 5204(セメントの蛍光X線分析法)」に準拠して化学分析を行い、水硬率、ケイ酸率、鉄率、ボーグ式によるC3S(エーライト;3CaO・SiO2)、C2S(ビーライト;2CaO・SiO2)、C3A(アルミネート相;3CaO・Al23)、及びC4AF(フェライト相;4CaO・Al23・Fe23)の含有率を算出した。
また、「セメント協会標準試験方法 JCAS I01(遊離酸化カルシウムの定量方法)」に準拠して、セメントクリンカーのフリーライム量を測定した。結果を表2に示す。
The obtained cement clinkers A to F are subjected to chemical analysis in accordance with “JIS R 5204 (cement fluorescent X-ray analysis method)”, and the hydraulic rate, silicic acid rate, iron rate, C 3 S according to the Borg formula are used. (Alite; 3CaO · SiO 2 ), C 2 S (Belite; 2CaO · SiO 2 ), C 3 A (aluminate phase; 3CaO · Al 2 O 3 ), and C 4 AF (ferrite phase; 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ) content was calculated.
Further, the amount of free lime of the cement clinker was measured in accordance with “Cement Association Standard Test Method JCAS I01 (Quantitative Method for Free Calcium Oxide)”. The results are shown in Table 2.

また、分光色差計(日本電色社製、商品名「CP6R−2000DP」)を用いて、セメントクリンカーのハンターL表色系におけるb値を測定した。
さらに、「セメント協会標準試験方法 JCAS I−51(セメント及びセメント原料中の微量成分の定量方法)」に準拠して、セメントクリンカー中の全クロム量(セメントクリンカー中の六価クロムと三価クロムの合計量)、及び水溶性六価クロム量を測定した。
得られた全クロム量と水溶性六価クロム量から、全クロム量中の水溶性六価クロムの割合を算出した。結果を表3に示す。
Moreover, the b * value in the hunter L * a * b * color system of the cement clinker was measured using a spectral color difference meter (trade name “CP6R-2000DP” manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.).
Furthermore, in accordance with “Cement Association Standard Test Method JCAS I-51 (Method for Quantifying Trace Components in Cement and Cement Raw Materials)”, the total chromium content in cement clinker (hexavalent chromium and trivalent chromium in cement clinker) Total amount), and the amount of water-soluble hexavalent chromium.
From the obtained total chromium amount and water-soluble hexavalent chromium amount, the ratio of water-soluble hexavalent chromium in the total chromium amount was calculated. The results are shown in Table 3.

Figure 0006440537
Figure 0006440537

Figure 0006440537
Figure 0006440537

[セメント1〜6の製造]
セメントクリンカーA〜Fと石膏(新日鐵住金社の鹿島製鉄所製の排脱二水石膏)を、同時にボールミルを用いて粉砕することで、表4に示すブレーン比表面積及び石膏の含有率を有するセメント1〜6を製造した。なお、粉砕において、粉砕助剤としてジエチレングリコールを200ppm使用した。
[Production of cement 1 to 6]
Cement clinker A to F and gypsum (exhausted and dihydrated gypsum made by Kashima Steel Works, Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation) were simultaneously pulverized using a ball mill, so that the specific surface area of branes and gypsum content shown in Table 4 were obtained. Cement 1-6 having was produced. In the grinding, 200 ppm of diethylene glycol was used as a grinding aid.

Figure 0006440537
Figure 0006440537

[実施例1]
得られたセメント1に、高炉スラグ微粉末(エスメント関東社製;商品名:エスメント 4000;ブレーン比表面積:4,350cm/g;SO3含有率:1.8質量%)及び無水石膏(タイ国産の天然無水石膏;ブレーン比表面積:3,700cm/g;SO3含有率:55質量%)を表5、6に示す配合で混合して、固化材を得た。
[Example 1]
Blast furnace slag fine powder (manufactured by Esmento Kanto Co., Ltd .; trade name: ESMENT 4000; brane specific surface area: 4,350 cm 2 / g; SO 3 content: 1.8% by mass) and anhydrous gypsum (Thailand) Domestic natural anhydrous gypsum; Blaine specific surface area: 3,700 cm 2 / g; SO 3 content: 55% by mass) were mixed in the formulations shown in Tables 5 and 6 to obtain a solidified material.

地盤改良対象土として、関東ローム(埼玉県さいたま市産;含水比:73.1%;湿潤密度:1.69g/cm;フミン酸の含有率:7.4質量%;フルボ酸の含有率:5.5質量%)を使用した。
ここで、含水比は、「JIS A 1203(土の含水比試験方法)」に準拠して得られた110℃恒量値である。湿潤密度は、「JIS A 1210(突固めによる土の締固め試験方法)」に準拠して得られた値である。フミン酸及びフルボ酸の含有率は、各々、「泥炭によるセメントの水和遅延作用に関する研究(I)」(岡田、小野田研究報告No.32、pp11−24、1980)に記載された方法に準拠して得られた、乾燥土における換算値である。
得られた固化材と水を、水と固化材の質量比(水/固化材の比)が1.0となるように混合してスラリーを得た後、上記地盤改良対象土と上記スラリーを、ホバートミキサーを用いて3分間混合して、地盤改良土を得た。
なお、固化材の使用量は、地盤改良対象土1m当り70kgとなる量であった。
得られた地盤改良土の材齢7日における一軸圧縮強さを、「JIS A 1216(土の一軸圧縮試験方法)」に準拠して測定した。
また、材齢7日の地盤改良土について環境省告示18号に準拠して六価クロムの溶出試験を行い、「JIS K 0102(工場排水試験方法)」に準拠して、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を測定した。結果を表6に示す。
As soil for soil improvement, Kanto Loam (Saitama City, Saitama; water content: 73.1%; wet density: 1.69 g / cm 3 ; humic acid content: 7.4 mass%; fulvic acid content : 5.5% by mass).
Here, the water content is a 110 ° C. constant weight value obtained in accordance with “JIS A 1203 (Soil water content test method)”. The wet density is a value obtained in accordance with “JIS A 1210 (Method for testing soil compaction by tamping)”. The contents of humic acid and fulvic acid are each in accordance with the method described in “Study on Hydration Delayed Action of Cement by Peat (I)” (Okada, Onoda Research Report No. 32, pp 11-24, 1980). It is the conversion value in dry soil obtained.
The obtained solidified material and water were mixed so that the mass ratio of water and solidified material (ratio of water / solidified material) was 1.0 to obtain a slurry, and then the soil for soil improvement and the slurry were mixed. The ground improved soil was obtained by mixing for 3 minutes using a Hobart mixer.
Incidentally, the amount of solidifying material, was an amount to be ground improvement target soil 1 m 3 per 70 kg.
The uniaxial compressive strength of the obtained ground-improved soil at the age of 7 days was measured in accordance with “JIS A 1216 (uniaxial compressive test method for soil)”.
In addition, a hexavalent chromium elution test was conducted on soil improvement soil on the age of 7 days in accordance with Ministry of the Environment Notification No. 18, and in accordance with “JIS K 0102 (factory drainage test method)”. The elution amount of hexavalent chromium was measured. The results are shown in Table 6.

Figure 0006440537
Figure 0006440537

Figure 0006440537
Figure 0006440537

[実施例2〜5、比較例1〜5]
表5、6に示す配合で混合した固化材を用いた以外は、実施例1と同様にして地盤改良土を得た。
得られた地盤改良土の一軸圧縮強さ、及び、地盤改良土からの六価クロムの溶出量を、実施例1と同様にして測定した。結果を表6に示す。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 5]
Soil improved soil was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solidified material mixed in the formulations shown in Tables 5 and 6 was used.
The uniaxial compressive strength of the obtained ground improved soil and the elution amount of hexavalent chromium from the ground improved soil were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.

本発明の固化材に用いられるセメントクリンカー(実施例1〜5)は、都市ごみ焼却灰の使用量が356kgと、大きいものである。
また、表6から、全クロム量が393ppm以上であるセメントクリンカーを含む固化材であっても、地盤改良土からの六価クロムの溶出量が低い(0.02mg/リットル以下)ことがわかる(実施例1〜5)。
また、実施例3〜5と比較例1〜2を比較すると、本発明の固化材は強度発現性に優れていることがわかる。
The cement clinker (Examples 1 to 5) used in the solidifying material of the present invention is a large amount of 356 kg of municipal waste incineration ash.
Further, from Table 6, it can be seen that even when the solidified material contains cement clinker having a total chromium amount of 393 ppm or more, the elution amount of hexavalent chromium from the ground improvement soil is low (0.02 mg / liter or less) ( Examples 1-5).
Moreover, when Examples 3-5 and Comparative Examples 1-2 are compared, it turns out that the solidification material of this invention is excellent in strength expression.

Claims (7)

水硬率(H.M.)が2.00〜2.10、フリーライム量が0.1〜1.0質量%、全クロム量が200ppm以上、及び、全クロム量中の水溶性六価クロムの割合が3質量%以下であるセメントクリンカーの粉砕物、及び、石膏を含む固化材であって、上記固化材中のSO3の割合が、3.5〜15質量%であることを特徴とする固化材。 Hydraulic modulus (HM) of 2.00 to 2.10, free lime content of 0.1 to 1.0% by mass, total chromium content of 200 ppm or more, and water-soluble hexavalent in the total chromium content A cement clinker pulverized product having a chromium content of 3% by mass or less and a solidified material containing gypsum, wherein the SO 3 content in the solidified material is 3.5 to 15% by mass. Solidified material. 上記セメントクリンカーの粉砕物100質量部当たり、10〜150質量部の量の高炉スラグ微粉末を含む請求項1に記載の固化材。   The solidified material according to claim 1, comprising blast furnace slag fine powder in an amount of 10 to 150 parts by mass per 100 parts by mass of the cement clinker pulverized product. 上記セメントクリンカーは、還元焼成によって得られたものであり、かつ、ハンターL表色系におけるb値が8.5以上のものである請求項1又は2に記載の固化材。 The solidified material according to claim 1 or 2, wherein the cement clinker is obtained by reduction firing and has a b * value of 8.5 or more in the Hunter L * a * b * color system. . 請求項1〜3のいずれか1項に記載の固化材を製造するための方法であって、
(a)都市ごみ焼却灰を含むクリンカー原料を、還元剤の存在下で還元焼成して、セメントクリンカーを得るクリンカー調製工程と、
(b)上記セメントクリンカーと石膏を混合及び粉砕して、セメントを得るセメント調製工程と、
(c)上記セメントと石膏を混合して、固化材を得る固化材調製工程、
を含むことを特徴とする固化材の製造方法。
A method for producing the solidified material according to any one of claims 1 to 3,
(A) a clinker preparation step of obtaining a cement clinker by reducing and firing a clinker raw material containing municipal waste incineration ash in the presence of a reducing agent;
(B) a cement preparation step of mixing and pulverizing the cement clinker and gypsum to obtain a cement;
(C) a solidifying material preparation step of mixing the cement and gypsum to obtain a solidified material;
The manufacturing method of the solidification material characterized by including.
工程(a)において、セメントクリンカー1ton当たり、都市ごみ焼却灰を250kg以上の量で用いる請求項4に記載の固化材の製造方法。   The method for producing a solidified material according to claim 4, wherein in the step (a), municipal waste incineration ash is used in an amount of 250 kg or more per ton of cement clinker. 工程(a)と工程(b)の間に、(a’)上記クリンカー調製工程で得られたセメントクリンカーについて、ハンターL表色系におけるb値を測定し、該b値が8.5以上であるセメントクリンカーのみを、十分に還元焼成が行われたものとして、工程(b)で用いる還元度確認工程、を含む請求項4又は5に記載の固化材の製造方法。 Between step (a) and step (b), (a ′) the b * value in the Hunter L * a * b * color system is measured for the cement clinker obtained in the clinker preparation step, and the b * The method for producing a solidified material according to claim 4 or 5, comprising a reduction degree confirmation step used in step (b), assuming that only cement clinker having a value of 8.5 or more is sufficiently reduced and fired. . 請求項1〜3のいずれか1項に記載の固化材を用いた地盤改良方法であって、フミン酸及びフルボ酸を合計で5質量%以上(乾燥土における換算値)の割合で含む土壌1m当たり、上記固化材を50〜400kgの量で添加し混合することを特徴とする地盤改良方法。

It is the ground improvement method using the solidification material of any one of Claims 1-3, Comprising: 1m of soil which contains a humic acid and a fulvic acid in the ratio of 5 mass% or more (equivalent value in dry soil) in total The ground improvement method characterized by adding the said solidification material in the quantity of 50-400 kg per 3 , and mixing.

JP2015048406A 2015-03-11 2015-03-11 Solidified material and method for producing the same Active JP6440537B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015048406A JP6440537B2 (en) 2015-03-11 2015-03-11 Solidified material and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015048406A JP6440537B2 (en) 2015-03-11 2015-03-11 Solidified material and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016169260A JP2016169260A (en) 2016-09-23
JP6440537B2 true JP6440537B2 (en) 2018-12-19

Family

ID=56982086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015048406A Active JP6440537B2 (en) 2015-03-11 2015-03-11 Solidified material and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6440537B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7084111B2 (en) * 2017-05-22 2022-06-14 株式会社デイ・シイ Solidifying material for highly organic soil or humus soil

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4112666B2 (en) * 1998-03-30 2008-07-02 太平洋セメント株式会社 Solidified material
JP2001348571A (en) * 2000-06-07 2001-12-18 Taiheiyo Cement Corp Ground-modifying material
JP4258600B2 (en) * 2002-06-19 2009-04-30 住友大阪セメント株式会社 Method for reducing hexavalent chromium in cement clinker
JP4999259B2 (en) * 2003-03-31 2012-08-15 太平洋セメント株式会社 Solidified material
US20080308012A1 (en) * 2005-03-16 2008-12-18 Taiheiyo Cement Corporation Burnt Product
JP5490352B2 (en) * 2006-11-30 2014-05-14 太平洋セメント株式会社 Method for producing cement clinker
JP5501590B2 (en) * 2008-09-09 2014-05-21 太平洋セメント株式会社 Solidified material using cement clinker
JP2010195975A (en) * 2009-02-26 2010-09-09 Ube Ind Ltd Cement-based solidifying material, method for producing the same and method for solidifying soil

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016169260A (en) 2016-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5665638B2 (en) Method for producing cement clinker
JP5636718B2 (en) CEMENT COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND METHOD FOR TREATING ARS Arsenic-Containing Waste
JP5800387B2 (en) Soil improvement material
JP6021753B2 (en) Mixed cement
JP2014058431A (en) Method for preparing cement composition
JP2009190904A (en) Solidifying material
JP2011520756A (en) Inorganic cement clinker using slag in a high-temperature molten state, method for producing the same, and inorganic cement containing the clinker
WO2015037593A1 (en) Hydraulic composition
JP6333690B2 (en) Cement clinker, manufacturing method thereof, and solidified material
JP4908072B2 (en) Cement additive and cement composition
JP2013023422A (en) Method of manufacturing burned product
JP5501590B2 (en) Solidified material using cement clinker
TW201437177A (en) Cement and blended cement
JP5932478B2 (en) Cement composition and method for producing the same
JP6440537B2 (en) Solidified material and method for producing the same
JP2010168256A (en) Cement additive and cement composition
JP6472280B2 (en) Solidified material and method for producing the same
JP5818623B2 (en) Low hydration heat cement clinker and low hydration heat cement composition
JP4567504B2 (en) Fired product
JP6683025B2 (en) Cement composition and method for producing the same
JP2016064940A (en) Manufacturing method of cement clinker
JP5976069B2 (en) Cement clinker
JP6825171B1 (en) Method for producing hydraulic composition
JP2013087036A (en) Low hydration heat cement clinker and low hydration heat cement composition
JP5235057B2 (en) Fired product, cement additive and cement composition

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6440537

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250