JPH11322401A - 灰の固化成形方法 - Google Patents

灰の固化成形方法

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JPH11322401A
JPH11322401A JP13034098A JP13034098A JPH11322401A JP H11322401 A JPH11322401 A JP H11322401A JP 13034098 A JP13034098 A JP 13034098A JP 13034098 A JP13034098 A JP 13034098A JP H11322401 A JPH11322401 A JP H11322401A
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JP
Japan
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ash
fine aggregate
inorganic powder
portland cement
water
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JP13034098A
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English (en)
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Nobuhiko Morita
暢彦 森田
Kenichi Miyahara
健一 宮原
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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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
    • C04B28/04Portland cements
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 灰の配合をより多くして再利用率を高めると
共に、固化材として安価な普通ポルトランドセメントを
用いて、舗装材としての要求強度を十分に満たす舗装材
を提供する。 【解決手段】 灰に普通ポルトランドセメントと水を添
加し、混練して固化成形する方法において、更に粘土ま
たはシルトに相当する粒径の無機性粉体と細骨材を添加
混合し、混練物をプレス成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、灰の固化成形方法
に係り、特に、製紙排水汚泥や下水汚泥等の汚泥焼却灰
を固化して舗装材として利用可能な十分な強度を有する
成形体を安価に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、廃棄物の減量化及び資源の有効利
用を目的として、灰を固化する試みがなされ、既に実用
化されている。
【0003】例えば、焼却灰を廃土、砂、砂利、セメン
ト及び水と共に混合、混練した後、真空押出成形して舗
装材を製造する方法が提案されている(特開平9−25
5396号公報)。また、焼却灰にアルミナセメントと
水を混合、混練してプレス成形して舗装材を製造する方
法も提案されている(特開平6−218352号公
報)。
【0004】このように灰に固化材を添加混練して舗装
材を製造する場合、灰の配合割合をなるべく多くして再
利用率を高めると共に、より安価な固化材を用いて、舗
装材として要求される強度(曲げ強度50kgf/cm
2以上)を十分に満足し得る舗装材とすることが望まれ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空押
出成形による方法では、成形を容易とするために、プレ
ス成形よりも廃土や水を多く配合する必要があり、焼却
灰の再利用率の面で問題があった。また、真空押出成形
では、成形性と要求される強度を両立させる原料の配合
条件が狭く、原料の入手先が変わった場合、成形性と強
度を再現することが困難であるという問題があった。
【0006】さらに、特に、特開平9−255396号
公報記載の方法では、特殊な無機金属元素を主体とする
硬化剤を必須とするという制限があった。また、特開平
6−218352号公報記載の方法では、特に、無機性
粉体の使用を前提としていないために、十分な強度を得
るためには、固化材として、普通ポルトランドセメント
ではなく、高価なアルミナセメントを用いる必要があ
り、コスト高となるという欠点があった。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決し、灰の
配合量をより多くして再利用率を高めると共に、固化材
として安価な普通ポルトランドセメントを用いて、舗装
材としての要求強度を十分に満たす成形体を製造するこ
とができる灰の固化成形方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の灰の固化成形方
法は、灰に普通ポルトランドセメントと水を添加し、混
練して固化成形する方法において、更に粘土またはシル
トに相当する粒径の無機性粉体(以下、単に「無機性粉
体」と称す。)と細骨材を添加混合し、混練物をプレス
成形することを特徴とする。
【0009】なお、本発明において、粘土またはシルト
とは、JIS−A−1204に記載された方法に基づいて粒度を
求めた結果、粘土またはシルトに分類されたものと定義
する。
【0010】また、本発明において、細骨材とは、「土
木学会コンクリート標準示方書−施工編−」、または
「日本建築学会建築工事標準仕様書・同解説JASS5鉄筋
コンクリート工事(JASS5)」において細骨材として規
定されたものと定義する。
【0011】本発明では、灰に無機性粉体と細骨材を混
合し、低含水比でプレス成形を行うことで、灰の配合割
合を高め、かつ、固化材として安価な普通ポルトランド
セメントを用いても、十分な強度を発現させることが可
能となった。即ち、本発明では、低含水比でプレス成形
することから低い水/セメント比となり、成形体の高強
度化が図れるため、真空押出成形法に比べて灰の配合割
合を大幅に増加させることが可能となった。また、プレ
ス成形原料に無機性粉体と細骨材を併用することで、ア
ルミナセメントの代わりに安価な普通ポルトランドセメ
ントを使用しても、十分な強度を発現させることが可能
となった。
【0012】本発明において、無機性粉体と細骨材を併
用することによる強度向上効果の発現機構の詳細は明ら
かではないが、使用する灰の一部を、無機性粉体と細骨
材で置換し、セメントも含めて配合を調整することによ
り、混練物全体の締め固め性が向上し、その結果、成形
体の密度が上昇するため、強度向上効果が発現されるも
のと推定される。ここで、混練物全体の締め固め性が向
上したのは、無機性粉体と細骨材を併用し、セメントも
含めて配合を調整した結果、混練物全体の粒度分布が広
範になり、プレス後の成形体中の隙間を少なくする粒度
組成に調整されたためと思われる。また、混練物全体の
締め固め性が向上した結果、プレス後の成形体中に存在
し得る水分が低下し、低い水/セメント比となるものと
推定される。
【0013】本発明においては、特に、灰と無機性粉体
と細骨材との混合割合を、重量比で灰:10〜80、無
機性粉体:10〜80、細骨材:10〜80(ただし、
灰と無機性粉体と細骨材との合計で100とする。)と
し、普通ポルトランドセメントの混合割合を、灰と無機
性粉体と細骨材との合計100重量部に対して20〜8
0重量部とし、混練物の含水比が5〜30%となるよう
に水を添加して、100〜3000kgf/cm2の圧
力でプレス成形するのが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0015】本発明においては、灰、無機性粉体、細骨
材及び普通ポルトランドセメントを所定割合で混合し水
を添加して混練し、混練物をプレス成形する。本発明に
おいて、灰、無機性粉体、細骨材、及び普通ポルトラン
ドセメントの混合割合は、 灰 :10〜80重量部 無機性粉体 :10〜80重量部 細骨材 :10〜80重量部 で、これらの合計を100重量部とし、灰、無機性粉体
及び細骨材の合計100重量部に対して普通ポルトラン
ドセメント20〜80重量部とするのが好ましい。
【0016】上記範囲よりも灰が多いと要求される強度
を満足することが困難になり、少ないと灰の再利用率を
従来法より高めるという所期の目的を達成し得ない。上
記範囲よりも無機性粉体が多いと相対的に灰等の混合割
合が減ることになり、逆に、少ないと締め固め性の向上
が期待できない。上記範囲より細骨材が多いと相対的に
灰等の混合割合が減るのと同時に、締め固め性向上効果
が抑制されるため好ましくない。
【0017】また、普通ポルトランドセメントの配合量
が上記範囲よりも多いとコスト高となり、少ないと十分
な強度を得ることができない。
【0018】上記範囲において、実用上の灰、無機性粉
体、細骨材、普通ポルトランドセメントの混合割合は、
使用する灰、無機性粉体、細骨材の各々の化学組成、粒
度分布、硬さ等の性状に応じて異なる。実用上の配合
は、使用する灰、無機性粉体、細骨材に応じて締め固め
性が向上する条件を検討し、成形体が要求される強度を
満たす範囲の条件から、最も灰の混合割合が高くなる条
件を選択して決定される。
【0019】本発明においては、灰、無機性粉体、細骨
材、及び普通ポルトランドセメントに、好ましくは、含
水比が5〜30%となるように、水を添加して混練する
が、この含水比が30%を超えると、水が多すぎるため
所定のプレス圧力をかけることができず、十分な強度を
発現し得ない。逆に、含水比が5%未満であると、セメ
ントの水和反応が十分に進行せず、十分な強度を発現し
得ない。なお、この含水比とは、混練物中の全乾燥原料
に対する全水量の重量割合(重量%)である。
【0020】本発明において、灰、無機性粉体、細骨
材、普通ポルトランドセメント、及び水の混合手順には
特に制限はなく、灰、無機性粉体、細骨材、及び普通ポ
ルトランドセメントを混合した後で水を添加して混練し
ても良く、また、灰、無機性粉体、細骨材、及び普通ポ
ルトランドセメントのうちの一部を予め水と混合した
後、他の原料を添加して混練しても良い。ただし、特
に、無機性粉体が含水して塊状になっている場合は、水
を除く原料を混合した後で水を添加して混練するほうが
好ましい。後で水を添加するのは、塊状の無機性粉体を
解砕するためには水分が少ない方が良いという理由から
であり、塊状の無機性粉体を十分解砕して均一に混合す
ることにより、安定して強度が発現される。
【0021】本発明において、無機性粉体としては、具
体的には、カオリン鉱物を含む粉体、緑泥石族鉱物を含
む粉体、雲母族鉱物を含む粉体、モンモリロン族鉱物を
含む粉体、石灰微粉末、アルミナ微粉末、ガラス微粉
末、まさ土、しらす、ローム、鹿沼土、アロフェン、珪
酸白土、高炉スラグ微粉末、珪酸質微粉末、石粉、シリ
カフューム等が挙げられる。また、細骨材としては、具
体的には、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、軽量細骨
材、重量細骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルス
ラグ細骨材等が挙げられる。
【0022】なお、原料として用いる灰、無機性粉体、
細骨材は、廃棄物であっても良い。
【0023】本発明においては、灰、無機性粉体、細骨
材、及び普通ポルトランドセメント等と、水を所定割合
で混練して得られた混練物を金型に充填してプレス成形
する。このプレス成形に当たり、プレス圧力は、100
〜3000kgf/cm2とするのが好ましい。このプ
レス圧力が100kgf/cm2未満では十分な強度を
有する成形体を得ることができない。また、プレス圧力
が3000kgf/cm2を超えるとプレス成形の設備
が過大となり現実的ではない。実用的には150〜10
00kgf/cm2のプレス圧力が好ましく、なかでも
200〜500kgf/cm2とするの特に好ましい。
【0024】プレス成形後は、成形体を脱型し、十分な
強度が発現されるまで養生するのが好ましい。養生方法
としては、気中養生、水中養生、蒸気養生の他、特に養
生方法の制限はないが、コストが安価であることから気
中養生が好ましく、その場合の養生条件としては温度5
〜30℃、湿度30〜70%で1週間から4週間程度で
ある。
【0025】このようにして得られる成形体は、インタ
ーロッキングブロックに準ずる、曲げ強度50kgf/
cm2以上の十分な強度を有し、舗装材として有効に利
用することができる。
【0026】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0027】実施例1〜3 灰、無機性粉体として石粉、細骨材として山砂、及び普
通ポルトランドセメントを表1に示す配合量で混合し、
更に水を添加して混練することにより表1に示す含水比
の混練物とし、この混練物を金型に充填し(このときの
充填密度は表1に示す通りである。)、表1に示す圧力
でプレス成形した。脱型後、得られた成形体を温度20
℃、湿度70%で4週間気中養生して10cm×20c
m×6cm厚さの舗装材を製造した。
【0028】この舗装材の曲げ強度をインターロッキン
グブロック舗装技術協会の定める試験方法によって測定
し、結果を表1に示した。すなわち、曲げ強度試験は、
JIS A 1106(コンクリートの曲げ強度試験方
法)に準拠した曲げ試験装置を用い、載置スパンを16
0mmとし、舗装材(検体)を据付けたとき露出する面を
上にして曲げ試験装置に載せ置き、スパンの中央に荷重
を加えて行う。荷重は衝撃を与えないように一様に加
え、載荷速度はふち応力度の増加が標準として毎分8〜
10kgf/cm2 になるようにする。なお、曲げ試験
を行うときは、検体の加圧面および支持面には硬さ60
〜70度、厚さ5mm、幅50mm程度のゴム板を挿入し、
荷重が均等に分布されるよう配慮しなければならない。
検体の寸法については、あらかじめ載荷点の上・下の幅
を2箇所でそれぞれ0.1mmまで測定し、その平均値を
有効数字4けたまで求める。曲げ強度の計算は、次の式
による。
【0029】σ=(24/bd2)P ここに、σ:曲げ強度( kgf/cm2 ) P:最大荷重(kgf) b:検体の幅(cm) d:検体の厚さ(cm) である。
【0030】比較例1 表1に示す配合の混練物を真空押出成形し、その後、実
施例1〜3と同様の条件で養生して実施例1〜3と同寸
法の舗装材を製造し、実施例1〜3と同様に曲げ強度を
測定し、結果を表1に示した。
【0031】比較例2、3 混練物の配合を表1に示す配合とし、この混練物を表1
に示すプレス条件でプレス成形したこと以外は実施例1
〜3と同様にして舗装材を製造し、同様に曲げ強度を測
定し、結果を表1に示した。
【0032】
【表1】
【0033】表1より次のことが明らかである。
【0034】即ち、無機性粉体及び細骨材を用い、含水
比を低くした実施例1〜3では、灰の配合量を増やした
上で、普通ポルトランドセメントの使用により十分な強
度を有する舗装材を製造することができる。
【0035】これに対して、真空押出成形による比較例
1では、灰20重量部に対してセメントを40重量部用
いても強度が著しく低い。
【0036】また、無機性粉体及び細骨材を使用してい
ない比較例2、無機性粉体を使用していない比較例3で
も、十分な強度が得られていない。
【0037】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の灰の固化
成形方法によれば、灰を固化して再利用するに際して、
固化対象物として無機性粉体と細骨材を併用してプレス
成形することで、従来法に比べて灰の配合率を大幅に増
加させると共に安価な普通ポルトランドセメントを使用
して舗装材に求められる強度を十分満足させることが可
能になった。
【0038】このため、本発明によれば、灰の大幅な再
利用率の向上を図ると共に、その成形コストを大幅に低
減して安価な舗装材を提供することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 14:10) 111:20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 灰に普通ポルトランドセメントと水を添
    加し、混練して固化成形する方法において、更に粘土ま
    たはシルトに相当する粒径の無機性粉体と細骨材を添加
    混合し、混練物をプレス成形することを特徴とする灰の
    固化成形方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 灰と無機性粉体と細骨材との混合割合が、重量比で灰:
    10〜80、無機性粉体:10〜80、細骨材:10〜
    80であり、 普通ポルトランドセメントの混合割合が、灰と無機性粉
    体と細骨材との合計100重量部に対して20〜80重
    量部であり、 混練物の含水比が5〜30%となるように水を添加し、 混練物を100〜3000kgf/cm2の圧力でプレ
    ス成形することを特徴とする灰の固化成形方法。
JP13034098A 1998-05-13 1998-05-13 灰の固化成形方法 Pending JPH11322401A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008200586A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Shimizu Corp 石綿廃棄物のセメント固型化方法
JP2012254433A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Oji Holdings Corp フッ素および重金属類含有燃焼灰の処理方法
CN114591047A (zh) * 2022-03-23 2022-06-07 浙江广川工程咨询有限公司 一种基于骨架结构的室内淤泥固化方法
JP2023050554A (ja) * 2021-09-30 2023-04-11 中村建設株式会社 建設資材および建設資材の製造方法

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