JPH0248905A - 流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法 - Google Patents
流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法Info
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- JPH0248905A JPH0248905A JP63199391A JP19939188A JPH0248905A JP H0248905 A JPH0248905 A JP H0248905A JP 63199391 A JP63199391 A JP 63199391A JP 19939188 A JP19939188 A JP 19939188A JP H0248905 A JPH0248905 A JP H0248905A
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Classifications
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
-
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、燃料である石炭および脱硫剤である石灰石か
ら構成される流動層における流動層燃焼の際に発生する
石炭灰および使用済脱硫剤からなる混合粉体を原料とし
て、機械的強度が大きい成形硬化体を製造する方法に関
するものである。
ら構成される流動層における流動層燃焼の際に発生する
石炭灰および使用済脱硫剤からなる混合粉体を原料とし
て、機械的強度が大きい成形硬化体を製造する方法に関
するものである。
また本発明の方法により得た成形硬化体を粉砕して粒状
にすれば、高い地盤支持力を発現する粒状の硬化体とす
ることができる。
にすれば、高い地盤支持力を発現する粒状の硬化体とす
ることができる。
近年我国においては、石油危機以来の国際的な石油供給
不安によって多大なる石油輸入量の確保が難しくなり、
エネルギー需給状態における石油依存度を小さくするた
めの石油代替エネルギーの開発が国家的な課題となり、
石炭エネルギーが1つの柱としてクローズアップされて
いる。
不安によって多大なる石油輸入量の確保が難しくなり、
エネルギー需給状態における石油依存度を小さくするた
めの石油代替エネルギーの開発が国家的な課題となり、
石炭エネルギーが1つの柱としてクローズアップされて
いる。
石炭を燃料とする際の燃焼方式は、従来、微粉炭燃焼方
式が中心であったが、最近、流動層燃焼方式が注目され
ている。この流動層燃焼方式は、通常、炉内脱硫方式が
採用され、燃料である石炭と炉内脱硫のための脱硫剤で
ある石灰石を投入しボイラ内にて流動層を構成させる方
式である。流動層燃焼方式は従来の微粉炭燃焼方式に較
べて、第1に火炉容積が小さくて済みボイラ容積が小さ
くなること、第2に燃料石炭の品種に関する制約が少な
いこと、第3に750〜850℃の低温燃焼が可能であ
り灰の凝結に関するトラブルがなくサーマルNOxの発
生が少ないこと、第4に伝熱水管表面での総括伝熱係数
が大きいことなどの長所を有している。一方、流動層燃
焼技術の実用化の課題として灰処理上の問題がある。流
動層燃焼の際に発生する灰は、いわゆる石炭灰と使用済
脱硫剤からなり、使用済脱硫剤は脱硫生成物である■型
態水石こうと未反応の生石灰から構成されている。石炭
燃焼ガス中の硫黄酸化物の除去効率、すなわち脱硫率を
大きくするため、通常Ca / Sのモル比が3〜6と
なるように石灰石の投入量が設定されており、750〜
850℃における硫黄酸化物との反応により石灰石が生
石灰および■型態水石こうとなり、石炭灰とともに排出
される。
式が中心であったが、最近、流動層燃焼方式が注目され
ている。この流動層燃焼方式は、通常、炉内脱硫方式が
採用され、燃料である石炭と炉内脱硫のための脱硫剤で
ある石灰石を投入しボイラ内にて流動層を構成させる方
式である。流動層燃焼方式は従来の微粉炭燃焼方式に較
べて、第1に火炉容積が小さくて済みボイラ容積が小さ
くなること、第2に燃料石炭の品種に関する制約が少な
いこと、第3に750〜850℃の低温燃焼が可能であ
り灰の凝結に関するトラブルがなくサーマルNOxの発
生が少ないこと、第4に伝熱水管表面での総括伝熱係数
が大きいことなどの長所を有している。一方、流動層燃
焼技術の実用化の課題として灰処理上の問題がある。流
動層燃焼の際に発生する灰は、いわゆる石炭灰と使用済
脱硫剤からなり、使用済脱硫剤は脱硫生成物である■型
態水石こうと未反応の生石灰から構成されている。石炭
燃焼ガス中の硫黄酸化物の除去効率、すなわち脱硫率を
大きくするため、通常Ca / Sのモル比が3〜6と
なるように石灰石の投入量が設定されており、750〜
850℃における硫黄酸化物との反応により石灰石が生
石灰および■型態水石こうとなり、石炭灰とともに排出
される。
流動層燃焼灰の発生量は使用石炭の品種、脱硫率、ボイ
ラの運転条件などにより相当に異なるが、通常、石炭灰
、■型態水石こう、生石灰の発生量はそれぞれ使用石炭
量のほぼ15〜20重量%、1〜10重量%、1〜10
重量%である。
ラの運転条件などにより相当に異なるが、通常、石炭灰
、■型態水石こう、生石灰の発生量はそれぞれ使用石炭
量のほぼ15〜20重量%、1〜10重量%、1〜10
重量%である。
従来、我国における発生石炭灰の大部分は微粉炭燃焼に
よるものであり、そのうち約10〜20重量%はフライ
アッシュとしてセメント混和材、セメント原料などに再
利用され残りは埋立地に廃棄されていた。しかしながら
、セメント原料へ・の再利用および埋立地への廃棄のい
ずれにおいても、将来の石炭灰の大量発生に充分対処し
得ることは期待できないのが現状である。
よるものであり、そのうち約10〜20重量%はフライ
アッシュとしてセメント混和材、セメント原料などに再
利用され残りは埋立地に廃棄されていた。しかしながら
、セメント原料へ・の再利用および埋立地への廃棄のい
ずれにおいても、将来の石炭灰の大量発生に充分対処し
得ることは期待できないのが現状である。
このように微粉炭燃焼灰においても、石炭灰の処理方法
が大きな問題になりつつあり、流動層燃焼灰についても
石炭火力発電所などにおける流動層燃焼による本格的な
石炭利用の際にきわめて多量の流動層燃焼灰が発生する
ことを考慮すると、流動層燃焼灰として独自の処分方式
を確立することが流動層燃焼技術の実用化にとってきわ
めて重要な課題となっている。また流動層燃焼灰の大量
処分方式の確立には、資源としての有効再利用が必須で
ある。これはまず第1に国産資源の乏しい我国において
は、単なる廃棄ではない再利用が省資源・省エネルギに
直接結びつくこと、第2に環境破壊がきわめて少ないこ
とに基づくものである。
が大きな問題になりつつあり、流動層燃焼灰についても
石炭火力発電所などにおける流動層燃焼による本格的な
石炭利用の際にきわめて多量の流動層燃焼灰が発生する
ことを考慮すると、流動層燃焼灰として独自の処分方式
を確立することが流動層燃焼技術の実用化にとってきわ
めて重要な課題となっている。また流動層燃焼灰の大量
処分方式の確立には、資源としての有効再利用が必須で
ある。これはまず第1に国産資源の乏しい我国において
は、単なる廃棄ではない再利用が省資源・省エネルギに
直接結びつくこと、第2に環境破壊がきわめて少ないこ
とに基づくものである。
セメントなどの水和反応にて硬化する物質より成形硬化
体を製造する方法としては、プレス成形あるいは流し込
み成形の2方法が代表的である。
体を製造する方法としては、プレス成形あるいは流し込
み成形の2方法が代表的である。
しかしながらこれらの方法は多くの型枠を必要とし、生
産性ならびに経済性に欠ける問題点がある。
産性ならびに経済性に欠ける問題点がある。
そこで、本発明者らは、流動層燃焼灰を原料として機械
的強度の大きい成形硬化体を、型枠を使用せずに製造す
る方法について種々の検討を行い、その結果、石炭灰分
60〜85重量%、石灰分10〜25重量%、石こう分
5〜25重量%からなる流動層燃焼灰は、水との混練後
、短時間に硬化することを見出し、その特性を利用して
、混練物のスランプを0.5〜10cmとし、ベルトコ
ンベアなどの搬送機に移し、水和反応の進行により、混
練物の貫入抵抗力が5〜20kgの範囲で、混練物を所
定の大きさに切断し、さらに貫入抵抗力が30kg以」
二になるまで常温にて養生した後、40〜100℃の常
圧水蒸気下で処理を行うことによって、高強度の成形硬
化体の製造が可能であることを見出しすでに特願560
−282440で出願している。
的強度の大きい成形硬化体を、型枠を使用せずに製造す
る方法について種々の検討を行い、その結果、石炭灰分
60〜85重量%、石灰分10〜25重量%、石こう分
5〜25重量%からなる流動層燃焼灰は、水との混練後
、短時間に硬化することを見出し、その特性を利用して
、混練物のスランプを0.5〜10cmとし、ベルトコ
ンベアなどの搬送機に移し、水和反応の進行により、混
練物の貫入抵抗力が5〜20kgの範囲で、混練物を所
定の大きさに切断し、さらに貫入抵抗力が30kg以」
二になるまで常温にて養生した後、40〜100℃の常
圧水蒸気下で処理を行うことによって、高強度の成形硬
化体の製造が可能であることを見出しすでに特願560
−282440で出願している。
しかし生石灰を多く含む場合は生石灰の水和反応により
混練物が高温となり成形体内に水蒸気による気泡又は気
泡群が生成又は反応が早すぎて十分な強度の成形硬化体
とならない場合がある。このため生石灰を消化するに必
要な水分を添加し混線に先立って消化反応をさせたのち
必要な水を加えて上記のような混練物としたのち養生す
る方法が安定に高強度な成形硬化体を製造する方法であ
ることを見いだした。
混練物が高温となり成形体内に水蒸気による気泡又は気
泡群が生成又は反応が早すぎて十分な強度の成形硬化体
とならない場合がある。このため生石灰を消化するに必
要な水分を添加し混線に先立って消化反応をさせたのち
必要な水を加えて上記のような混練物としたのち養生す
る方法が安定に高強度な成形硬化体を製造する方法であ
ることを見いだした。
また流動層燃焼ボイラーから排出される燃焼灰の1/3
は流動床部の底部から直接排出されるか又はボイラーの
半分位の高さからオーバーフローされる粗粒灰であり、
その主成分は生石灰である。
は流動床部の底部から直接排出されるか又はボイラーの
半分位の高さからオーバーフローされる粗粒灰であり、
その主成分は生石灰である。
残り1/3は集塵機で捕集される飛散灰即ちガスで同伴
される灰であり粒径は小さく主として石炭灰からなる(
第1表参照)。
される灰であり粒径は小さく主として石炭灰からなる(
第1表参照)。
このため生石灰を主成分とし粗粒であるため消化反応の
遅い流動層灰にその生石灰を消化するに必要な水を添加
し撹拌して消石灰とするとともに発熱を放熱及び水の蒸
発で除去し、それに飛散灰を添加すれば安定な硬化体を
製造しうることが見出された。
遅い流動層灰にその生石灰を消化するに必要な水を添加
し撹拌して消石灰とするとともに発熱を放熱及び水の蒸
発で除去し、それに飛散灰を添加すれば安定な硬化体を
製造しうることが見出された。
また成形硬化体の粉砕によって得られた粒状の硬化体は
粒度分布が広く、角ぼっており、かつ表面硬度が比較的
小さいため、高い地盤支持力を発現することを見出した
。
粒度分布が広く、角ぼっており、かつ表面硬度が比較的
小さいため、高い地盤支持力を発現することを見出した
。
本発明は上記の諸点に鑑み、上記の知見に基づいてなさ
れたもので、流動層燃焼灰を土木・建築分野にて資源と
して大量に活用すべく、流動層燃焼灰を原料として機械
的強度の大きい成形硬化体および高い地盤支持力を発現
する粒状の硬化体を作製することを目的としてなされた
ものである。
れたもので、流動層燃焼灰を土木・建築分野にて資源と
して大量に活用すべく、流動層燃焼灰を原料として機械
的強度の大きい成形硬化体および高い地盤支持力を発現
する粒状の硬化体を作製することを目的としてなされた
ものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の流
動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法は、一つは、
燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から構成
される流動層における流動層燃焼の際に発生する石炭灰
および使用済脱硫剤に、石炭天分60〜85重量%、石
灰分10〜25重量%、石こう分5〜25重量%の配合
割合となるように、生石灰または/および消石灰、なら
びに■型態水石こう、半水石こうまたは/および2水石
こうからなる添加物を必要に応じて添加して混合粉体を
調製し、この混合粉体に水を加え混練して混練物を得た
後硬化させて硬化体を製造する方法であって、前記混練
物のスランプを0.5〜10a++とじ、水和反応の進
行によってこの混練物の貫入抵抗力が5〜20kgにな
ったところで混練物を所定の大きさに切断し、さらに貫
入抵抗力が30kg以上になるまで常温にて養生した後
、40〜100℃の常圧水蒸気で処理して成形硬化体を
得る方法において、前記混合粉体に水を加えるに当り含
まれる生石灰を消化するに必要な水を添加し十分消化反
応を行なわせた後さらに水を加え混練することを粉砕処
理するものである。
動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法は、一つは、
燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から構成
される流動層における流動層燃焼の際に発生する石炭灰
および使用済脱硫剤に、石炭天分60〜85重量%、石
灰分10〜25重量%、石こう分5〜25重量%の配合
割合となるように、生石灰または/および消石灰、なら
びに■型態水石こう、半水石こうまたは/および2水石
こうからなる添加物を必要に応じて添加して混合粉体を
調製し、この混合粉体に水を加え混練して混練物を得た
後硬化させて硬化体を製造する方法であって、前記混練
物のスランプを0.5〜10a++とじ、水和反応の進
行によってこの混練物の貫入抵抗力が5〜20kgにな
ったところで混練物を所定の大きさに切断し、さらに貫
入抵抗力が30kg以上になるまで常温にて養生した後
、40〜100℃の常圧水蒸気で処理して成形硬化体を
得る方法において、前記混合粉体に水を加えるに当り含
まれる生石灰を消化するに必要な水を添加し十分消化反
応を行なわせた後さらに水を加え混練することを粉砕処
理するものである。
即ち本発明では水は複数回に分けて添加するのであり、
ここでは混合粉体に水を加える際にそこに含まれる生石
灰の消化を行なわせるに十分な量の水を添加して消化さ
せた後さらに必要な二の水を加えて混練させるのである
。
ここでは混合粉体に水を加える際にそこに含まれる生石
灰の消化を行なわせるに十分な量の水を添加して消化さ
せた後さらに必要な二の水を加えて混練させるのである
。
本発明の流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法は
、また、前記の如く処理して成形硬化体を得る方法にお
いて、流動床より排出される粗粒灰はCaOを主成分と
するのでそれを消化する際に発熱する熱量を本混線に先
立って加湿混練することにより消化処理し放熱及び水蒸
気蒸発で除去し、次いで微粉からなる飛散灰と混合し、
次に必要に応じて前記添加物を添加することを粉砕処理
するものである。
、また、前記の如く処理して成形硬化体を得る方法にお
いて、流動床より排出される粗粒灰はCaOを主成分と
するのでそれを消化する際に発熱する熱量を本混線に先
立って加湿混練することにより消化処理し放熱及び水蒸
気蒸発で除去し、次いで微粉からなる飛散灰と混合し、
次に必要に応じて前記添加物を添加することを粉砕処理
するものである。
即ち、この発明では一態様として水を粗粉を主とする灰
に加えて消化させその後、細粉を主とする灰に添加して
混練させるのである。流動層燃焼炉では、石炭を灰で燃
焼させる。かくして形成され、主として0.2龍以上の
粒径又は100g/C−以下の比表面積を有する粗粒か
らなる灰がオーバーフロー灰又はボトム灰として排出さ
れる。このオーバーフロー灰は流動層の高さを安定に保
持するためにボイラーの中央高さから排出される。
に加えて消化させその後、細粉を主とする灰に添加して
混練させるのである。流動層燃焼炉では、石炭を灰で燃
焼させる。かくして形成され、主として0.2龍以上の
粒径又は100g/C−以下の比表面積を有する粗粒か
らなる灰がオーバーフロー灰又はボトム灰として排出さ
れる。このオーバーフロー灰は流動層の高さを安定に保
持するためにボイラーの中央高さから排出される。
前記ボトム灰は流動層内に蓄積する大きな粒子による流
動化不良を防止するためにボイラーの底部から排出され
る。このオーバーフロー灰とボトム灰は約1龍の平均粒
径を有する。
動化不良を防止するためにボイラーの底部から排出され
る。このオーバーフロー灰とボトム灰は約1龍の平均粒
径を有する。
他方、形成された小さな粒径の灰は飛散してマルチクロ
ン灰又はバグフィルタ−灰として捕集される。マルチク
ロン又はバグフィルタ−は一種の集塵機である。前記マ
ルチクロン灰は100〜200μの平均粒径を有し、前
記バグフィルタ−は44μ以下の粒径を有する。これら
の灰はまた飛散灰とも呼ばれる。
ン灰又はバグフィルタ−灰として捕集される。マルチク
ロン又はバグフィルタ−は一種の集塵機である。前記マ
ルチクロン灰は100〜200μの平均粒径を有し、前
記バグフィルタ−は44μ以下の粒径を有する。これら
の灰はまた飛散灰とも呼ばれる。
流動層の底部から排出される灰は粗く、その消化反応は
ゆっくりとしか進行しない。一定量の水を加えて十分消
化させて発生する熱を放熱又は水蒸気生成にて飛散させ
た後飛散灰を加えて水と混練する。
ゆっくりとしか進行しない。一定量の水を加えて十分消
化させて発生する熱を放熱又は水蒸気生成にて飛散させ
た後飛散灰を加えて水と混練する。
尚常圧水蒸気処理後の成形硬化体を粉砕処理すれば、高
い地盤支持力を有する粒状の硬化体を得ることができる
。
い地盤支持力を有する粒状の硬化体を得ることができる
。
本発明の方法において、スランプとは、混練物の軟かさ
を表わす指数で、JIS A 1101 (コンクリー
トのスランプ試験方法)によって、スランプコーン(1
0φ×20φX30H円錐台)に混練物を詰めた後、直
ちにスランプコーンを鉛直に引き上げ、混練物の中央部
においてさがった値(am )を言う。
を表わす指数で、JIS A 1101 (コンクリー
トのスランプ試験方法)によって、スランプコーン(1
0φ×20φX30H円錐台)に混練物を詰めた後、直
ちにスランプコーンを鉛直に引き上げ、混練物の中央部
においてさがった値(am )を言う。
また貫入抵抗力とは、直径50III11の円形の縁端
面を持つ鋼製円柱を2.5mm貫入するに必要な力を言
う。
面を持つ鋼製円柱を2.5mm貫入するに必要な力を言
う。
一般に流動層燃焼灰の代表的性状である成分組成は使用
する石炭の品種に大きく依存する。まず第1に石灰の産
出地によって燃焼残渣であるSiOAI OCaO1
Fe203.2ゝ 23ゝ N a 20、K2Oなどの成分の配合割合が異なり、
第2に石炭中の硫黄含有量によって脱硫生成物である■
型態水石こうおよび未反応の脱硫剤である生石灰の含有
量が異なる。このため流動層燃焼灰を原料として水蒸気
処理による高強度の成形硬化体の作製の際には、流動層
燃焼灰の成分組成によって粒状硬化体の適正製造条件は
異なる。工な製造条件は、必要な際に添加される生石灰
などおよび/または■型態水石こうなどの量、水による
混練物を適正なスランプとするための混線条件、切断条
件、水蒸気処理条件(温度、時間)などである。しかし
生石灰を消化する工程と混練する工程を分けたことによ
り、又は生石灰を主成分とする流動層圧を消化する工程
と混練する工程を分けたことにより、これらの条件は特
願560−282440に比べ安定となった。
する石炭の品種に大きく依存する。まず第1に石灰の産
出地によって燃焼残渣であるSiOAI OCaO1
Fe203.2ゝ 23ゝ N a 20、K2Oなどの成分の配合割合が異なり、
第2に石炭中の硫黄含有量によって脱硫生成物である■
型態水石こうおよび未反応の脱硫剤である生石灰の含有
量が異なる。このため流動層燃焼灰を原料として水蒸気
処理による高強度の成形硬化体の作製の際には、流動層
燃焼灰の成分組成によって粒状硬化体の適正製造条件は
異なる。工な製造条件は、必要な際に添加される生石灰
などおよび/または■型態水石こうなどの量、水による
混練物を適正なスランプとするための混線条件、切断条
件、水蒸気処理条件(温度、時間)などである。しかし
生石灰を消化する工程と混練する工程を分けたことによ
り、又は生石灰を主成分とする流動層圧を消化する工程
と混練する工程を分けたことにより、これらの条件は特
願560−282440に比べ安定となった。
原料粉体の配合割合と混練物の硬化特性および成形硬化
体の性状との関係は概略つぎの通りである。水蒸気処理
により生成する成形硬化体の生成分はエトリンガイト(
3CaO・A l 203・3CaSO・32H20)
、種々の形態のケイ酸カルシウム水和物(X Ca O
−Y S s O2ψZH20)であるが、強度メンバ
ーとして最も寄与するものはエトリンガイトである。ま
ず原料混合粉体中の■型態水石こう含有量および/また
は生石灰含有量が少ない際には、水和反応による硬化時
間が長くなるとともに、カルシウムモノサルフォアルミ
ネート水和物(3CaO−A1203・Ca5O・12
H20)が主成分となり成形硬化体の強度は小さいが、
■型態水石こう含有量および/または生石灰含有量が大
きくなるにしたがって水和反応による硬化時間がはやく
なるとともに、エトリンガイト量が多くなり成形硬化体
の強度も大きくなる。さらに■型態水石こうおよび/ま
たは生石灰含有量が多くなると、水和反応による硬化時
間が著しくはやくなるとともに、水蒸気処理時に反応に
あずからない遊離の石こうおよび/または消石灰が生じ
成形硬化体の強度は低下する。しかし生石灰を消化する
に必要な水分、又は生石灰を主成分とする流動圧を消化
するに必要な水分を混線に先立って添加するため異常昇
温はなくなる。混練物が作業性の良好な水和硬化性を有
し、かつ水蒸気処理による成形硬化体の機械的強度が大
きくなる最適成分配合は、生石灰および■型態水石こう
以外の石炭灰分60〜85重量%、生石灰分10〜25
重量%、■型態水石こう5〜25重量%である。生石灰
分および/または■型態水石こう分が最適成分配合より
少ない際には、生石灰分および/または■型態水石こう
の添加が必要である。添加の際には生石灰の代替として
消石灰を用いてもよ(、また■型態水石こうの代りに半
水石こうまたは/および2水石こうを用いてもよい。な
お一般の水添混練法では、又は粗粒の流動圧と微粒の飛
散灰を混合して処理する混線法では生石灰の配合割合が
30重量%を越えると、混練物がきわめて短時間に硬化
するため作業が困難となることがあったが本混線に先立
って生石灰を消化するに必要な水分を添加し消化反応を
行なわせることによりまた流動圧を事前消化するに必要
な水分を添加し、消化反応を行なわせることにより異常
昇温はなくなり、きわめて短時間に硬化することによる
トラブルは解決された。
体の性状との関係は概略つぎの通りである。水蒸気処理
により生成する成形硬化体の生成分はエトリンガイト(
3CaO・A l 203・3CaSO・32H20)
、種々の形態のケイ酸カルシウム水和物(X Ca O
−Y S s O2ψZH20)であるが、強度メンバ
ーとして最も寄与するものはエトリンガイトである。ま
ず原料混合粉体中の■型態水石こう含有量および/また
は生石灰含有量が少ない際には、水和反応による硬化時
間が長くなるとともに、カルシウムモノサルフォアルミ
ネート水和物(3CaO−A1203・Ca5O・12
H20)が主成分となり成形硬化体の強度は小さいが、
■型態水石こう含有量および/または生石灰含有量が大
きくなるにしたがって水和反応による硬化時間がはやく
なるとともに、エトリンガイト量が多くなり成形硬化体
の強度も大きくなる。さらに■型態水石こうおよび/ま
たは生石灰含有量が多くなると、水和反応による硬化時
間が著しくはやくなるとともに、水蒸気処理時に反応に
あずからない遊離の石こうおよび/または消石灰が生じ
成形硬化体の強度は低下する。しかし生石灰を消化する
に必要な水分、又は生石灰を主成分とする流動圧を消化
するに必要な水分を混線に先立って添加するため異常昇
温はなくなる。混練物が作業性の良好な水和硬化性を有
し、かつ水蒸気処理による成形硬化体の機械的強度が大
きくなる最適成分配合は、生石灰および■型態水石こう
以外の石炭灰分60〜85重量%、生石灰分10〜25
重量%、■型態水石こう5〜25重量%である。生石灰
分および/または■型態水石こう分が最適成分配合より
少ない際には、生石灰分および/または■型態水石こう
の添加が必要である。添加の際には生石灰の代替として
消石灰を用いてもよ(、また■型態水石こうの代りに半
水石こうまたは/および2水石こうを用いてもよい。な
お一般の水添混練法では、又は粗粒の流動圧と微粒の飛
散灰を混合して処理する混線法では生石灰の配合割合が
30重量%を越えると、混練物がきわめて短時間に硬化
するため作業が困難となることがあったが本混線に先立
って生石灰を消化するに必要な水分を添加し消化反応を
行なわせることによりまた流動圧を事前消化するに必要
な水分を添加し、消化反応を行なわせることにより異常
昇温はなくなり、きわめて短時間に硬化することによる
トラブルは解決された。
つぎに適正なるスランプを得るための混線条件は、流動
層燃焼灰の主としてブレーン比表面積の大きさ、イグニ
ションロス(Ig、Loss)ならびに生石灰の含有量
などによって異なるが、通常は50〜65重量%の水に
よって適正なるスランプを得る。スランプが0.5cm
未満であると、硬化時間がはやすぎて作業に支障をきた
すとともに、成形硬化体に大きな巣が多数残存するため
強度が低下し、またスランプが100111を越えると
、硬化時間が長くなって作業性が悪くなるとともに、硬
化体強度が低下する。したがって0.5〜10cn+の
スランプが適正である。
層燃焼灰の主としてブレーン比表面積の大きさ、イグニ
ションロス(Ig、Loss)ならびに生石灰の含有量
などによって異なるが、通常は50〜65重量%の水に
よって適正なるスランプを得る。スランプが0.5cm
未満であると、硬化時間がはやすぎて作業に支障をきた
すとともに、成形硬化体に大きな巣が多数残存するため
強度が低下し、またスランプが100111を越えると
、硬化時間が長くなって作業性が悪くなるとともに、硬
化体強度が低下する。したがって0.5〜10cn+の
スランプが適正である。
また切断条件において、混練物の貫入抵抗力が5kg未
満であると、切断後、短時間に切断面がくっつくととも
に、端面が丸くなり、作業性ならびに硬化体の品質の低
下を起こし、20kgを越えると、切断のために大きな
力を必要とし、作業の効率化に支障をきたす。したがっ
て混練物の切断は貫入抵抗力が5〜20kgの範囲で行
うのが適正である。
満であると、切断後、短時間に切断面がくっつくととも
に、端面が丸くなり、作業性ならびに硬化体の品質の低
下を起こし、20kgを越えると、切断のために大きな
力を必要とし、作業の効率化に支障をきたす。したがっ
て混練物の切断は貫入抵抗力が5〜20kgの範囲で行
うのが適正である。
常温養生は、作業性の向上と、40〜100℃の水蒸気
処理下でのクラックの発生を抑制するために実施するも
ので、成形体の貫入抵抗力が3O檀未満であると、作業
性ならびに硬化体の品質に支障をきたす。
処理下でのクラックの発生を抑制するために実施するも
ので、成形体の貫入抵抗力が3O檀未満であると、作業
性ならびに硬化体の品質に支障をきたす。
水蒸気処理条件は処理温度および処理時間が主な要因で
ある。一般に水蒸気処理時間が短いか、水蒸気処理温度
が低い際には、水和硬化体はカルシウムモノサルフォア
ルミネート水和物、2水石こう、エトリンガイトの混合
物からなり強度は小さく、水蒸気処理時間が長くなるか
、水蒸気処理温度が高くなるにしたがってエトリンガイ
トの生成量が多くなり強度も大きくなる。水蒸気処理を
長時間にわたり実施するか、水蒸気処理温度を高くしす
ぎるとエトリンガイトは耐熱性に欠けるため、生成した
エトリンガイトは無水石こうとカルシウムアルミネート
水和物に分解し、硬化体の強度は低下する。
ある。一般に水蒸気処理時間が短いか、水蒸気処理温度
が低い際には、水和硬化体はカルシウムモノサルフォア
ルミネート水和物、2水石こう、エトリンガイトの混合
物からなり強度は小さく、水蒸気処理時間が長くなるか
、水蒸気処理温度が高くなるにしたがってエトリンガイ
トの生成量が多くなり強度も大きくなる。水蒸気処理を
長時間にわたり実施するか、水蒸気処理温度を高くしす
ぎるとエトリンガイトは耐熱性に欠けるため、生成した
エトリンガイトは無水石こうとカルシウムアルミネート
水和物に分解し、硬化体の強度は低下する。
適正なる水蒸気処理条件は燃焼灰の水和反応性などによ
り異なり、流動層燃焼灰においては50〜80℃の温度
で、5〜15時間、常圧水蒸気処理することにより高強
度硬化体が得られる。なお水蒸気処理温度が高くなるに
伴い、水蒸気処理時間は短くて高強度硬化体が得られる
。このように流動層燃焼灰を原料とする成形硬化体の製
造の際には、流動層燃焼灰の性状などに合わせて、添加
水量、切断タイミングならびに養生条件、水蒸気処理条
件を適切に選定することが必要である。
り異なり、流動層燃焼灰においては50〜80℃の温度
で、5〜15時間、常圧水蒸気処理することにより高強
度硬化体が得られる。なお水蒸気処理温度が高くなるに
伴い、水蒸気処理時間は短くて高強度硬化体が得られる
。このように流動層燃焼灰を原料とする成形硬化体の製
造の際には、流動層燃焼灰の性状などに合わせて、添加
水量、切断タイミングならびに養生条件、水蒸気処理条
件を適切に選定することが必要である。
一方、高強度の成形硬化体は、ショークラッシャ、イン
ペラブレーカなどの粗砕機で粉砕することにより、高い
地盤支持力を発現する粒状の硬化体となる。
ペラブレーカなどの粗砕機で粉砕することにより、高い
地盤支持力を発現する粒状の硬化体となる。
本発明による成形硬化体は、護岸用のブロックなどとし
て、成形硬化体の粉砕による粒状硬化体は、路盤材、埋
め戻し材、地盤改良材などへの利用が好適である。
て、成形硬化体の粉砕による粒状硬化体は、路盤材、埋
め戻し材、地盤改良材などへの利用が好適である。
本発明による粒状硬化体を路盤材、埋め戻し材料ならび
に地盤改良材などの土木材料とする際の主たる特徴は次
の通りである。まず第1に、単位体積重量が従来の類似
材料である砕石、砂利よりも相当に小さく、なおかつ砕
石、砂利とほぼ同等の地盤支持力を呈することである。
に地盤改良材などの土木材料とする際の主たる特徴は次
の通りである。まず第1に、単位体積重量が従来の類似
材料である砕石、砂利よりも相当に小さく、なおかつ砕
石、砂利とほぼ同等の地盤支持力を呈することである。
すなわち、砕石、砂利の1/2〜2/3の重量でもって
同等の地盤支持力を発揮することである。第2に、道路
部ならびに埋め戻し部は通常、湿潤状態かもしくは湿度
の高い状態にあり、このような環境下では本発明による
粒状硬化体は経時的に地盤支持力が増加する特徴を有す
ることである。
同等の地盤支持力を発揮することである。第2に、道路
部ならびに埋め戻し部は通常、湿潤状態かもしくは湿度
の高い状態にあり、このような環境下では本発明による
粒状硬化体は経時的に地盤支持力が増加する特徴を有す
ることである。
つぎに実施例および比較例について説明する。
実施例および比較例における流動層燃焼灰の化学組成お
よび物性を第1表に、構成化合物割合を第2表に示す。
よび物性を第1表に、構成化合物割合を第2表に示す。
ブレーン比表面積測定は、島原製作所製の粉体比表面M
測定器5S−100形を使用成形硬化体の強度測定は、
40X40X160cmの試験片を用いた。曲げ強度試
験は、丸菱科学製作所のMKS改良型万能強度試験機を
使用し、圧縮強度試験はインストロン社製の万能強度試
験機を使用した。
測定器5S−100形を使用成形硬化体の強度測定は、
40X40X160cmの試験片を用いた。曲げ強度試
験は、丸菱科学製作所のMKS改良型万能強度試験機を
使用し、圧縮強度試験はインストロン社製の万能強度試
験機を使用した。
ここにCBRとはJIS A 1211による路床土支
持力比(Caljf’ornla Bearing R
atio orSolids)を五つ0 また修正CBRは、JIS A 1210 (突固めに
よる土の締固め試験方法)によって、上下方向に3層に
分けて、各層92回突固めたときの最大乾燥密度の95
%の締固め度に相当する4日水浸後のCBRをいい、こ
のCBRはJIS A 1211 (路床土支持力比試
験方法)により、直径5CI11の貫入棒の貫入抵抗よ
り次式で与えられる。
持力比(Caljf’ornla Bearing R
atio orSolids)を五つ0 また修正CBRは、JIS A 1210 (突固めに
よる土の締固め試験方法)によって、上下方向に3層に
分けて、各層92回突固めたときの最大乾燥密度の95
%の締固め度に相当する4日水浸後のCBRをいい、こ
のCBRはJIS A 1211 (路床土支持力比試
験方法)により、直径5CI11の貫入棒の貫入抵抗よ
り次式で与えられる。
1370(kg)
比較例1
第1表に示す集じん機捕集灰85重量部、生石灰15重
量部の混合粉体に水を60重量部加え、混練を行ったが
、混練中に硬化を開始し、以後の作業が困難であった。
量部の混合粉体に水を60重量部加え、混練を行ったが
、混練中に硬化を開始し、以後の作業が困難であった。
比較例2
第1表に示す集じん機捕集灰100重量部に水60重量
部を加え、1分間混練した後、貫入抵抗力が5kgにな
った際、40X40X160龍に切断し、貫入抵抗力が
10)cgで70℃の常圧水蒸気下で10時間処理をし
た。得られた成形硬化体はクラックが発生し、低強度で
あった。
部を加え、1分間混練した後、貫入抵抗力が5kgにな
った際、40X40X160龍に切断し、貫入抵抗力が
10)cgで70℃の常圧水蒸気下で10時間処理をし
た。得られた成形硬化体はクラックが発生し、低強度で
あった。
実施例1
第1表に示す集じん機捕集灰100重量部に水5重量部
を加え1分間混撹拌した後水55重量部加え、1分間混
練した後、貫入抵抗力が1.0kgになった際(水を1
回で供給する場合貫入抵抗力が10kgとなるまでの時
間は30〜60分間であるが、生石灰を消化するための
水、混練するための水と2段に分けて供給することによ
り貫入抵抗力が10kgとなるまでの時間は約20分と
なった)40 X 40 X 160市に切断し、貫入
抵抗力が30kgまで常温養生しく水を1回で供給する
場合常温養生時間は30〜60分であったが、生石灰を
消化するための水、混線するめだの水と2段に分けて供
することにより常温養生時間は20〜40分間短縮され
た)、70℃の常圧水蒸気で10時間処理をした。得ら
れた成形硬化体の特性(湿潤時)は第3表のとおりであ
った。
を加え1分間混撹拌した後水55重量部加え、1分間混
練した後、貫入抵抗力が1.0kgになった際(水を1
回で供給する場合貫入抵抗力が10kgとなるまでの時
間は30〜60分間であるが、生石灰を消化するための
水、混練するための水と2段に分けて供給することによ
り貫入抵抗力が10kgとなるまでの時間は約20分と
なった)40 X 40 X 160市に切断し、貫入
抵抗力が30kgまで常温養生しく水を1回で供給する
場合常温養生時間は30〜60分であったが、生石灰を
消化するための水、混線するめだの水と2段に分けて供
することにより常温養生時間は20〜40分間短縮され
た)、70℃の常圧水蒸気で10時間処理をした。得ら
れた成形硬化体の特性(湿潤時)は第3表のとおりであ
った。
第3表
状の硬化体の最大乾燥密度は1 、 06 g / c
ylで、修正CBRは140%であった。
ylで、修正CBRは140%であった。
実施例3
第1表に示すオーバーフロー灰33重量部に5重量部の
水を加え1分間混練した後集じん機捕集灰67重量部に
水55重量部を加え1分間混練した後、平板上に流し、
貫入抵抗力が10kgになった際、40X40X160
mmに切断し、貫入抵抗力が30kgまで常温養生し、
70’Cの常圧水蒸気で10時間処理をした。得られた
成形硬化体の特性(湿潤時)は第4表のとおりであった
。
水を加え1分間混練した後集じん機捕集灰67重量部に
水55重量部を加え1分間混練した後、平板上に流し、
貫入抵抗力が10kgになった際、40X40X160
mmに切断し、貫入抵抗力が30kgまで常温養生し、
70’Cの常圧水蒸気で10時間処理をした。得られた
成形硬化体の特性(湿潤時)は第4表のとおりであった
。
第4表
実施例2
実施例1にて得られた成形硬化体をショークラッシャで
粉砕し、20mm以上二〇%、20〜10龍:21%、
10−5mu二14%、5〜1ml1:33%、1〜0
.1mm:26%、0.11以下:6%の粒度を有する
粒状の硬化体を得た。この粒〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、石炭を燃料とす
る流動層燃焼の際の排出物である流動層燃焼灰を原料と
し、生石灰を消化するに必要な水分を添加したのちさら
に水と混練して後、又は流動層より排出するオーバーフ
ロー灰又はボトム灰中の生石灰を消化するに必要な水分
を添加した後型に集じん機捕集灰を加え水と混練した後
、ベルトコンベアなどの搬送機に移し、混練物の貫入抵
抗力が5〜20kgの範囲で所定の大きさに切断し、さ
らに貫入抵抗力が30kg以上になるまで常温にて養生
した後、40〜100℃の常圧水蒸気下で処理をするこ
とによって、高強度の成形硬化体が型枠を使用せず、短
時間に、かつ簡素なプロセスにて製造することが可能で
、また成形硬化体を粉砕すれば、高い地盤支持力を発現
する粒状硬化体を得ることができ土木・建築材料として
の適用が期待でき、本発明は流動層燃焼灰を土木・建築
分野における材料として有効利用に寄与する技術として
きわめて有益である。
粉砕し、20mm以上二〇%、20〜10龍:21%、
10−5mu二14%、5〜1ml1:33%、1〜0
.1mm:26%、0.11以下:6%の粒度を有する
粒状の硬化体を得た。この粒〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、石炭を燃料とす
る流動層燃焼の際の排出物である流動層燃焼灰を原料と
し、生石灰を消化するに必要な水分を添加したのちさら
に水と混練して後、又は流動層より排出するオーバーフ
ロー灰又はボトム灰中の生石灰を消化するに必要な水分
を添加した後型に集じん機捕集灰を加え水と混練した後
、ベルトコンベアなどの搬送機に移し、混練物の貫入抵
抗力が5〜20kgの範囲で所定の大きさに切断し、さ
らに貫入抵抗力が30kg以上になるまで常温にて養生
した後、40〜100℃の常圧水蒸気下で処理をするこ
とによって、高強度の成形硬化体が型枠を使用せず、短
時間に、かつ簡素なプロセスにて製造することが可能で
、また成形硬化体を粉砕すれば、高い地盤支持力を発現
する粒状硬化体を得ることができ土木・建築材料として
の適用が期待でき、本発明は流動層燃焼灰を土木・建築
分野における材料として有効利用に寄与する技術として
きわめて有益である。
出願人代理人 佐 藤 −雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から
構成される流動層における流動層燃焼の際に発生する石
炭灰および使用済脱硫剤に石炭灰分60〜85重量%、
石灰分10〜25重量%、石こう分5〜25重量%の配
合割合となるように、生石灰または/および消石灰、な
らびにII型無水石こう、半水石こうまたは/および2水
石こうからなる添加物を必要に応じて添加して混合粉体
を調製し、この混合粉体に水を加え混練して混練物を得
た後硬化させて硬化体を製造する方法であって、前記混
練物のスランプを0.5〜10cmとし、水和反応の進
行によってこの混練物の貫入抵抗力が5〜20kgにな
ったところで混練物を所定の大きさに切断し、さらに貫
入抵抗力が30kg以上になるまで常温にて養生した後
、40〜100℃の常圧水蒸気で処理して成形硬化体を
得る方法において、前記混合粉体に水を加えるに当り、
まず含まれる生石灰を消化するに必要な水を加えて十分
消化させた後再び水を加えて混練することを特徴とする
、流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造法。 2、燃料としての石炭および脱硫剤としての石灰石から
構成される流動層における流動層燃焼の際に発生する石
炭灰および使用済脱硫剤に石炭灰分60〜85重量%、
石灰分10〜25重量%、石こう分5〜25重量%の配
合割合となるように、生石灰または/および消石灰、な
らびにII型無水石こう、半水石こうまたは/および2水
石こうからなる添加物を必要に応じて添加して混合粉体
を調製し、この混合粉体に水を加え混練して混練物を得
た後硬化させて硬化体を製造する方法であって、前記混
練物のスランプを0.5〜10cmとし、水和反応の進
行によってこの混練物の貫入抵抗力が5〜20kgにな
ったところで混練物を所定の大きさに切断し、さらに貫
入抵抗力が30kg以上になるまで常温にて養生した後
、40〜100℃の常圧水蒸気で処理して成形硬化体を
得る方法において、流動床より排出される粗粒灰中の生
石炭を消化するに必要な水分を添加し、撹拌混練して十
分に消化した後飛散灰と混合し、次に必要に応じて前記
添加物を添加するようにしたことを特徴とする、流動層
燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法。 3、常圧水蒸気処理後の成形硬化体を粉砕処理する請求
項1又は2に記載の流動層燃焼灰を原料とする硬化体の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19939188A JPH0629159B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19939188A JPH0629159B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0248905A true JPH0248905A (ja) | 1990-02-19 |
JPH0629159B2 JPH0629159B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=16406998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19939188A Expired - Fee Related JPH0629159B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0629159B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2860789A1 (fr) * | 2003-10-13 | 2005-04-15 | Rech S Sur Les Materiaux L E R | Composition a base de liants durcissables a l'eau ou a l'air et son application notamment a l'obtention d'un produit ayant l'aspect et les proprietes d'une pierre naturelle. |
KR20180093253A (ko) * | 2018-08-09 | 2018-08-21 | 군산대학교산학협력단 | 저발열 혼합시멘트용 고성능 플라이애시의 제조방법 |
KR101999297B1 (ko) * | 2018-04-27 | 2019-07-11 | 군장테크놀로지(주) | 순환유동층 보일러 애시를 이용한 토사터널용 그라우트재 |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP19939188A patent/JPH0629159B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2860789A1 (fr) * | 2003-10-13 | 2005-04-15 | Rech S Sur Les Materiaux L E R | Composition a base de liants durcissables a l'eau ou a l'air et son application notamment a l'obtention d'un produit ayant l'aspect et les proprietes d'une pierre naturelle. |
EP1524250A1 (fr) * | 2003-10-13 | 2005-04-20 | Laboratoire d'Etudes et de Recherches sur les Materiaux L.E.R.M. | Composition à base de liants durcissables à l'eau ou à l'air et son application notamment à l'obtention d'un produit ayant l'aspect et les propriétés d'une pierre naturelle |
US7402205B2 (en) | 2003-10-13 | 2008-07-22 | Laboratoire D'etudes Et De Recherches Sur Les Materiaux, L.E.R.M. | Composition comprising water- and air-hardenable binders and its use notably to the preparation of a product having the aspect of a natural stone |
KR101999297B1 (ko) * | 2018-04-27 | 2019-07-11 | 군장테크놀로지(주) | 순환유동층 보일러 애시를 이용한 토사터널용 그라우트재 |
KR20180093253A (ko) * | 2018-08-09 | 2018-08-21 | 군산대학교산학협력단 | 저발열 혼합시멘트용 고성능 플라이애시의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0629159B2 (ja) | 1994-04-20 |
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