JP7208077B2

JP7208077B2 - 石炭灰固化物の製造方法

Info

Publication number: JP7208077B2
Application number: JP2019057261A
Authority: JP
Inventors: 佳子日恵井; 誠治井野場
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020157197A

Description

本発明は、石炭灰およびホタテ貝殻やカキ貝殻、金属スラグなどの廃棄物を用いた石炭灰固化物の製造方法に関する。

我が国の石炭灰発生量は年々増加しており、近年は、年間１０００万トンを超え、これらの有効利用方法の開発が求められているのが現状である。一方、年間２０～４０万トン産出されるホタテやカキの貝殻は、埋め立て地不足や埋め立てに伴う悪臭が地方自治体の抱える産廃処理問題の一つとして深刻な課題となっている。これらの理由から、石炭灰やホタテ貝殻などを大量に、かつ安価、そして安全に処理できる技術の開発が望まれる。

このような状況から、本件出願の発明者等は、有効利用技術の開発が求められている石炭灰、およびホタテやカキなどの貝殻廃棄物を用いて、砂礫や路盤材等に利用可能で、環境影響がほとんどない石炭灰固化物およびこれを安価に製造することができる石炭灰固化物の製造方法を提案している（特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術では、環境影響がほとんどない貝殻粉末含有石炭灰固化物が得られ、貝殻粉末含を有効に使用した
技術となっている。

一方、金属製品を製造する場合に、製品に対して相当量の金属スラグ（鉄鋼スラグや非鉄スラグ）が生成されている。現状では、生成された鉄鋼スラグは、セメント用材料や土木工事用材料等の用途で活用されている。上述したように、石炭灰や貝殻粉末などのリサイクル材の適用が種々検討されてきている現状で、鉄鋼スラグに関しても、種々のリサイクル材と共に有効利用することが検討されてきている。

特開２００９－２６３２１０号公報

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、有効利用技術の開発が求められている石炭灰、ホタテやカキなどの貝殻、金属スラグの微粉末の廃棄物を用いて、藻場・浅場造成や魚礁として利用可能な石炭灰固化物を安価に製造することができる石炭灰固物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、石炭灰、貝殻粉末、石灰類、金属スラグの微粉末を含有する混合物を成型した成型物を養生し、水和反応させたものであり、表面に炭酸塩からなる被膜を有することを特徴とする。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、石炭灰、貝殻粉末、石灰類、金属スラグの微粉末を含有する混合物を成型した成型物を高湿養生し、水和反応させたものであり、表面に炭酸塩からなる被膜を有することを特徴とする。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、石炭灰、貝殻粉末、石灰類、金属スラグの微粉末を含有する混合物を成型した成型物を高湿養生し、次いで散水養生を実施し、水和反応させたものであり、表面に炭酸塩からなる被膜を有することを特徴とする。

これらにより、石炭灰、貝殻粉末、石灰類、自硬性を有する金属スラグを含む石炭灰固化物で表面に炭酸カルシウムなどの炭酸塩からなる被膜を有するので、自硬性を有する金属スラグの配合により、藻場・浅場造成や魚礁、養浜用の砂礫や路盤材等に利用可能な高強度の石炭灰固化物となり、貝殻粉末、金属スラグの有効利用に寄与することができる。

尚、水和反応は、例えば、水中養生を適用することができる。

そして、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、上記に記載の石炭灰固化物において、更に、石膏類を含有する材料を用いることを特徴とする。

これにより、石膏類を更に含むことにより、石炭灰固化物の製造に必要なカルシウムを補うことができ、また、廃脱石膏（脱硫石膏）、廃石膏ボード粉末なども有効利用可能な石炭灰固化物が得られる。

石膏類としては二水石膏を適用することが好ましい。二水石膏としては、発電所の脱硫装置から排出される脱硫石膏を原料とすることができる。脱硫石膏を適用することで、廃棄物を更に有効に利用することができる。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、上記に記載の石炭灰固化物において、前記石灰類として、貝殻粉末を焼成したものを用いることを特徴とする。

これにより、石灰類として貝殻粉末を焼成したものを用いても石炭灰固化物を得ることができる。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、上記に記載の石炭灰固化物において、前記混合物中の前記石炭灰の微粉末の含有量が５０質量％から７０質量％であることを特徴とする。

これにより、石炭灰を５０質量％から７０質量％含有させることが可能であり、この固化物の表面に炭酸カルシウムなどからなる炭酸塩被膜を有する石炭灰固化物となる。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、上記に記載の石炭灰固化物において、前記貝殻粉末が、ホタテ貝殻、カキ貝殻、取放水路付着貝殻のうちの少なくとも一種の貝殻の粉末であり、未焼成のものであることを特徴とする。

これにより、ホタテ貝殻およびカキ貝殻、取放水路付着貝殻の少なくとも一種の貝殻の粉末を未焼成のまま含有した石炭灰固化物とすることができる。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、上記に記載の石炭灰固化物において、前記金属スラグが、鉄鋼スラグであることを特徴とする。

これにより、鉄鋼スラグを含有する石炭灰固化物となる。尚、鉄鋼スラグとしては、高炉スラグを用いることができる。また、金属スラグとして、非鉄スラグを用いることができる。

また、本発明の製造方法で製造される石炭灰固化物は、上記に記載の石炭灰固化物において、前記混合物中の前記金属スラグの微粉末の含有量が、２０質量％以下であることを特徴とする。

これにより、２０質量％以下（例えば、１０質量％から２０質量％、５質量％から２０質量％）の金属スラグを含有させることが可能であり、この固化物の表面に炭酸カルシウムなどからなる炭酸塩被膜を有する石炭灰固化物となる。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の石炭灰固化物の製造方法は、石炭灰、貝殻、粉末、石灰類、金属スラグの微粉末を含む材料を湿式混合して混合物を得る工程と、この混合物を粘土状の混合物とした後、鋳型成型して成型物を得る工程と、この成型物を高湿環境下に保持して水和反応させて水和反応物とする工程と、この水和反応物を散水養生して散水養生物を得る工程と、散水養生物を大気中に放置して石炭灰固化物を得る工程とを有し、
前記混合物中の前記石炭灰の微粉末の含有量が５０質量％から７０質量％であり、
前記混合物中の前記金属スラグの微粉末の含有量が、２０質量％以下であり、
前記高湿環境が、相対湿度が８５％ＲＨ以上の室温常圧下の環境である
ことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、石炭灰、貝殻粉末、石灰類、金属スラグの微粉末を湿式混合し，粘土状にした後に成型し、成型物を高湿環境下で養生することにより、室温、常圧下で石炭灰固化物を得ることができ、貝殻粉末、金属スラグの有効利用に寄与することができる。

また、石炭灰の微粉末を５０質量％から７０質量％用いて、確実に表面に炭酸カルシウムなどからなる炭酸塩被膜を有する石炭灰固化物を製造することができる。

また、２０質量％以下の金属スラグの微粉末を用いて、表面に炭酸カルシウムなどからなる炭酸塩被膜を有する石炭灰固化物を製造することができる。

また、所定の高湿環境下での水和反応により表面に炭酸カルシウムなどの炭酸塩被膜を有する石炭灰固化物を確実に得ることができる。

そして、請求項２に係る本発明の石炭灰固化物の製造方法は、請求項１に記載の石炭灰固化物の製造方法において、さらに石膏類を材料として用いることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、石膏類を含むことにより、石炭灰固化物の製造に必要なカルシウムや結晶性の水和反応生成物の形成に必要となる硫黄分を補うことができ、また、廃脱石膏（脱硫石膏）、廃石膏ボード粉末などの有効利用が可能な優れた石炭灰固化物を製造することができる。

また、請求項３に係る本発明の石炭灰固化物の製造方法は、請求項１もしくは請求項２に記載の石炭灰固化物の製造方法において、前記石灰類として、貝殻粉末を焼成したものを用いることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、石灰類として貝殻粉末を焼成したものを用いて石炭灰固化物を製造することができる。

また、請求項４に係る本発明の石炭灰固化物の製造方法は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の石炭灰固化物の製造方法において、前記貝殻粉末が、ホタテ貝殻、カキ貝殻、取放水路付着貝殻のうちの少なくとも一種の貝殻の粉末であり、未焼成のものであることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、貝殻粉末としてホタテ貝殻、カキ貝殻、取放水路付着貝殻のうちの少なくとも一種の貝殻を未焼成のまま用いた石炭灰固化物とすることができる。

また、請求項５に係る本発明の石炭灰固化物の製造方法は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の石炭灰固化物の製造方法において、前記粘土状の混合物の水分含有量を２０質量％から３０質量％とすることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、水分含有量を所定範囲とした乾燥物を成型して高湿環境下で水和反応させることにより、炭酸カルシウムなどの炭酸塩被膜を有する石炭灰固化物を比較的簡便に得ることができる。

本発明によれば、有効利用技術の開発が求められている石炭灰、およびホタテ貝殻やカキ貝殻、取放水路付着貝殻、金属スラグを用いて、藻場・浅場造成や魚礁、養浜用の砂礫や路盤材等に利用可能な石炭灰固化物の製造方法を提供することができる。

実施例の製造フローを示す図である。含有物の質量割合の実施例及び参考例と圧縮強度を表す表図である。実施例及び参考例の圧縮強度を表すグラフである。含有物の質量割合の実施例及び参考例と空隙率を表す表図である。実施例及び参考例の空隙率を表すグラフである。含有物の質量割合の実施例及び参考例とかさ密度を表す表図である。実施例及び参考例のかさ密度を表すグラフである。

以下、本発明の石炭灰固化物をその製造方法の一例と共に具体的に説明する。

本願発明の実施例に係る石炭灰固化物は、石炭灰、未焼成の貝殻微粉末（炭酸カルシウムを含む）、高炉スラグ、石膏類（二水石膏）と、消石灰とを含有する材料を振動締固めした状態で、各種養生として高湿養生、次いで散水養生、気中養生を実施し、水和反応させたものであり、表面に炭酸カルシウムなどからなる炭酸塩被膜を有するものである。つまり、本願発明の石炭灰固化物は、石炭灰、貝殻粉末（炭酸カルシウムを含む貝殻粉末、及び、酸化カルシウムを含む貝殻粉末）、石灰類、金属スラグを含む水和物の表面に、炭酸塩からなる被膜を有している。

本願発明の一実施例で用いる石炭灰は、特に組成を限定するものではなく、フライアッシュを適用することができ、更に、埋め立て処理されたものを再度利用してもよい。また、石灰類として焼成した貝殻粉末を用いることができる。また、金属スラグの微粉末として、製鋼スラグの微粉末、非鉄スラグの微粉末を用いることができる。

一方、未焼成の貝殻微粉末は、ホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻、取放水路付着貝殻を微粉末として用いたものであり、貝の種類は特に限定されない。これらの貝殻は廃棄物となるものをそのまま使用できる。

また、焼成した貝殻の微粉末は、ホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻を用いることは勿論、焼成することで得られるため、身が付いたままで廃棄される貝（有機物が多く付着している貝）を用いることができる。例えば、発電所や各種工場の取放水路に付着して除去・廃棄される、役に立たない取放水路付着貝（取水口貝）の貝殻を用いることができる。

添加される石膏類は二水石膏であり、石炭灰と貝殻粉末（未焼成、焼成）の混合物の総カルシウム含有量の不足分を補うために添加するものである。石膏類としては、化学石膏、廃石膏ボード粉末、天然石膏などを適用することができる。二水石膏としては、発電所の脱硫装置から排出される脱硫石膏を適用することができる。脱硫石膏を適用することで、廃棄物を更に有効に利用することができる。

本発明の実施例の石炭灰固化物は、発電所から排出される石炭灰、取水口貝、二水石膏、及び、廃棄されるホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻、金属スラグを用いるので、本来、廃棄物として廃棄されていた物を用いることができ、使い道がなく廃棄されていた物、近い将来利用が減少すると予想される物を有効利用することが可能になる。そして、自硬性を有する金属スラグの配合により、高強度の石炭灰固化物とすることが可能になる。

このため、原料コストを低減することができ、廃棄物の処分負担を軽減できることと相まって、製造コストを大幅に低減することができる。

この結果、製造コストを大幅に抑制した石炭灰固化物とすることが可能になる。製造される石炭灰固化物を、港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）として適用することで、大量の原料コストを低減することができ、製造コストの低減の効果が顕著となる。

製造の流れを説明する。図１には製造フローを示してある。
石炭灰固化物を製造するには、まず、石炭灰と、未焼成の貝殻粉末（炭酸カルシウムを含む）と、消石灰（場合によっては、焼成した貝殻粉末：酸化カルシウムを含む）と、二水石膏と、自硬性を有する高炉スラグを湿式混合して混練物（混合物）を得る。尚、実施例として、二水石膏を加えないことも場合によっては可能である。

ここで、湿式混合は、例えば、ミキサー、ボールミルなど従来から周知の方法で行えばよい。湿式混合は、各原料が均一に混合されるように行えばよく、また、湿式混合は水を用いて行えばよく、混練物が、後工程で鋳型成型するのに適した以上の水分含有量（例えば、２０質量％から３０質量％）となるように行えばよい。尚、湿式混合は、海水を用いて練り混ぜることも可能である。

次に、このようにして得た混練物を振動締固めにより成型する。混練物を振動締固めで成型することで大型のブロック状の成型物を得ることができる。尚、混練物を加圧成型することも可能である。加圧成型する方法は特に限定されず、圧縮成型（一軸圧成型）などを行えばよい。一軸圧成型を行う場合には、振動締固め法で成形するより少ない水分量で成形できるため、水分含有量が２０質量％程度になるようにするのが好ましい。

ここで、加圧成型して成型物とすれば、材料同士を密着させた状態で、次の工程での反応が効率的に行える。この場合、加圧荷重は任意であり、０．６ＭＰａ以上の荷重で加圧成型するのが好ましく、０．６ＭＰａ未満の荷重で加圧成型することも可能である。

次に、振動締固めにより混練物を成型したブロック状の成型物、もしくは、加圧成型した成型物を、高湿環境下に保持して水和反応させて水和反応物とする（高湿養生）。この高湿環境下では、成型物の水和反応を促進して石炭灰固化物の表面に炭酸カルシウムなどからなる緻密な表面被膜（表面骨格）を作る。かかる工程の高湿環境下とは、相対湿度が８５％ＲＨ以上の環境である。高湿保持する期間は、水和反応に耐え得る表面骨格が形成される期間（短期間）であればよい。相対湿度８５％ＲＨ、室温の環境では３日間以上保持すればよい。

続いて、高湿保持した成型品を散水養生（室温）して水和反応させる。散水養生においては、石炭灰固化物の表面に炭酸カルシウムなどからなる緻密な表面被膜が形成されると共に、固化物内部の水和反応を促進する。

勿論、通常のセメント成型品などのように、水中養生し、養生水を循環して新鮮な水を導入したり、定期的に交換したりしてもよい。ただし、水中養生を行う場合は、養生水を交換しない方がより良好に形成される。

散水養生あるいは水中養生の期間は、十分に水和反応生成物が形成され緻密化するまでとすればよく、例えば、３日程度行えばよい。

散水養生した養生物は、大気中で養生（室温）して石炭灰固化物とする。この大気中での養生は大気中に放置しておけばよく、養生水をゆるやかに乾燥させれば十分である。この大気中での養生により、表面の炭酸塩被膜が完全に完成し、高密度、高強度の石炭灰固化物となる。

尚、高湿養生に続いて散水養生を行っているが、場合によっては、散水養生を省略することも可能である。

以下具体的に説明する。図２には含有物の質量割合の実施例及び参考例と圧縮強度の一覧、図３には材齢２８日及び材齢９１日における高炉スラグの質量割合と圧縮強度との関係を説明するグラフ、図４には含有物の質量割合の実施例及び参考例と空隙率の一覧、図５には高炉スラグの質量割合と空隙率との関係を説明するグラフを示してある。

実施例１
一般的な石炭灰（組成：ＳｉＯ_２：Ａｌ_２Ｏ_３：Ｆｅ_２Ｏ_３：ＣａＯ＝６７：２３：４：１）７０質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、高炉スラグの微粉末１０質量％、消石灰５質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

成型物を、室温、相対湿度８５％ＲＨ以上の高湿環境下に、例えば、７日間保持して脱型し、その後、散水養生を実施した。そして、養生物を大気中に、例えば、１４日間放置して乾燥し、実施例１の石炭灰固化物を得た。

実施例２
石炭灰６０質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、高炉スラグの微粉末１０質量％、消石灰１１質量％、二水石膏４質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

実施例３
石炭灰６０質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、高炉スラグの微粉末１６質量％、消石灰５質量％、二水石膏４質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

実施例４
石炭灰６４質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、高炉スラグの微粉末１６質量％、消石灰５質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

実施例５
石炭灰５０質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、高炉スラグの微粉末２０質量％、消石灰１１質量％、二水石膏４質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

参考例１（高炉スラグが含有されていない）
石炭灰７０質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、消石灰１１質量％、二水石膏４質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

参考例２（消石灰が含有されていない）
石炭灰６０質量％、ホタテ貝の貝殻微粉末（生貝殻砕粉：炭酸カルシウムを含む）１５質量％、高炉スラグの微粉末２１質量％、二水石膏４質量％となるように、原料をミキサーで水を用いて湿式混合し，粘土状の混練物（水分含有量約２０質量％から３０質量％：例えば、２６質量％）とし、これを振動締固め法でブロック状の成型物を得た。

図２に基づいて圧縮強度の状況を説明する。

実施例は、以下の圧縮強度が得られた。
実施例１：材齢２８日で２１（N/ｍｍ²）、材齢９１日で２１（N/ｍｍ²）
実施例２：材齢２８日で２６（N/ｍｍ²）、材齢９１日で３３（N/ｍｍ²）
実施例３：材齢２８日で２８（N/ｍｍ²）、材齢９１日で３１（N/ｍｍ²）
実施例４：材齢２８日で２７（N/ｍｍ²）、材齢９１日で２８（N/ｍｍ²）
実施例５：材齢２８日で３４（N/ｍｍ²）、材齢９１日で４５（N/ｍｍ²）
参考例は、以下の圧縮強度が得られた。
参考例１：材齢２８日で１９（N/ｍｍ²）、材齢９１日で２０（N/ｍｍ²）
参考例２：材齢２８日で１８（N/ｍｍ²）、材齢９１日で１７（N/ｍｍ²）

上述した圧縮強度に対する高炉スラグ、消石灰の影響を図３に基づいて説明する。
高炉スラグの微粉末が含有されていない参考例１、消石灰が含有されていない参考例２の場合、材齢２８日の圧縮強度が２０（N/ｍｍ²）程度である。

自硬性を有する高炉スラグを含む実施例１から実施例５の場合、材齢２８日の圧縮強度が２０（N/ｍｍ²）を超えて、消波ブロック等の海洋構造物（無筋コンクリート）に必要とされる強度が得られた。特に、実施例５の場合、材齢２８日で３０（N/ｍｍ²）を大きく上回り、材齢９１日では４５（N/ｍｍ²）の強度が得られ、骨材として利用できる十分な強度が得られた。

上述したように、石炭灰、炭酸カルシウムを含む生の貝殻微粉末、石灰類、高炉スラグの微粉末を用いて石炭灰固化物とすることで、廃棄物であるホタテやカキの貝殻、適用の減少が予想される高炉スラグの微粉末を用いて、例えば、海洋構造物（無筋コンクリート）として利用できる十分な強度を有することが確認できた。

特に、貝殻微粉末を１５質量％含み、高炉スラグの微粉末を１０質量％、１６質量％、２０質量％含む第２実施例、第３実施例、第４実施例、第５実施例の石炭灰固化物は、十分な強度が得られる。

図４に基づいて細孔空隙率の状況を説明する。

実施例は、以下の細孔空隙率（％）となった。
実施例１：材齢２８日で３３（％）、材齢９１日で３２（％）
実施例２：材齢２８日で２９（％）、材齢９１日で２９（％）
実施例３：材齢２８日で２９（％）、材齢９１日で２９（％）
実施例４：材齢２８日で２６（％）、材齢９１日で２７（％）
実施例５：材齢２８日で２８（％）、材齢９１日で２４（％）
参考例は、以下の細孔空隙率（％）となった。
参考例１：材齢２８日で３６（％）、材齢９１日で３３（％）
参考例２：材齢２８日で３１（％）、材齢９１日で３１（％）

上述した細孔空隙率に対する高炉スラグ、消石灰の影響を図５に基づいて説明する。
高炉スラグの微粉末が含有されていない参考例１の場合、材齢２８日の細孔空隙率が３５（％）を超えており、さらに、緻密にすることが求められていることが確認された。

特に、貝殻微粉末を１５質量％含み、高炉スラグの微粉末を１０質量％、１６質量％、２０質量％含む第２実施例、第３実施例、第４実施例、第５実施例の石炭灰固化物は、材齢２８日、材齢９１日で細孔空隙率が３０（％）を下回り（第５実施例の材齢９１日は２５％を下回り）、石炭灰固化物において、廃棄物であるホタテやカキの貝殻、適用の減少が予想される高炉スラグの微粉末を用いて、緻密な構造が得られていることが確認された。

図６に基づいてかさ密度の状況を説明する。

実施例は、以下のかさ密度（ｇ/ml）となった。
実施例１：材齢２８日で１.５５（ｇ/ml）、材齢９１日で１.５７（ｇ/ml）
実施例２：材齢２８日で１.５８（ｇ/ml）、材齢９１日で１.６０（ｇ/ml）
実施例３：材齢２８日で１.６１（ｇ/ml）、材齢９１日で１.６２（ｇ/ml）
実施例４：材齢２８日で１.６６（ｇ/ml）、材齢９１日で１.６４（ｇ/ml）
実施例５：材齢２８日で１.６３（ｇ/ml）、材齢９１日で１.６５（ｇ/ml）
参考例は、以下のかさ密度（ｇ/ml）となった。
参考例１：材齢２８日で１.５１（ｇ/ml）、材齢９１日で１.５２（ｇ/ml）
参考例２：材齢２８日で１.６１（ｇ/ml）、材齢９１日で１.６１（ｇ/ml）

上述したかさ密度に対する高炉スラグの影響を図７に基づいて説明する。

例えば、波浪影響のある港湾域で利用する場合、かさ密度が高い方が有利となる。高炉スラグの微粉末が含有されていない参考例１の場合、かさ密度を高くすることが望ましいと確認された。

特に、貝殻微粉末を１５質量％含み、高炉スラグの微粉末を１０質量％、１６質量％、２０質量％含む第２実施例、第３実施例、第４実施例、第５実施例の石炭灰固化物は、材齢２８日、材齢９１日で、石炭灰固化物において、廃棄物であるホタテやカキの貝殻、適用の減少が予想される高炉スラグの微粉末を用いて、緻密で実用的な構造が得られていることが確認された。

上述したように、石炭灰、炭酸カルシウムを含む生の貝殻微粉末、石灰類、高炉スラグの微粉末を用いて石炭灰固化物とすることで、廃棄物であるホタテやカキの貝殻、適用の減少が予想される高炉スラグの微粉末を用いて、緻密でかつ高強度な多孔体とすることができ、例えば、海洋で使用される海洋構造物（無筋コンクリート）として利用できることが確認できた。

上述した石炭灰固化物は、発電所から排出される石炭灰、二水石膏、廃棄されるホタテ、カキ、ハマグリ、アサリなど各種の貝殻、近い将来利用が減少されると見込まれる高炉スラグ（金属スラグ）を用いることができる。これにより、本来、廃棄物として廃棄されていた物や利用が制限される物を用いることができると共に、使い道がなく廃棄されていた未利用物を有効利用することができる。このため、原料コストを低減することができ、廃棄物の処分負担を軽減できることと相まって、製造コストを大幅に低減することができる。

この結果、貝殻や金属スラグをはじめとして、全原料に廃棄物をリサイクルすることが可能になり、これにより、原料コストが低減されて、循環型社会の構築を目的とした廃棄物の有効利用と製造コストを大幅に抑制した石炭灰固化物とすることが可能になる。製造される石炭灰固化物を、港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）として適用することで、大量の原料のコストを低減することができ、製造コストを大幅に減らして、安価な港湾土木資材（人工漁礁や消波ブロック）を製造することが可能になる。

本発明は、石炭灰固化物の産業分野で利用することができる。

Claims

石炭灰、貝殻粉末、石灰類、金属スラグの微粉末を含む材料を湿式混合して混合物を得る工程と、この混合物を粘土状の混合物とした後、鋳型成型して成型物を得る工程と、この成型物を高湿環境下に保持して水和反応させて水和反応物とする工程と、この水和反応物を散水養生して散水養生物を得る工程と、散水養生物を大気中に放置して石炭灰固化物を得る工程とを有し、
前記混合物中の前記石炭灰の微粉末の含有量が５０質量％から７０質量％であり、
前記混合物中の前記金属スラグの微粉末の含有量が、２０質量％以下であり、
前記高湿環境が、相対湿度が８５％ＲＨ以上の室温常圧下の環境である
ことを特徴とする石炭灰固化物の製造方法。
請求項１に記載の石炭灰固化物の製造方法において、
さらに石膏類を材料として用いる
ことを特徴とする石炭灰固化物の製造方法。
請求項１もしくは請求項２に記載の石炭灰固化物の製造方法において、
前記石灰類として、貝殻粉末を焼成したものを用いる
ことを特徴とする石炭灰固化物の製造方法。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の石炭灰固化物の製造方法において、
前記貝殻粉末が、ホタテ貝殻、カキ貝殻、取放水路付着貝殻のうちの少なくとも一種の貝殻の粉末であり、未焼成のものである
ことを特徴とする石炭灰固化物の製造方法。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の石炭灰固化物の製造方法において、
前記粘土状の混合物の水分含有量を２０質量％から３０質量％とする
ことを特徴とする石炭灰固化物の製造方法。