JP6644587B2 - 含水フライアッシュの固結抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、含水フライアッシュ（以下「湿灰」ともいう。）の固結を抑制する方法に関する。

石炭焚きボイラの排ガス中から電気集塵機により捕集されるフライアッシュは、セメント混和材として有効利用されている。そして、フライアッシュを、セメント製造現場等へ運搬する場合、通常、乾灰（乾燥したフライアッシュ）の状態で、空気輸送を用いた荷積みや、荷下ろしがされる。しかし、空気輸送には専用の設備が必要になる。

空気輸送によるフライアッシュの受入れ設備がないセメント製造現場では、船舶等により輸送された多量のフライアッシュを、バケットクレーンやベルトコンベアなどで製造現場内に移送することになるが、バケットクレーン等による荷下ろしでは、フライアッシュの発塵の問題が生じ易い。そこで、発塵を防止するため、フライアッシュに水を散布して、発塵し難い湿灰にして取り扱う方法が広く採用されている。
しかし、湿灰は運搬過程で固結が生じ易く、固結の程度が進むと船舶の船倉やトラックの荷台に固着して、除去に手間がかかるため、湿灰の固結を抑制する方法が求められている。

運搬過程におけるフライアッシュの固結は、従来、乾灰で問題とされ、乾灰の固結を抑制する方法が、精力的に検討されてきた。例えば、石灰石微粉末を乾灰に０．１〜１０重量％添加して混合する方法（特許文献１）、乾灰に含まれるＣａＯを３．５質量％以上にする方法（特許文献２）、別途乾燥した乾灰を混合してから輸送する方法（特許文献３）等がある。
しかし、湿灰に関しては、固結を抑制する有効な方法は未だ知られていない。

特開２０００−５３４５６号公報 特開２０１１−１４４０７０号公報 特開２０１５−１７７２６号公報

したがって、本発明の課題は、湿灰（含水フライアッシュ）の固結を簡易に抑制する方法を提供することである。

そこで、本発明者は前記課題を解決するため鋭意検討した結果、含水フライアッシュに、特定のブレーン比表面積を有する二水石こうを特定量混合すると、含水フライアッシュの固結を有効に抑制できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有する含水フライアッシュの固結抑制方法である。

［１］フライアッシュ（乾灰）１００質量部に対し、水を５〜３０質量部含む含水フライアッシュ１００質量部に対し、ブレーン比表面積が５００〜３０００ｃｍ^２／ｇの二水石こうを３〜１０質量部混合して、含水フライアッシュの固結を抑制することを特徴とする、含水フライアッシュの固結抑制方法。

本発明は、含水フライアッシュの輸送過程や貯蔵過程で、含水フライアッシュの固結による大塊化を抑制できるため、空気輸送によるフライアッシュの受入れ設備がないセメント製造現場でも、フライアッシュセメントの製造が可能になる。

１．含水フライアッシュ
本発明が対象とするフライアッシュは、コンクリート混和材、またはセメント混合材として用いるフライアッシュであれば、特に制限されず、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるI種またはII種に相当するフライアッシュが挙げられる。

フライアッシュに混合する水は、特に制限されず、一般的な工業用水や上水道水が使用できる。
フライアッシュに対する水の混合割合は、フライアッシュ（乾灰）１００質量部に対し、好ましくは５〜３０質量部、より好ましくは１０〜２５質量部である。水の混合割合が５質量部未満では、フライアッシュの輸送過程における発塵の抑制が不十分であり、３０質量部を超えると、フライアッシュセメントを製造する際、フライアッシュを乾燥するための熱エネルギーが多量に必要になる。
フライアッシュと水の混合方法は、均斉に混合できれば特に制限されず、また、後述する二水石こうの混合と同時に行ってもよい。

２．二水石こう
二水石こうは、ポルトランドセメントに用いられるものであれば特に制限されず、ＪＩＳ Ｒ ９１５１「セメント用天然石こう」に規定する天然石こうや、該天然石こうに準じる排煙脱硫石こう等の各種の化学石こうが使用できる。本発明の二水石こうのブレーン比表面積は、好ましくは５００〜３０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは５００〜２０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５００〜１５００ｃｍ^２／ｇである。ブレーン比表面積が５００ｃｍ^２／ｇ未満では、含水フライアッシュの固結抑制効果が小さく、３０００ｃｍ^２／ｇを超えると、水と二水石こうの反応による固結が生じ易い。

含水フライアッシュに対する二水石こうの混合割合は、含水フライアッシュ１００質量部に対し３〜１０質量部、好ましくは３〜８質量部である。二水石こうの混合割合が３質量部未満では、含水フライアッシュの固結抑制効果が小さく、１０質量部を超えると、該含水フライアッシュをセメント原料に用いた場合、セメント中の石こう量が過剰になる。

含水フライアッシュと二水石こうの混合方法は、均斉に混合できれば特に制限されないが、パドルまたはリボン等の回転翼を用いれば、嵩密度の異なる含水フライアッシュと二水石こうの混合が効率よくできるため好ましい。該混合は、含水フライアッシュと二水石こうの混合物の任意の１ｃｍ^３中の二水石こう量と水分量が、均斉になるまで行うとよい。
なお、該混合物中の二水石こう量と水分量は、熱重量分析等の各種熱分析方法を用いて容易に測定できる。
前記方法で混合した、二水石こうと含水フライアッシュの混合物は、屋内であれば約４週間は固結を生じない状態で貯蔵できる。

前記二水石こうと含水フライアッシュの混合物は、フライアッシュセメントの製造に使用できる。含水を揮散させ、かつ固結を抑制するために混合した二水石こうを、セメント用石こうに用いるためには、フライアッシュセメントの製造時に、二水石こうと含水フライアッシュの混合物、およびセメントクリンカーを、同時に粉砕するとよい。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）フライアッシュ
表１に示す化学組成、密度およびブレーン比表面積を有するフライアッシュ（ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に記載のII種に相当）を用いた。

（２）二水石こう
表２に示す化学組成を有する排煙脱硫二水石こうを、ブレーン比表面積が１０８０ｃｍ^２／ｇ（以下「二水石こうＡ」という。）と、２６００ｃｍ^２／ｇ（以下「二水石こうＢ」という。）と、３８２０ｃｍ^２／ｇ（以下「二水石こうＣ」という。）に粉砕して用いた。

（３）水
フライアッシュに混合する水は、佐倉市上水道水を用いた。

（４）その他
比較例として、表３に示すタンカル（２００メッシュの炭酸カルシウム、宇部マテリアルズ社製）および珪石（７号、秩父鉱業社製）を用いた。

２．含水フライアッシュの固結の測定
下記１）〜６）の手順により、含水フライアッシュの固結の発生程度を測定した。
１）前記フライアッシュ４７５ｇに、前記水を１００ｇ（フライアッシュ（乾灰）１００質量部に対し水２１質量部に相当）を添加し、ホバートミキサーを用いて、低速で１分間撹拌して、含水フライアッシュを作製した。
２）得られた含水フライアッシュ１００質量部に、表４に示す量の二水石こうＡ、二水石こうＢ、二水石こうＣ、タンカル、および珪砂をそれぞれ添加した後、ホバートミキサーを用いて、低速で２分間撹拌して、各含水フライアッシュ混合物を得た。
３）前記各含水フライアッシュ混合物を、φ５ｃｍ×１０ｃｍの円柱型枠に、振動を加えながら充填した後、該混合物の上面に２ｋｇの重しを載せた。この２ｋｇの重しを載せた状態は、嵩密度１ｇ／ｃｍ^３の湿灰が１ｍの高さに堆積している状態に相当する。
４）重しを載せた状態で、各含水フライアッシュ混合物を、気温３０℃、相対湿度８０％の環境下に２週間静置した。
５）２週間静置した後の各含水フライアッシュ混合物を、５ｍｍ篩い上に静かに脱型し、振動で固結が壊れないようにしながら分級した。
６）分級した後、篩い残分量を測定した。この測定結果を表４に示す。

表４に示すように、ブレーン比表面積が１０８０ｃｍ^２／ｇおよび２６００ｃｍ^２／ｇの二水石こうを、含水フライアッシュ１００質量部に対し、３．５質量部および７．０質量部混合した含水フライアッシュ混合物（実施例１〜４）は、比較例１〜８や参考例に比べ固結が少ない。したがって、本発明の含水フライアッシュの固結抑制方法は、含水フライアッシュの輸送過程や貯蔵過程で、含水フライアッシュが固結して大塊化することを抑制できるため、空気輸送によるフライアッシュの受入れ設備がないセメント製造現場でも、フライアッシュセメントの製造が可能になる。

Claims (1)

1. フライアッシュ（乾灰）１００質量部に対し、水を５〜３０質量部含む含水フライアッシュ１００質量部に対し、ブレーン比表面積が５００〜３０００ｃｍ^２／ｇの二水石こうを３〜１０質量部混合して、含水フライアッシュの固結を抑制することを特徴とする、含水フライアッシュの固結抑制方法。