JPH07112944B2 - 石炭灰の硬化体製造方法 - Google Patents

石炭灰の硬化体製造方法

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JPH07112944B2
JPH07112944B2 JP15103489A JP15103489A JPH07112944B2 JP H07112944 B2 JPH07112944 B2 JP H07112944B2 JP 15103489 A JP15103489 A JP 15103489A JP 15103489 A JP15103489 A JP 15103489A JP H07112944 B2 JPH07112944 B2 JP H07112944B2
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    • 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

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は石炭灰を使用してボード等の建材に利用出来る
硬化体の製造方法に関する。
(従来の技術) 石炭火力発電所のボイラーから排出される石炭灰の発生
量は近々年間1000万tに達するとも言われているが、そ
の一部は有効利用されているものの、大部分は埋立用や
灰捨場へ投棄処分されている。しかし、廃棄物処理法へ
の対応から多くの課題があり、石炭灰利用の技術開発が
望まれる。
石炭灰の有効利用分野はセメント、土木、骨材、建材な
どであり、粉体として素材のまま利用するか、固化して
利用するかに大別出来る。
周知の通り、石炭灰はものままでは硬化できないので、
今までに多くの固化方法が提案されている。
例えば次の如きものがある。
(イ)特開昭57−92560号は、石炭灰に生石灰または、
消石灰と石膏を加え180℃で水蒸気養生する方法。
(ロ)特公昭55−36615号は、石炭灰に450〜600℃で焼
成した石膏を加え、水と混練し、成型して、100%湿度
中で24時間養生し、つづいて7日間大気中で養生する方
法。
(ハ)特公昭59−53228号は、石炭灰に生石灰又は消石
灰と、2水石膏又は、半水石膏又は、無水石膏を加え、
水と混練し、成型し、この成型体を80〜100℃の水蒸気
で処理する方法。
(ニ)特開昭56−17961号は、石炭灰に生石灰を混合
し、1350〜1500℃で焼成し、これに無水石膏又は、半水
石膏又は、2水石膏を加えて水と混練し、約13日間湿度
90%で常温養生する方法。
(ホ)特公昭58−30262号は、石炭灰に消石灰と、強ア
ルカリを加え、高圧で水熱反応後、2水石膏と消石灰と
を加えて硬化体とする方法。
(ヘ)特開昭53−134023号は、石炭灰にα半水石膏と、
発泡剤とを加えて多泡質硬化体を製造する方法。等があ
る。
(発明が解決しようとする課題) 上記した従来提案の(イ),(ロ),(ハ),(ニ),
(ホ)は、いずれも石炭灰に石灰を添加し、ゆっくりし
たポラゾン反応を利用して固化するもの、あるいは、石
灰と石膏とを加えて長期間かけてエトリンガイトを生成
させるものであり、 硬化体の製造に長時間を要する。
製造工程が複雑である。
といった問題点があり、 提案(ヘ)では、簡単に製造できるが、 建材として実際に用いる充分な強度が得られないと考
えられる。
本発明は、上記した従来の問題点を解決して、石炭火力
発電所から排出される石炭灰と、排煙脱硫することによ
って生じる排脱2水石膏から製造できるα型半水石膏を
利用して、これに再生不能な故紙を加えて加圧成型する
ことにより、製造工程が簡単で短時間に強度の高い、ボ
ード等の建材に利用できる硬化体を得られる、石炭灰の
硬化体製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達するための、この発明は、 (1)石炭灰を原料として硬化体を製造する方法におい
て、石炭灰20〜80重量部、α型半水石膏80〜20重量部か
らなる混合物100重量部に、細かく粉砕した故紙0.5〜20
重量部と、水80〜150重量部を加えて、常温常圧下で混
練し、ついで常温加圧下で成型することを特徴とする石
炭灰の硬化体製造方法。および、 (2)石炭灰を原料とした硬化体を製造する方法におい
て、石炭灰20〜80重量部、2水石膏80〜20重量部からな
る混合物100重量部に、水45〜80重量部と、媒晶剤0.05
〜2重量部を加えて、加熱・加圧下で混練しながら2水
石膏をα型半水石膏に転化し、ついでこれに細かく粉砕
した故紙0.5〜20重量部と、水20〜50重量部を加えて常
温・加圧下で成型することを特徴とする、石炭灰の硬化
体製造方法である。
本発明に用いる半水石膏は、α型半水石膏が好ましく、
火力発電所の排脱石膏から加圧水溶液法で製造したもの
が利用できる。又本発明に用いる故紙は、新聞紙等の再
生可能なものの他再生の難しいとされる印刷済の広告紙
および雑誌類、又は成分の不明な紙類等、廃棄処理され
るあらゆる故紙が使用できる。
石炭灰にα型半水石膏と水を加え混練し、常圧成型した
ものは、乾燥の際成型体内部の余分な水分が蒸発してポ
ーラスな硬化体となり、そのために強度が弱く、又石炭
灰にα型半水石膏と水を加え、混練し、加圧成型したも
のは、余分な水分を浮き水として排除でき、比較的強度
のある硬化体が得られるものの硬化体の弾性が乏しいた
めに、釘打ち等によって割れ易く、建材としての充分な
仕様を満足していない。本発明はこれらの事実に鑑み石
炭灰にα型半水石膏と細かく粉砕した故紙と水を加えて
混練し、これを加圧成型して硬化体を製造するもので、
加圧成型と故紙添加による相乗効果により、高強度、高
弾性な効果体を得ることができる。
実施例 本発明(1)の具体的実施例を以下に説明する。
石炭灰50重量部にα半水石膏50重量部を加えた混合物10
0重量部に、キミサーで湿式粉砕し、脱水した故紙4重
量部と水120重量部を加えて混練し、幅15cm×長さ20cm
×深さ2cmの加圧成型器に流展し、成型器上部に鉄板を
のせ、その上からプレスにより3.3kg/cm2で加圧成型し
た。成型時に生じた浮き水は成型器より溢流し、排除さ
れた。この後、成型体を成型器より取り出し、60℃で乾
燥して硬化体を得た。この硬化体の物性値は、第1表に
示すとおりであった。なお故紙は、本実施例および以下
の全ての実施例と比較例とも同じ使用済の電算紙を使用
した。
実施例2 成型時のプレス圧力を10kg/cm2とした以外は、全て実施
例1に同じ方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値は
第1表に示すとおりであった。
実施例3 成型時のプレス圧力を1.7kg/cm2とした以外は、全て実
施例1に同じ方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値
は、第1表に示すとおりであった。
実施例4 故紙の添加量を10重量部とした以外は全て実施例1に同
じ方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値は第1表に
示すとおりであった。
実施例5 故紙の添加量を10重量部、成型時のプレス圧力を13.3kg
/cm2とした以外は全て実施例1に同じ方法で硬化体を得
た。この硬化体の物性値は第1表に示すとおりであっ
た。
実施例6 故紙の添加量を20重量部とした以外は全て実施例1に同
じ方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値は、第1表
に示すとおりであった。
実施例7 故紙の添加量を20重量部、成型時のプレス圧力を10kg/c
m2とした以外は全て実施例1に同じ方法で硬化体を得
た。この硬化体の物性値は第1表に示すとおりであっ
た。
比較例1 故紙を全く添加しなかった以外は、全て実施例1に同じ
方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値は、第2表に
示すとおりであった。
比較例2 成型時にプレスによる加圧を行わず常圧で成型した以外
は全て実施例1に同じ方法で硬化体を得た。この硬化体
の物性値は、第2表に示すとおりであった。
比較例3 故紙の添加量を20重量部、成型時にプレスによる加圧を
行わず常圧で成型した以外は全て実施例1に同じ方法で
硬化体を得た。この硬化体の物性値は、第2表に示すと
おりであった。
比較例4 故紙を全く添加せず、成型時のプレス圧力を10kg/cm2
した以外は全て実施例1に同じ方法で硬化体を得た。こ
の硬化体の物性値は第2表に示すとおりであった。
第1表に示すとおり、石炭灰にα型半水石膏と細かく粉
砕した故紙を加え、水と混練し、これを加圧成型するこ
とによって、反応および硬化に長時間を要するポゾラン
反応およびエトリンガイト生成によらぬ、建材として有
用な硬化体を得ることができる。又第1表と第2表との
比較からも判るとおり、細かく粉砕した故紙を加えたこ
と、および加圧成型を行ったことによる本発明の硬化体
は、極めて優れた強度を持つことが判明した。
つぎに本発明(2)の具体的実施例を以下に説明する。
排脱2水石膏から加圧水溶液法によってα型半水石膏を
製造する方法では、排脱2水石膏100重量部に対して混
練水約500重量部が使用されるが、このα型半水石膏の
希薄なスラリーをそのまま石炭灰に加えただけでは、充
分な強度の硬化体を得ることが困難である。本発明
(2)は、石炭灰に排脱2水石膏を加えた混合粉体を出
来る限り最小限の混練水量で加圧・加熱混練しながら、
2水石膏をα型半水石膏に転加し、これに細かく粉砕し
た故紙を加え、加圧成型して石炭灰の硬化体を製造する
方法である。
実施例8 オートクレーブ内に石炭灰50重量部と、排脱2水石膏50
重量部からなる混合粉体を仕込み、この混合粉体100重
量部に対し、コハク酸ソーダ(媒晶剤)0.1重量部と、
水60重量部を加え密閉し、混練しながらオートクレーブ
外壁からの加熱により、この原料を加温した。
圧力=3.1kg/cm2、温度=135℃で約1.5hr混練後、石炭
灰と生成したα型半水石膏の混練物に、ミキサーで湿式
粉砕し、脱水した故紙4重量部を加えて、混練し、幅15
cm×長さ20cm×深さ2cmの加圧成型器に流展し、成型器
上部に鉄板をのせ、その上からプレスにより、3.3kg/cm
2で加圧成型した。成型時に生じた浮き水は、成型器よ
り溢流し、排除された。この後、成型体を成型器より取
り出し、60℃で乾燥して硬化体を得た。この硬化体の物
性値は、第3表に示すとおりであった。なお故紙は本実
施例および以下の全ての実施例と比較例とも同じ使用済
の電算紙を使用した。
実施例9 成型時のプレス圧力を10.0kg/cm2とした以外は、全て実
施例8に同じ方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値
は、第3表のとおりであった。
実施例10 故紙の添加量を20重量部、成型時のプレス圧力を10kg/c
m2とした以外は全て実施例8に同じ方法で硬化体を得
た。この硬化体の物性値は、第3表のとおりであった。
比較例5 故紙を全く添加しなかった以外は、全て実施例8に同じ
方法で硬化体を得た。この硬化体の物性値は第4表のと
おりであった。
比較例6 成型時にプレスによる加圧を行わず、常圧で成型した以
外は全て実施例8に同じ方法で硬化体を得た。この硬化
体の物性値は第4表のとおりであった。
第3表に示すとおり、石炭灰に2水石膏と水を加え、加
圧・加熱混練して、2水石膏をα型半水石膏に転加し、
これに細かく粉砕した故紙と水を加えて混練し、加圧成
型すれば、本発明(1)で説明したと同様に、短時間で
簡単に、建材として有用な硬化体を得ることができる。
又第3表と第4表の比較からも判るとおり、本発明
(2)の硬化体が極めて優れた強度を持つことが明らか
である。以上の実施例は、石炭灰を50重量部と、α型半
水石膏又は排脱2水石膏50重量部から成る100重量部の
混合粉体の場合の結果であるが、石炭灰を20〜80重量部
とし、α型半水石膏又は排脱石膏を80〜20重量部とした
100重量部の混合粉体でも同様な結果が得られた。
次に第1図のグラフは、本実施例1〜10および、比較例
1〜6による硬化体のプレス圧力と、曲げ強度との関係
を示したもので、このグラフによると、故紙を適量添加
すると曲げ強度は増し、さらにプレス圧力を高くするほ
ど曲げ強度が向上することがわかる。
また第2図のグラフは、本実施例1〜10および比較例1
〜6による硬化体の、故紙添加量と、曲げ強度どの関係
を示したもので、このグラフによると、故紙の添加量は
4重量%前後が好ましい曲げ強度が得られることがわか
る。
(発明の効果) 以上説明した、この発明に係る石炭灰の硬化体製造方法
によれば、石炭火力発電所等で大量に生じる、従来産業
廃棄物として処理されていた石炭灰と、排煙脱硫により
生じる、廃脱2水石膏を有効利用して、これに故紙(再
生不能なものでもよい)を加えて加圧することにより、
短時間で簡単に建材として有用な強度を持つ硬化体が得
られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1〜10および比較例1〜6の硬化体の、
プレス圧力と曲げ強度との関係を示すグラフ、第2図は
同じく実施例1〜10および比較例1〜6の硬化体の故紙
添加量と曲げ強度との関係を示すグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−270553(JP,A) 特開 昭57−92560(JP,A) 特開 昭57−61684(JP,A) 特公 昭56−40100(JP,B2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石炭灰を利用した硬化体を製造する方法に
    おいて、石炭灰20〜80重量部、α型半水石膏80〜20重量
    部からなる混合物100重量部に、細かく粉砕した故紙0.5
    〜20重量部と、水80〜150重量部を加えて、常温常圧下
    で混練し、ついで常温加圧下で成型することを特徴とす
    る石炭灰の硬化体製造方法。
  2. 【請求項2】石炭灰を利用した硬化体を製造する方法に
    おいて、石炭灰20〜80重量部、2水石膏80〜20重量部か
    らなる混合物100重量部に水45〜80重量部と媒晶剤0.05
    〜2重量部を加えて、加熱・加圧下で混練しながら2水
    石膏をα型半水石膏に転化し、ついでこれに、細かく粉
    砕した故紙0.5〜20重量部と、水20〜50重量部を加え
    て、常温加圧下で成型することを特徴とする石炭灰の硬
    化体製造方法。
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US5346549A (en) * 1992-10-23 1994-09-13 Johnson William B Environmentally stabilized products formed from ash and papermill waste

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