JPH08113777A - 石炭灰固化物の利用方法 - Google Patents

石炭灰固化物の利用方法

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JPH08113777A JP25171694A JP25171694A JPH08113777A JP H08113777 A JPH08113777 A JP H08113777A JP 25171694 A JP25171694 A JP 25171694A JP 25171694 A JP25171694 A JP 25171694A JP H08113777 A JPH08113777 A JP H08113777A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 地盤や路盤に適用可能な強度と透水性を有す
る石炭灰固化物を製作し、これを裏込め材,盛土,ドレ
ーン材等に利用する石炭灰固化物の利用方法を提供す
る。 【構成】 小径の石炭灰1に重量で2[%]以上30
[%]以下のセメント粉末2を混合した原料粉末3を造
粒機のドラム内に投入し、散水4をしながら原料粉末3
を供給し造粒物6を作り養生し、これを50[mm]以
下に分級したペレットの石炭灰固化物9を裏込め材,盛
土,ドレーン材乃至コンパクション材として利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物の石炭灰を
有効利用して擁壁の裏込め材,盛土材,地質改良用砂代
替材等の土質材料として使用する石炭灰固化物の利用方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地盤や路盤の材料として使用され
る砂および砕石や砂利等のレキ材が不足しているため代
替材料が要望されている。一方、主に電力産業から生ま
れる石炭灰はそのほとんどが埋立処分され、処分地の確
保が困難になりつつある。また、埋立て材としてそのま
ま使用すると透水性が非常に悪く種々の弊害が生じてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上の現状から産業廃
棄物である前記石炭灰を有効利用することが出来れば埋
立用地の確保の問題点や砕石,砂,砂利等の採掘に伴う
環境破壊等の問題点が解決される。しかしながら、地盤
および路盤の土質材料の代替品として利用する場合には
製造が容易でコストが安いことは勿論必要であるが、土
質材料としての十分な圧縮強度や透水性を有し、かつ取
り扱い易いことが必要である。なお、従来でも石炭灰に
セメントを混合した石炭灰固化物があったが、造粉物の
強度や透水性に問題があり、軽量コンクリートの骨材や
路盤材の一部にのみ用いられていたに過ぎない。
【0004】本発明は、以上の従来の困難な事情を解決
するために創案されたものであり、一般に使用されてい
るドラム式や皿型の造粒機によって高能率で製作され、
砕石,砂,砂利等の土質材料に必要な強度,透水性を十
分に有し、軽量で取り扱いも容易であり、従って裏込め
材として使用した時に土圧を軽減できる石炭灰固化物の
利用方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、目的を達成す
るために、微粒子の石炭灰に重量で2[%]以上30
[%]以下のセメントを主体とした結合物と必要に応じ
て水を混合したものを造粒機に投入し水を添加しながら
所定の造粒よって形成された粒径50[mm]以下の粒
状体又は該粒状体を破砕してなる石炭灰固化物を土質材
料の代替品として使用するようにした石炭灰固化物の利
用方法を特徴とするものである。なお、初期強度を必要
とする場合には石膏を1[%]以上10[%]以下を併
用する。セメント粉末等が2[%]未満ではペレットの
強度が不十分であり、30[%]を超えると造粒された
ペレットの穴が少なくなり、透水性,保水性が低下す
る。造粒機投入前に水を混合するのは発塵防止のためで
ある。具体的に、前記石炭灰固化物は裏込め材又は盛土
材或いはドレーン材乃至コンパクション材として使用さ
れる。なお、造粒機としてはドラム型又は皿型の物を使
用する。
【0006】
【作用】微粒子の石炭灰に適量のセメント粉末と必要に
応じて水を混ぜたものを回転するドラム式の造粒機に投
入する。この原料粉体は造粒機内で回転されながらドラ
ム内に散水される水と接触し小粒状の球形体になり、か
つ原料粉体が付着し次第に粒径を増し所定の粒径の球形
体が造粒される。この球形体を養生硬化し、そのまま又
は破砕して50[mm]以下に分級し石炭灰固化物9が
製作される。この石炭灰固化物は砂やレキ材に較べて単
位体積重量が小さく、かつ圧縮強度や透水性についても
砂やレキ材と同等又はそれ以上の値を有するため、地盤
および路盤の土質材料の代替品として使用され、例えば
裏込め材として使用すれば土圧が小さく設計上有利であ
る。更に盛土材およびドレーン材等として十分に利用さ
れる。本発明の石炭灰固化物は換言すれば、裏込め土圧
が小さいのでコンクリート擁壁の厚みを薄く軽減するこ
とも出来る。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は本発明に係わる石炭灰固化物の造粒方法を説
明するための造粒工程図、図2は本発明品と従来品の粒
径と通過質量百分率との関係を示す線図、図3は本発明
品と従来品の透水性を示す相関図、図4は土圧を測定す
るため擁壁の形式を示す断面図、図5は本発明品と従来
品の擁壁の高さと土圧と関係を示す線図、図6乃至図1
2は本発明品の利用方法の具体例を示す断面図である。
【0008】まず、図1により石炭灰固化物を転動造粒
する造粒工程を説明する。まず、粒子サイズが1[m
m]以下の石炭灰1と重量で2[%]以上30[%]以
下のセメント粉末2とを混合し原料粉末3を作る。これ
を例えばドラム式造粒機のドラム内に供給する。原料粉
末は散水4により生成し含水率の高い小粒の粒子が形成
される。これに原料粉末3が付着し粒径が増大し、造粒
機のドラム内で転動しながら圧縮され適宜粒径の造粒物
6が形成される。この造粒物6を一定期間養生7により
養生硬化した後、ペレットのまま又は破砕10とし分級
8でふるい分けし粒径50[mm]以下のものに分級す
る。前記範囲外のものは戻され、原料粉末3と混合して
再使用される。前記範囲に分級された造粒物6が石炭灰
固化物9となる。
【0009】前記説明において、散水4の比率が明確に
なっていないが、造粒物を得るための適正な水量である
15[%]乃至25[%]を散布する。これは同時にセ
メントの理論水和必要量を満足すると共にペレット強度
を保持し得る水セメント比を有するに必要な水量であ
る。石炭灰1に混合するセメント粉末2の重量を2
[%]から30[%]としたのは2[%]以下では固ま
りが不十分となり、30[%]以上では造粒物のペレッ
ト9の孔(間隙比)が少なくなり過ぎて透水性が小さく
なるためである。また、石炭灰固化物の粒径を50[m
m]以下としたのは、透水性と締め固め性を考慮して定
めたものである。
【0010】前記したように、微粒子の石炭灰1と重量
で2[%]以上30[%]以下のセメント粉末2を混合
した原料粉末3を造粒機内に投入する。これにより小粒
の球形体が出来る。この球形体が散水され、含水率が高
くなり、原料粉末3がこの球形体に付着し粒径が増大す
る。球形体はドラム内で回転することにより圧縮され、
適当な硬度に固められ造粒物6となり造粒機の出口フー
ドから排出され養生手段16側に送られる。以上によ
り、前記の石炭灰固化物9が形成される。
【0011】次に、本実施例の石炭灰固化物の物性につ
いて説明する。表1は以下の説明に使用される本実施例
の石炭灰固化物と砕石との粒度調整方法,セメント配合
率および用途を示した表である。
【0012】
【表1】
【0013】表1において石炭灰固化物はNO1−1,
NO1−2,NO2−1,NO2−2,NO3−1,N
O3−2の6種類のものからなる。これ等は粒度調整と
セメント配合率の差により区別される。一方、NO4,
NO5は石炭灰固化物に対する比較のために用意した試
料でありNO4は切り込み砕石を示し、NO5は混合砕
石からなり粒度調整されたものである。NO1とNO4
は裏込め材としての性能を、NO2とNO3とNO5は
ドレーン材としての性能を室内試験によって評価したも
のである。
【0014】図2は表1の材料の粒度分布を示したもの
である。横軸に粒径[mm]を示し、縦軸に通過質量百
分率[%]を示した。なお、NO4はNO1に粒度分布
を合わせるように、また、NO5はNO2に粒度分布を
合わせるように粒度調整を行った。
【0015】
【表2】
【0016】表2は三軸試験結果における単位体積重量
γと、内部摩擦角φと、粘着力cを通常の土圧の算定に
用いる土質定数として示したものである。0.2乃至
1.2EC(1.0EC=5.6cmkgf/cm3
で締め固めされた石炭灰固化物のNO1−1とNO1−
2とNO4の砕石と盛土とが比較されて示されている。
なお、突固めによる土の締め固め試験方法は土質工学会
基準JSF M 111−1990のP201に示さ
れ、土の圧密排水(CD)三軸圧縮試験方法はJSF
T 524−1990のP373にそれぞれ掲載されて
いる。表2に示すように、単位体積重量γは本実施例の
造粒石炭灰は従来の砂や砕石に較べて小さく取り扱い易
いことが分かる。また、内部摩擦角φは本実施例の造粒
石炭灰はセメント配合率に関係なく盛土材に用いられる
レキ材や砂と同等以上の値を示している。
【0017】図3は締め固めエネルギ0.2乃至1.0
ECで作成された供試体(表1に示す)の透水試験の結
果を示すものであり、横軸に透水係数K15(cm/s
ec)を示し、縦軸に間隙比eを示したものである。な
お、土の透水試験方法はJSF T 311−1990
のP271に示されている。図示のように、セメント配
合率が10[%]のNO2−2,NO3−2では締め固
めエネルギが1.0ECであっても透水係数が10
-3[cm/sec]を有することが示されている。従っ
て、セメント粉末の混合比が2[%]以上30[%]以
下のものでは締め固めエネルギを適宜に設定することに
より土質材料として必要な透水性を得ることが出来る。
【0018】図4は本実施例の造粒石炭灰NO1(表
1)と粗骨材,砕石,砂利等のGravelとSand
(砂)との土圧(Earth Pvessure)を比
較するために想定した擁壁11の形式を示し、図示のよ
うに擁壁11は図4に示す寸法の台形状のものからなり
供試体12が密接する。図5は横軸に擁壁30の高さ
(Wall Height)をとり、縦軸に土圧(Ea
rth Pressure)を示したものである。図示
のように本実施例の造粒石炭灰はSand,Grave
l等をすべて下廻り、土圧低減効果があることが分か
る。
【0019】以上のように本実施例の造粒石炭灰(石炭
灰固化物)は単位体積重量も小さく、耐すべり性を表示
する内部摩擦角も従来品と殆ど変りなく、透水率も同等
であり土圧低減効果もあることから裏込め材や盛土材や
ドレーン材に適用される。図6乃至図12はその具体例
を示すものである。
【0020】図6は裏込め材13に本実施例を使用した
ものである。図7は道路の盛土14として、図8は鉄道
盛土15として適用される。図9は家屋や高層ビル,工
場等の設置される造成地盛土16に適用したものであ
り、図10は河川堤防17として、図11は海岸堤防1
8としてそれぞれ適用したものである。また、図12は
サンドドレーン19に本実施例を適用した状態を示すも
のである。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 1)適正な強度と所定の透水係数を得ることが出来るた
め、裏込め材,盛土,ドレーン材乃至コンパクション材
として広範囲に使用され、廃棄物を有効に利用すること
が出来る。 2)本発明の石炭灰固化物は一般の造粒機により簡単に
製作されるため安価に実施出来る。 3)単位体積重量が小さく粉体でないため取り扱い易
い。 4)産業廃棄物である石炭灰が大量に使用されるため捨
て場も不要となり環境破壊の防止に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる石炭灰固化物の造粒方法を説明
するための造粒工程図。
【図2】本発明品と従来品の粒径加積曲線を示す線図。
【図3】本発明品と従来品の透水性を示す相関図。
【図4】土圧測定用の擁壁の形式を示す断面図。
【図5】本発明品と従来品の土圧特性を示す線図。
【図6】裏込め材としての使用例を示す断面図。
【図7】道路盛土としての使用例を示す断面図。
【図8】鉄道盛土としての使用例を示す断面図。
【図9】造成地盛土としての使用例を示す断面図。
【図10】河川堤防としての使用例を示す断面図。
【図11】海岸堤防としての使用例を示す断面図。
【図12】サンドドレーンとしての使用例を示す断面
図。
【符号の説明】
1 石炭灰 2 セメント粉末 3 原料粉末 4 散水 6 造粒物 7 分級 8 養生 9 ペレット 10 破砕 11 擁壁 12 供試体 13 裏込め材 14 道路盛土 15 鉄道盛土 16 造成地盛土 17 河川堤防 18 海岸堤防 19 サンドドレーン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C09K 103:00 (72)発明者 川崎 宏二 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 小寺 秀則 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 長谷川 豊 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 近藤 寛通 岐阜県各務原市緑苑西1−47 (72)発明者 柳瀬 辰彦 愛知県名古屋市千種区赤坂町1−38−4− 303 (72)発明者 三浦 雅彦 愛知県名古屋市守山区城土町247−1 (72)発明者 尾関 正典 愛知県知多市新知字椿65−1−503 (72)発明者 中村 孝 愛知県名古屋市千種区朝岡町3−85 (72)発明者 加藤 正己 愛知県海部郡美和町大字篠田字森後78

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微粒子の石炭灰に重量で2[%]以上3
    0[%]以下のセメントを主体とした結合物と必要に応
    じて水を混合したものを造粒機に投入し水を添加しなが
    ら所定の粒状に形成された粒径50[mm]以下の粒状
    体又は該粒状体を破砕してなる石炭灰固化物を土質材料
    の代替品として使用することを特徴とする石炭灰固化物
    の利用方法。
  2. 【請求項2】 前記石炭灰固化物が、裏込め材又は盛土
    材或いはドレーン材乃至コンパクション材の土質材料の
    代替品として使用されることを特徴とする請求項1の石
    炭灰固化物の利用方法。
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