JPH0959049A - 焼却灰用固化処理材、及び固化体 - Google Patents

焼却灰用固化処理材、及び固化体

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JPH0959049A
JPH0959049A JP21433795A JP21433795A JPH0959049A JP H0959049 A JPH0959049 A JP H0959049A JP 21433795 A JP21433795 A JP 21433795A JP 21433795 A JP21433795 A JP 21433795A JP H0959049 A JPH0959049 A JP H0959049A
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JP
Japan
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weight
parts
calcium
hydraulic composition
solidified
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JP21433795A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Numata
和彦 沼田
Kazutomi Kitsuta
一臣 橘田
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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Publication date
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Publication of JPH0959049A publication Critical patent/JPH0959049A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミを焼却処理した焼却灰を有効活用できる
技術を提供することである。 【解決手段】 カルシウムハロアルミネートを含む水硬
性組成物からなる焼却灰用固化処理材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰用固化処理
材及び固化体に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】家庭や工場から排出さ
れる都市ゴミは、そのまま埋立地に投棄・埋設(埋立処
分)されたり、焼却・減容処理した後、埋立処分されて
いる。ところで、埋立地は減少する一方であるのに、ゴ
ミの量は増大している。従って、ゴミ処理問題は深刻化
している。
【0003】この問題の対処の一つとして、焼却処理し
たゴミ焼却灰をポルトランドセメントで固化処理するこ
とが提案された。しかし、単に、ポルトランドセメント
で固化処理したのみでは、焼却灰中に含まれる金属アル
ミニウム等の還元性物質と、ポルトランドセメントの水
和反応によって生成する水酸化カルシウムとが反応して
水素ガスを発生させ、固化体に膨張による亀裂が入って
しまう。特に、作業性を向上させる為に、流動化させた
ものでは顕著である。従って、焼却灰をポルトランドセ
メントで固化処理した固化体を構造物材料として使用す
るには注意が必要である。すなわち、有効活用し難い。
【0004】そこで、本発明は、ゴミを焼却処理した焼
却灰を有効活用できる技術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】上記本発明の目的は、カ
ルシウムハロアルミネートを含む水硬性組成物からなる
ことを特徴とする焼却灰用固化処理材によって達成され
る。特に、カルシウムハロアルミネートを含む水硬性組
成物と、オキシカルボン酸とを含有することを特徴とす
る焼却灰用固化処理材によって達成される。
【0006】尚、上記焼却灰用固化処理材の水硬性組成
物におけるカルシウムハロアルミネートの含有量は、焼
却灰用固化処理材による固化体に粉末X線回折法による
Ca(OH)2 の回折ピークが検出されない量であるこ
とが好ましい。すなわち、かかる組成のものを用いた場
合に、特に水素ガスの発生がなく、固化体に膨張による
亀裂が起きることがない。
【0007】カルシウムハロアルミネートとしては、そ
の代表的なものにカルシウムクロロアルミネートやカル
シウムフロロアルミネートが挙げられる。カルシウムハ
ロアルミネートを含む水硬性組成物の他にオキシカルボ
ン酸を用いる場合には、オキシカルボン酸の量は、水硬
性組成物100重量部に対して0.1〜5重量部(特
に、0.5〜3重量部)の割合が好ましい。すなわち、
かかる組成のものを用いた場合に、特に水素ガスの発生
がなく、固化体に膨張による亀裂が起きることがない。
【0008】オキシカルボン酸としては、その代表的な
ものにクエン酸、リンゴ酸、酒石酸などが挙げられる。
中でも、クエン酸が最も好ましい。又、上記本発明の目
的は、焼却灰と、上記の焼却灰用固化処理材とが固化し
てなることを特徴とする固化体によって達成される。
又、焼却灰100重量部と上記の焼却灰用固化処理材1
0〜45重量部とが固化してなることを特徴とする固化
体によって達成される。
【0009】焼却灰100重量部に対して焼却灰用固化
処理材を10〜45重量部としたのは、10重量部未満
の少な過ぎると、大きな強度のものが得られ難く、逆
に、45重量部を越えて多すぎると、処理効率が悪い。
そして、特に、焼却灰100重量部と、上記焼却灰用固
化処理材10〜45重量部と、適宜な量(流動性などを
勘案して、適宜決める。)の水とを含む混練物を、固化
せしめてなることを特徴とする固化体によって達成され
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明になる焼却灰用固化処理材
は、カルシウムハロアルミネートを含む水硬性組成物か
らなる。特に、カルシウムハロアルミネートを含む水硬
性組成物と、オキシカルボン酸とを含有する。尚、水硬
性組成物におけるカルシウムハロアルミネート(カルシ
ウムクロロアルミネート及びカルシウムフロロアルミネ
ートの群の中から選ばれる一種以上)の含有量は、焼却
灰用固化処理材による固化体に粉末X線回折法(粉末X
線回折装置;RINT2500理学電機(株)製)によ
るCa(OH)2 の回折ピークが検出されない量であ
る。例えば、20〜30wt%である。勿論、Ca(O
H)2 の回折ピークが検出されない量であれば良い。オ
キシカルボン酸(クエン酸、リンゴ酸、酒石酸の群の中
から選ばれる一種以上)を用いる場合には、オキシカル
ボン酸の量は、水硬性組成物100重量部に対して0.
1〜5重量部である。
【0011】本発明になる焼却灰の固化体は、焼却灰
と、上記焼却灰用固化処理材とが固化したものである。
焼却灰100重量部と、上記焼却灰用固化処理材10〜
45重量部とが固化したものである。特に、焼却灰10
0重量部と、上記焼却灰用固化処理材10〜45重量部
と、所望の量の水とを含む混練物を、固化せしめてなる
ものである。
【0012】焼却灰は、次のような成分を持っている。
勿論、これに限られたものではなく、一例に過ぎない。 成分 割合 SiO2 24.8% Al2 3 17.4% Fe2 3 7.0% CaO 25.9% MgO 3.7% SO3 2.3% その他 残り そして、このような焼却灰719kgと、カルシウムハ
ロアルミネートを20〜30重量%含むセメント組成物
308kgと、クエン酸0〜24.64kgと、水61
6kgとを混練し、養生・固化させた。
【0013】この時、カルシウムクロロアルミネートや
カルシウムフロロアルミネートが含まれているセメント
を用いたので、下記の式で示されるように水酸化カルシ
ウムが消費され、水素ガスの発生が抑制された。 11CaO・Al2 3 ・CaCl2 +6Ca(OH)2 +6CaSO4 +68H2 O → 6{3CaO・Al2 3 ・CaSO4 ・12H2 O}+2Al(OH)2 Cl 11CaO・Al2 3 ・CaF2 +6Ca(OH)2 +6CaSO4 +68H2 O → 6{3CaO・Al2 3 ・CaSO4 ・12H2 O}+2Al(OH)2 F 又、得られた固化体の一軸圧縮強さは大きなものであっ
た。
【0014】
【実施例1】C3 S 50wt%,C2 S 2wt%,
4 AF 5wt%,C117 CaF2 21wt%
(残りはその他の成分)のJETセメント(秩父小野田
社製)を用いた。このJETセメント308重量部と、
都市ゴミ焼却処理場から発生した焼却灰719重量部
と、水616重量部とを混練し、養生した。
【0015】
【実施例2】JETセメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸1.54重量部とを混練し、養生し
た。
【0016】
【実施例3】JETセメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸3.08重量部とを混練し、養生し
た。
【0017】
【実施例4】JETセメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸6.16重量部とを混練し、養生し
た。
【0018】
【実施例5】JETセメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸12.32重量部とを混練し、養生し
た。
【0019】
【実施例6】JETセメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸24.64重量部とを混練し、養生し
た。
【0020】
【実施例7】C3 S 58wt%,C2 S 8wt%,
4 AF 5wt%,C117 CaCl2 23wt%
(残りはその他の成分)の試作セメントを用いた。この
試作セメント308重量部と、前記焼却処理場から発生
した焼却灰719重量部と、水616重量部とを混練
し、養生した。
【0021】
【実施例8】試作セメント308重量部と、前記焼却処
理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重量
部と、クエン酸1.54重量部とを混練し、養生した。
【0022】
【実施例9】試作セメント308重量部と、前記焼却処
理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重量
部と、クエン酸3.08重量部とを混練し、養生した。
【0023】
【実施例10】試作セメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸6.16重量部とを混練し、養生し
た。
【0024】
【実施例11】試作セメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸12.32重量部とを混練し、養生し
た。
【0025】
【実施例12】試作セメント308重量部と、前記焼却
処理場から発生した焼却灰719重量部と、水616重
量部と、クエン酸24.64重量部とを混練し、養生し
た。
【0026】
【比較例1】C3 S 48wt%,C2 S 28wt
%,C3 A 9wt%,C4 AF 9wt%,残りはそ
の他の普通ポルトランドセメントを用いた。この普通ポ
ルトランドセメント308重量部と、前記焼却処理場か
ら発生した焼却灰719重量部と、水616重量部とを
混練し、養生した。
【0027】
【比較例2】比較例1で用いた普通ポルトランドセメン
ト308重量部と、前記焼却処理場から発生した焼却灰
719重量部と、水616重量部と、クエン酸1.54
重量部とを混練し、養生した。
【0028】
【比較例3】比較例1で用いた普通ポルトランドセメン
ト308重量部と、前記焼却処理場から発生した焼却灰
719重量部と、水616重量部と、クエン酸12.3
2重量部とを混練し、養生した。尚、28日経過しても
未硬化であった。
【0029】
【比較例4】比較例1で用いた普通ポルトランドセメン
ト308重量部と、前記焼却処理場から発生した焼却灰
719重量部と、水616重量部と、クエン酸24.6
4重量部とを混練し、養生した。尚、28日経過しても
未硬化であった。
【0030】
【特性】上記実施例1〜12、及び比較例1,2のもの
について、その練上がり直後の流動性(フロー値)、及
び残留ガス率、並びに一軸圧縮強さ(材齢28日)を調
べたので、その結果を表−1に示す。 表−1 フロー値(cm) 残留ガス率(%) 一軸圧縮強さ(kgf/cm2) 実施例1 35 30.66 19.94 実施例2 40 19.49 18.83 実施例3 35 13.13 18.58 実施例4 34 14.04 17.89 実施例5 37 16.44 − 実施例6 33 14.49 − 実施例7 36 34.78 19.21 実施例8 34 26.38 24.33 実施例9 42 15.07 22.23 実施例10 40 21.25 19.95 実施例11 36 20.27 12.32 実施例12 34 17.34 − 比較例1 36 50.49 12.36 比較例2 36 48.31 13.13 *フロー値:φ=8cm、h=8cmのJHS(日本道路公団の規格)方式 を採用 *残留ガス率(%)={(生密度−湿潤密度)/生密度}×100 *一軸圧縮強さ:JSF(土質工学会の規格)方式を採用
【0031】
【発明の効果】有効活用度が小さかった焼却灰を一軸圧
縮強さが確保された固化体に転換でき、資源化への道が
開かれた。
───────────────────────────────────────────────────── 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 24:06)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルシウムハロアルミネートを含む水硬
    性組成物からなることを特徴とする焼却灰用固化処理
    材。
  2. 【請求項2】 カルシウムハロアルミネートを含む水硬
    性組成物と、オキシカルボン酸とを含有することを特徴
    とする焼却灰用固化処理材。
  3. 【請求項3】 水硬性組成物におけるカルシウムハロア
    ルミネートの含有量は、焼却灰用固化処理材による固化
    体に粉末X線回折法によるCa(OH)2 の回折ピーク
    が検出されない量であることを特徴とする請求項1又は
    請求項2の焼却灰用固化処理材。
  4. 【請求項4】 カルシウムハロアルミネートは、カルシ
    ウムクロロアルミネート及びカルシウムフロロアルミネ
    ートの群の中から選ばれる一種以上のものであることを
    特徴とする請求項1〜請求項3いずれかの焼却灰用固化
    処理材。
  5. 【請求項5】 オキシカルボン酸は、水硬性組成物10
    0重量部に対して0.1〜5重量部の割合であることを
    特徴とする請求項2の焼却灰用固化処理材。
  6. 【請求項6】 オキシカルボン酸は、クエン酸、リンゴ
    酸、酒石酸の群の中から選ばれる一種以上のものである
    ことを特徴とする請求項2又は請求項5の焼却灰用固化
    処理材。
  7. 【請求項7】 焼却灰と、請求項1〜請求項6いずれか
    の焼却灰用固化処理材とが固化してなることを特徴とす
    る固化体。
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