JPH08158582A - 汚泥スラグによる透水性の不焼成タイル - Google Patents
汚泥スラグによる透水性の不焼成タイルInfo
- Publication number
- JPH08158582A JPH08158582A JP32384394A JP32384394A JPH08158582A JP H08158582 A JPH08158582 A JP H08158582A JP 32384394 A JP32384394 A JP 32384394A JP 32384394 A JP32384394 A JP 32384394A JP H08158582 A JPH08158582 A JP H08158582A
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- Japan
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- sludge
- slag
- molten slag
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Road Paving Structures (AREA)
- Finishing Walls (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 不焼成にて能率よく、大きな設備投資とラン
ニングコストを必要とせずに透水性を付与し、汚泥を資
源として有効なリサイクル使用ができる。 【構成】 溶融スラグを骨材の主成分とする材料を６０
〜９０重量％、カルシウムアルミネートの１００メッシ
ュ以下の粉末１０〜４０重量％と無機顔料０〜５．０重
量％の混合物を水にて混練して固化してなる水硬性組成
で、透水のための貫通空孔を形成してある。 【効果】 汚泥のリサイクル利用の幅を広げるべく、大
形設備投資やエネルギー使用をなくして不焼成タイルの
製造を可能にした。貫通孔による透水性を可能にし、か
つ透水効果を下げることなく煉瓦表面への汚れ付着を無
くした。
ニングコストを必要とせずに透水性を付与し、汚泥を資
源として有効なリサイクル使用ができる。 【構成】 溶融スラグを骨材の主成分とする材料を６０
〜９０重量％、カルシウムアルミネートの１００メッシ
ュ以下の粉末１０〜４０重量％と無機顔料０〜５．０重
量％の混合物を水にて混練して固化してなる水硬性組成
で、透水のための貫通空孔を形成してある。 【効果】 汚泥のリサイクル利用の幅を広げるべく、大
形設備投資やエネルギー使用をなくして不焼成タイルの
製造を可能にした。貫通孔による透水性を可能にし、か
つ透水効果を下げることなく煉瓦表面への汚れ付着を無
くした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】下水汚泥の埋め立て処分場の確保
のために汚泥を可能な限り減容して廃棄処分するために
汚泥を１３５０℃の高温で溶融し、水冷して固め、溶融
スラグがつくられる。本発明は、この溶融スラグを資源
として有効利用することを可能にする。即ちカルシウム
アルミネートを結合剤とする水硬性による固化方法を使
用することにより焼成工程を省略した省エネルギー製造
方法で、且つまた固化速度を速く製造能率を上げること
のできる製造法で、雨水などの透水性を必要とする舗道
などの場所に使用することの出来る不焼成タイルを提供
するものである。
のために汚泥を可能な限り減容して廃棄処分するために
汚泥を１３５０℃の高温で溶融し、水冷して固め、溶融
スラグがつくられる。本発明は、この溶融スラグを資源
として有効利用することを可能にする。即ちカルシウム
アルミネートを結合剤とする水硬性による固化方法を使
用することにより焼成工程を省略した省エネルギー製造
方法で、且つまた固化速度を速く製造能率を上げること
のできる製造法で、雨水などの透水性を必要とする舗道
などの場所に使用することの出来る不焼成タイルを提供
するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水汚泥を有効利用するために、焼成ま
たは溶融の方法により減容した汚泥の灰またはスラグを
適当な粒度に調整し、バインダーと混練した後、高圧の
プレスで成形して、乾燥工程、焼成工程などの製造工程
を介して建設用資材の煉瓦、タイルを製造していた。そ
して、透水性を付与このために、直径１〜３ｍｍの球形
のペレット状の粒度に整粒する粒度調整を加えられ、空
隙を有する雷オコシ状の煉瓦またはタイルを製造してい
た。このために、造粒混練装置、高圧型のプレス、焼成
炉を必要とし処理プラントに投資する費用は莫大なもの
であるばかりでなく、かかる各設備を稼働するためエネ
ルギー費用も非常に高いものであった。また、かかる方
法で透水性を付与した煉瓦またはタイルの透水状態は初
期には良く透水するが、土砂のホコリなどが水とともに
流れ込む過程でポーラス状の空隙に目詰まりが起こり透
水性が段々となくなるとともに土砂ホコリが詰まった煉
瓦またはタイルに変わってしまうものであった。したが
って、汚泥の処理処分と資源の有効利用のため、透水性
の煉瓦またはタイルの製造を企画しても、この莫大な投
資金額とランニングコストのため、透水硬化の漸欠消滅
する原因により自治体としても新しい方法の開発が急務
となっていた。
たは溶融の方法により減容した汚泥の灰またはスラグを
適当な粒度に調整し、バインダーと混練した後、高圧の
プレスで成形して、乾燥工程、焼成工程などの製造工程
を介して建設用資材の煉瓦、タイルを製造していた。そ
して、透水性を付与このために、直径１〜３ｍｍの球形
のペレット状の粒度に整粒する粒度調整を加えられ、空
隙を有する雷オコシ状の煉瓦またはタイルを製造してい
た。このために、造粒混練装置、高圧型のプレス、焼成
炉を必要とし処理プラントに投資する費用は莫大なもの
であるばかりでなく、かかる各設備を稼働するためエネ
ルギー費用も非常に高いものであった。また、かかる方
法で透水性を付与した煉瓦またはタイルの透水状態は初
期には良く透水するが、土砂のホコリなどが水とともに
流れ込む過程でポーラス状の空隙に目詰まりが起こり透
水性が段々となくなるとともに土砂ホコリが詰まった煉
瓦またはタイルに変わってしまうものであった。したが
って、汚泥の処理処分と資源の有効利用のため、透水性
の煉瓦またはタイルの製造を企画しても、この莫大な投
資金額とランニングコストのため、透水硬化の漸欠消滅
する原因により自治体としても新しい方法の開発が急務
となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、汚泥の溶融
スラグをカルシウムアルミネートにて固化させる方法の
工程で透水可能な貫通孔をもうけて造形する方法によ
り、大きな設備投資を必要とせず、またランニングのエ
ネルギーも必要とせず、さらに透水時に多少の土砂のホ
コリが流れ込んでも、目詰まりが起きない透水性の煉瓦
またはタイルを供給出来るようにする。これにて不焼成
にて能率よく、大きな設備投資とランニングコストを必
要とせずに透水性を付与し、汚泥を資源として有効にリ
サイクル使用できることを目的とする。
スラグをカルシウムアルミネートにて固化させる方法の
工程で透水可能な貫通孔をもうけて造形する方法によ
り、大きな設備投資を必要とせず、またランニングのエ
ネルギーも必要とせず、さらに透水時に多少の土砂のホ
コリが流れ込んでも、目詰まりが起きない透水性の煉瓦
またはタイルを供給出来るようにする。これにて不焼成
にて能率よく、大きな設備投資とランニングコストを必
要とせずに透水性を付与し、汚泥を資源として有効にリ
サイクル使用できることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】下水汚泥を濃縮脱水し汚
泥溶融炉にて約１３５０℃溶融し、水で冷却してえられ
る溶融スラグは、ガラス状の破砕物として得られる。ス
ラグの成分は概略ＳiＯ2 ４０−５０％、Ａｌ2Ｏ3 １
０−１５％、ＣaＯ ６−１０％、Ｐ2Ｏ5 １０−１５
％、Ｆe2Ｏ3 ７−１０％、であり、塊状、細砂状、砂
状の破砕物の外観をしている。この溶融スラグを骨材と
して粒度調整する。骨材の粒度構成として粒径１０ｍｍ
−３ｍｍが５０〜６０％、３ｍｍ以下が４０〜５０％が
無駄なく得られる方法で調整する。この粒度調整した骨
材にたいして、１００メッシュ以下に調整したカルシウ
ムアルミネートを結合剤として、汚泥スラグを水硬性の
固化を行う。このとき、タイルの上表面から裏面に貫通
した孔を形成するために釘または針状の内法寸法０．１
〜７．０ｍｍの取り外し可能なスティックを成形するタ
イルの型に固着させる。汚泥スラグとカルシウムアルミ
ネートとをミックスし水にて混練し、スラリー状にし
て、上記型枠に流し込んで、固化させる。固化後は脱型
時に、このスティックを抜きだして、所定の貫通孔を形
成されたリサイクルの不焼成タイルまたは煉瓦を製造す
る。カルシウムアルミネートは主としてＣaＯ・Ａｌ2Ｏ
3、１２ＣaＯ・７Ａｌ2Ｏ3、およびＣaＯ・２Ａｌ2Ｏ3
鉱物組成などにて構成されるＣa−Ａｌ2Ｏ3系の化合物
であり、水と反応して水和化合物を生々して硬化する。
この水和反応は、鉱物組成の比率や水とカルシウムアル
ミネート粉末の比率や養生条件、温度等によって左右さ
れる。工業的にはＣaＯ ４０〜５０％、Ａｌ2Ｏ3 ３５
〜４０％，その他成分ＳiＯ2，Ｆe2Ｏ3など５〜２５％
は比較的に低コストで製造可能であり、水和硬化強度が
大きい。カルシウムアルミネートの粉末度は好ましくは
２００メッシュ以下が８０％以上が安定した硬化反応が
えられる。養生温度は２０〜３０℃が安定した強度と硬
化時間が得られる。強度は１２時間後で４５０ｋｇ／ｃ
ｍ2以上となることが好ましい。本発明の方法は、汚泥
スラグを粒度調整し骨材として６０〜９０重量％、結合
剤としてカルシウムアルミネート４０〜１０重量％を混
合し、水を添加して混練し、型枠に鋳込み成形する。型
枠には、内法寸法０．１〜７．０ｍｍの貫通孔を形成さ
せるためのスティックをセットする。貫通孔の数は３〜
５ｃｍ間隔がよい。数については多すぎるとタイルまた
はレンガの構造強度を低下させる。少なすぎると透水量
が少なくなる。鋳込み後、約１２時間から２４時間型枠
にて養生して、脱型を行う。同時に貫通孔のためのステ
ィックを外し、貫通孔を形成する。この方法によれば、
粒度を揃えるための造粒装置、プレス、焼成工程が全く
不要となる。カルシウムアルミネートの使用量は４０％
を超えるコストが高くなるのと、その割に強度が大きく
変わらないためにこの範囲以下を選定するが、骨材の細
密充填粒度構成など粒度配合により結合剤は少なくする
ことによりより安く製造することができる。また、カル
シウムアルミネート微粉末の水中での分散剤、減水剤を
使用することにより、より少ない結合剤の使用量で、満
足できる強度を保持することが可能となる。カルシウム
カルミネートの下限を１０％としたのはタイルまたは煉
瓦の強度か保証範囲内にいるためである。
泥溶融炉にて約１３５０℃溶融し、水で冷却してえられ
る溶融スラグは、ガラス状の破砕物として得られる。ス
ラグの成分は概略ＳiＯ2 ４０−５０％、Ａｌ2Ｏ3 １
０−１５％、ＣaＯ ６−１０％、Ｐ2Ｏ5 １０−１５
％、Ｆe2Ｏ3 ７−１０％、であり、塊状、細砂状、砂
状の破砕物の外観をしている。この溶融スラグを骨材と
して粒度調整する。骨材の粒度構成として粒径１０ｍｍ
−３ｍｍが５０〜６０％、３ｍｍ以下が４０〜５０％が
無駄なく得られる方法で調整する。この粒度調整した骨
材にたいして、１００メッシュ以下に調整したカルシウ
ムアルミネートを結合剤として、汚泥スラグを水硬性の
固化を行う。このとき、タイルの上表面から裏面に貫通
した孔を形成するために釘または針状の内法寸法０．１
〜７．０ｍｍの取り外し可能なスティックを成形するタ
イルの型に固着させる。汚泥スラグとカルシウムアルミ
ネートとをミックスし水にて混練し、スラリー状にし
て、上記型枠に流し込んで、固化させる。固化後は脱型
時に、このスティックを抜きだして、所定の貫通孔を形
成されたリサイクルの不焼成タイルまたは煉瓦を製造す
る。カルシウムアルミネートは主としてＣaＯ・Ａｌ2Ｏ
3、１２ＣaＯ・７Ａｌ2Ｏ3、およびＣaＯ・２Ａｌ2Ｏ3
鉱物組成などにて構成されるＣa−Ａｌ2Ｏ3系の化合物
であり、水と反応して水和化合物を生々して硬化する。
この水和反応は、鉱物組成の比率や水とカルシウムアル
ミネート粉末の比率や養生条件、温度等によって左右さ
れる。工業的にはＣaＯ ４０〜５０％、Ａｌ2Ｏ3 ３５
〜４０％，その他成分ＳiＯ2，Ｆe2Ｏ3など５〜２５％
は比較的に低コストで製造可能であり、水和硬化強度が
大きい。カルシウムアルミネートの粉末度は好ましくは
２００メッシュ以下が８０％以上が安定した硬化反応が
えられる。養生温度は２０〜３０℃が安定した強度と硬
化時間が得られる。強度は１２時間後で４５０ｋｇ／ｃ
ｍ2以上となることが好ましい。本発明の方法は、汚泥
スラグを粒度調整し骨材として６０〜９０重量％、結合
剤としてカルシウムアルミネート４０〜１０重量％を混
合し、水を添加して混練し、型枠に鋳込み成形する。型
枠には、内法寸法０．１〜７．０ｍｍの貫通孔を形成さ
せるためのスティックをセットする。貫通孔の数は３〜
５ｃｍ間隔がよい。数については多すぎるとタイルまた
はレンガの構造強度を低下させる。少なすぎると透水量
が少なくなる。鋳込み後、約１２時間から２４時間型枠
にて養生して、脱型を行う。同時に貫通孔のためのステ
ィックを外し、貫通孔を形成する。この方法によれば、
粒度を揃えるための造粒装置、プレス、焼成工程が全く
不要となる。カルシウムアルミネートの使用量は４０％
を超えるコストが高くなるのと、その割に強度が大きく
変わらないためにこの範囲以下を選定するが、骨材の細
密充填粒度構成など粒度配合により結合剤は少なくする
ことによりより安く製造することができる。また、カル
シウムアルミネート微粉末の水中での分散剤、減水剤を
使用することにより、より少ない結合剤の使用量で、満
足できる強度を保持することが可能となる。カルシウム
カルミネートの下限を１０％としたのはタイルまたは煉
瓦の強度か保証範囲内にいるためである。
【０００５】本発明は汚泥スラグから不焼成のタイルま
たは煉瓦を製造するために、無機系の顔料を使用するこ
とにより、タイルとしての付加価値を高め、実用用途に
おける広範囲な応用の可能性を与えるものである。例え
ば、赤褐色系の顔料として、鉄酸化物、通称ベンガラ系
を使用する。この添加量の選定を０〜５．０％の範囲内
で選定することにより、数多くのカラー選定が可能であ
る。上限を５．０％としたのは顔料は一般的に数ミクロ
ンから１０ミクロンと極微細な粉末であるため、これを
超えると結合剤の結合強度を低下させることになり、ま
た添加による着色にたいしても大きな変化を与えないこ
とによる。カラーは各種無機系の顔料を使用するのは、
タイルまたは煉瓦のウエザリング（風化）による変色に
たいして、より安定したカラーが得られるためである。
たは煉瓦を製造するために、無機系の顔料を使用するこ
とにより、タイルとしての付加価値を高め、実用用途に
おける広範囲な応用の可能性を与えるものである。例え
ば、赤褐色系の顔料として、鉄酸化物、通称ベンガラ系
を使用する。この添加量の選定を０〜５．０％の範囲内
で選定することにより、数多くのカラー選定が可能であ
る。上限を５．０％としたのは顔料は一般的に数ミクロ
ンから１０ミクロンと極微細な粉末であるため、これを
超えると結合剤の結合強度を低下させることになり、ま
た添加による着色にたいしても大きな変化を与えないこ
とによる。カラーは各種無機系の顔料を使用するのは、
タイルまたは煉瓦のウエザリング（風化）による変色に
たいして、より安定したカラーが得られるためである。
【０００６】
【実施例】 下水汚泥の溶融スラグ 粒度１０ｍｍ〜３ｍｍ ５５重量比 粒度３ｍｍ以下 １５重量比 カルシウムアルミネート （ＣaＯ ３８％，Ａｌ2Ｏ3 ５０％） ３０重量比 ベンガラ 顔料（バイエル１６０Ｍ） ３重量比 水分 １３重量比 以上の配合をセメントミキサーにて混練し、１５０ｍｍ
×１５０ｍｍ×３０ｍｍ型枠に流し込み成形して硬化さ
せて不焼成タイルを製造した。貫通孔として約３ｍｍφ
の孔を１５０ｍｍ×１５０ｍｍの面に垂直に５ケ形成し
た。孔の位置は１５０ｍｍ×１５０ｍｍ面の対角線が交
わる位置（１ケ所）とこの点と１５０ｍｍ×１５０ｍｍ
の４角を結ぶ線上のまん中の位置（４ケ所）とした。タ
イルの圧縮強度は６００ｋｇ／ｍ2となり、貫通孔から
の透水状況も満足的であった。また、ポーラスタイプの
雷オコシの場合の様な目詰まりは全く無く、汚泥スラグ
を有効利用した目詰まりの無い透水性の不焼成タイルと
して実用に供することができた。
×１５０ｍｍ×３０ｍｍ型枠に流し込み成形して硬化さ
せて不焼成タイルを製造した。貫通孔として約３ｍｍφ
の孔を１５０ｍｍ×１５０ｍｍの面に垂直に５ケ形成し
た。孔の位置は１５０ｍｍ×１５０ｍｍ面の対角線が交
わる位置（１ケ所）とこの点と１５０ｍｍ×１５０ｍｍ
の４角を結ぶ線上のまん中の位置（４ケ所）とした。タ
イルの圧縮強度は６００ｋｇ／ｍ2となり、貫通孔から
の透水状況も満足的であった。また、ポーラスタイプの
雷オコシの場合の様な目詰まりは全く無く、汚泥スラグ
を有効利用した目詰まりの無い透水性の不焼成タイルと
して実用に供することができた。
【０００７】
（１）下水汚泥の資源リサイクル有効利用の幅を広げ
た。 （２）造粒装置、プレス、焼成炉などの大型設備投資を
することなく、また成形焼成のためのエネルギーを使用
することなく、不焼成のタイルまたは煉瓦の製造を可能
にした。 （３）貫通孔による透水性を可能にした。目詰まりが無
く、透水効果をさげることなく、煉瓦表面への汚れ付着
を無くした。 （４）従来の焼成タイル、煉瓦に比較して製造に要する
時間の大幅な低減を可能にした。
た。 （２）造粒装置、プレス、焼成炉などの大型設備投資を
することなく、また成形焼成のためのエネルギーを使用
することなく、不焼成のタイルまたは煉瓦の製造を可能
にした。 （３）貫通孔による透水性を可能にした。目詰まりが無
く、透水効果をさげることなく、煉瓦表面への汚れ付着
を無くした。 （４）従来の焼成タイル、煉瓦に比較して製造に要する
時間の大幅な低減を可能にした。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０４Ｂ 28/06 Ｅ０１Ｃ 5/06
Claims (1)
- 下水汚泥を溶融して得られる溶融スラグを骨材の主成分
とする材料を６０〜９０重量％、カルシウムアルミネー
トの１００メッシュ以下の粉末１０〜４０重量％と無機
顔料０〜５．０重量％の混合物を水にて混練して固化し
てなる水硬性組成で、内法長さが０．１〜７．０ｍｍの
透水のための貫通空孔を形成せしめた汚泥スラグによる
透水性の不焼成タイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32384394A JPH08158582A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 汚泥スラグによる透水性の不焼成タイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32384394A JPH08158582A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 汚泥スラグによる透水性の不焼成タイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08158582A true JPH08158582A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18159212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32384394A Pending JPH08158582A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 汚泥スラグによる透水性の不焼成タイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08158582A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110894168A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-20 | 河海大学 | 一种处理微污染水的透水系统、复合透水砖及其制备方法 |
| CN115611566A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-17 | 哈尔滨工业大学 | 免烧结透水材料 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP32384394A patent/JPH08158582A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110894168A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-20 | 河海大学 | 一种处理微污染水的透水系统、复合透水砖及其制备方法 |
| CN115611566A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-17 | 哈尔滨工业大学 | 免烧结透水材料 |
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