JPH1161122A - 水硬性材料 - Google Patents

水硬性材料

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Publication number
JPH1161122A
JPH1161122A JP9231226A JP23122697A JPH1161122A JP H1161122 A JPH1161122 A JP H1161122A JP 9231226 A JP9231226 A JP 9231226A JP 23122697 A JP23122697 A JP 23122697A JP H1161122 A JPH1161122 A JP H1161122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
hydraulic material
alumina
rich
cement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9231226A
Other languages
English (en)
Inventor
Etsuro Asakura
悦郎 朝倉
Masato Kiyota
正人 清田
Tetsuo Tsutsumi
徹郎 堤
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】重金属を固定し、その流出を抑えることがで
き、かつ固定方法が簡単でありかつ経済的に安価な水硬
性材料の提供 【解決手段】本発明の水硬性材料は、カルシウムに富む
水硬性材料100重量部に非晶質シリカ質材料を5重量
部〜30重量部を含有することにあり、更にアルミナ及
び/又はシリカに富む混合材を含有することができる。
またカルシウムに富む水硬性材料は、ポルトランドセメ
ント、混合セメント、アルミナセメント、生灰石、消石
灰、無水石膏とその硬化促進剤の混合物、又は半水石膏
の1種類以上の組合せである。非晶質シリカ質材料は、
シリカゾル、アエロジル、シリカゲル、シリカフューム
又はシリカフラワーの1種類以上の組合せである。アル
ミナ及び/又はシリカに富む混合材は、水酸化アルミニ
ウム、ハイアルミナスラグ、アウイン、高炉スラグ又は
フライアッシュの1種類以上の組合せである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰、飛灰、建
設汚泥、土壌、ヘドロなどを固化改良する水硬性材料に
関し、特にその中に含まれる重金属元素を固定し、その
溶出を抑制することができる重金属固定用水硬性材料に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】焼却灰、飛灰、建設汚泥、土壌、ヘドロ
など(以下、焼却灰などという。)には、重金属を多量
に含んでいるので、環境汚染問題を考慮すると、そのま
ま廃棄処分することはできない。このような焼却灰など
は、従来、重金属が流出しないように処理することが行
われており、この重金属を含む焼却灰などを固化処理す
る手段として、キレート樹脂で重金属イオンを固定して
再溶出しないようにした後、セメントで固化して廃棄処
分するのが通例であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如きキレート樹脂は極めて高価であるため、大量の焼却
灰などの固化処理には、処理費用が膨大になり経済的に
問題があった。そこで、本発明者等は、できるだけ安価
に、しかも簡単な方法で実施できかつ大量に固化処理し
うる点について種々検討したところ、非晶質シリカ質材
料をセメントと組み合わせることにより混合処理するだ
けで重金属を効果的に取り込んで固定しうる作用を有す
ることを見出し、この知見に基づいて本発明は、なされ
たものである。
【0004】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、重金属を固定し、その流出を抑えることができ、
かつ固定方法が簡単でありかつ経済的に安価な水硬性材
料を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の前記課題は、以
下の各発明によって達成される。
【0006】(1)カルシウムに富む水硬性材料100
重量部に非晶質シリカ質材料を5重量部〜30重量部を
含有することを特徴とする水硬性材料。 (2)前記第1項に記載の水硬性材料に、更にアルミナ
及び/又はシリカに富む混合材を含有することを特徴と
する水硬性材料。 (3)カルシウムに富む水硬性材料が、ポルトランドセ
メント、混合セメント、アルミナセメント、生灰石、消
石灰、無水石膏とその硬化促進剤の混合物、又は半水石
膏の1種類以上の組合せであることを特徴とする前記第
1項又は第2項に記載の水硬性材料。 (4)非晶質シリカ質材料が、シリカゾル、アエロジ
ル、シリカゲル、シリカフューム又はシリカフラワーの
1種類以上の組合せであることを特徴とする前記第1項
乃至第3項のいずれかに記載の水硬性材料。 (5)アルミナ及び/又はシリカに富む混合材が、水酸
化アルミニウム、ハイアルミナスラグ、アウイン、高炉
スラグ又はフライアッシュの1種類以上の組合せである
ことを特徴とする前記第2項乃至第4項のいずれかに記
載の水硬性材料。
【0007】本発明の要旨とするところは、カルシウム
に富む水硬性材料100重量部に、ポゾラン反応性に富
む非晶質シリカ質材料5重量部〜30重量部を混合する
ことにあり、これにより、ケイ酸カルシウム水和物の生
成を促進し、その水和物の構造中に重金属イオンを効果
的に固定し、再溶出を抑制すると共に固定方法が簡単で
ありかつ経済的に実施しうるという優れた効果を奏する
ものである。
【0008】本発明では、前記第1項に記載の水硬性材
料に、更にアルミナ及 び/又はシリカに富む混合材を
含有することにより、重金属固定能力を増した重金属固
定用水硬性材料が得られる。また本発明において、カル
シウムに富む水硬性材料が、ポルトランドセメント、混
合セメント、アルミナセメント、生灰石、消石灰、無水
石膏とその硬化促進剤の混合物、又は半水石膏の1種類
以上の組合せであることにより、重金属の固定及びその
流出の抑制が良好に行われ、かつ経済的に安価に供給す
ることができる。
【0009】本発明において、非晶質シリカ質材料が、
シリカゾル、アエロジル、シリカゲル、シリカフューム
又はシリカフラワーの1種類以上の組合せであることに
より、重金属の固定及びその流出の抑制が良好に行わ
れ、かつ経済的に安価に供給することができる。更に本
発明において、アルミナ及び/又はシリカに富む混合材
が、水酸化アルミニウム、ハイアルミナスラグ、アウイ
ン、高炉スラグ又はフライアッシュの1種類以上の組合
せであることにより、重金属固定能力を増した重金属固
定用水硬性材料が得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明するが、本発明は、これのみに限定されるものではな
い。
【0011】本発明に用いられるカルシウムに富む水硬
性材料としては、ポルトランドセメント、混合セメン
ト、アルミナセメント、生石灰、消石灰、無水石膏とそ
の硬化促進剤の混合物、半水石膏等が挙げられ、これら
の1種類又は2種類以上を組合せて用いることができ
る。混合セメントを用いる場合には、混合セメント中の
高炉スラグやフライアッシュが細粒であるほど、ポゾラ
ン反応性に富み、ケイ酸カルシウム水和物の生成が促進
されるので好ましい。また無水石膏とその硬化促進剤の
混合物を用いる場合には、硬化促進剤として、硫酸塩、
硫酸水素塩、硝酸塩、セメント、生石灰、消石灰等の1
種類以上の組合せを用いることができる。
【0012】本発明に用いられる非晶質シリカ質材料
は、シリカゾル、アエロジル、シリカゲル、シリカフュ
ーム、シリカフラワーなどの非晶質シリカである。これ
らは、1種類又は2種類以上組合せて使用することがで
きる。また本発明では、カルシウムに富む水硬性材料と
非晶質シリカ質材料との組合せに、更に水酸化アルミニ
ウム、ハイアルミナスラグ(HAS)、アウイン、高炉
スラグ又はフライアッシュの中から選択された1種類又
はそれ以上の組合せからなるアルミナ及び/又はシリカ
に富む混合材を加えることができる。
【0013】本発明の重金属固定用水硬性材料の各成分
の混合割合は、カルシウムに富む水硬性材料100重量
部に非晶質シリカ質材料を5重量部〜30重量部を混合
したものであるが、非晶質シリカ質材料が5重量部未満
では、十分な重金属固定作用がなく、また30重量部を
越えると、固定能が限界に達して、逆に重金属の溶出が
増えることがある。また本発明のカルシウムに富む水硬
性材料及び非晶質シリカ質材料の混合物に、更にアルミ
ナ及び/又はシリカに富む混合材を混合する場合、この
混合量は多くとも30重量部である。好ましくは5重量
部〜20重量部である。この混合材が30重量部を越え
ても重金属の固定作用やその溶出を十分抑制することが
できない。
【0014】更に本発明においては、焼却灰など100
重量部に対して重金属固定用水硬性材料5〜20重量部
を混合するのがよく、この範囲で重金属を十分固定し、
かつその溶出を抑制することができる。経済的にも安価
である。なお、本発明では、主に重金属固定用水硬性材
料を中心に水硬性材料を説明したが、重金属の固定用ば
かりでなく、通常の水硬性材料としても十分使用するこ
とができることは言うまでもない。
【0015】(作用)本発明の水硬性材料の作用機構
は、カルシウムに富む水硬性材料及び非晶質シリカ質材
料の水和反応により、焼却灰、飛灰、建設汚泥、土壌、
ヘドロなどを固化するとともに、重金属イオンを効果的
に取り込んで固定する作用のあるカルシウムシリケート
水和物を多量に生成し、重金属イオンの溶出を抑制する
ものである。このカルシウムシリケート水和物(ケイ酸
カルシウム水和物)は、CaO,SiO2 及びH2 Oの
モル比が一定でなく、しかも結晶が極めて低いか非晶質
の水和生成物である。セメントの主要な水和物であり、
セメントに非晶質シリカ質材料を加えることにより、そ
の生成量が増す。
【0016】また、セメント水和物のエトリンガイトに
も、重金属イオンの固定化能がある。その生成量を増す
ために、水酸化アルミニウム、ハイアルミナスラグ、ア
ウイン、高炉スラグ、フライアッシュの1種類以上の組
合せからなるアルミナ及び/又はシリカに富む混合材を
加えることにより、重金属固定用能力がいっそう増す。
【0017】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれらの例によって限定されるもの
ではない。
【0018】〔実施例1〕ゴミ焼却場から採取した表1
に示す飛灰を用い、この飛灰100重量部に対して、重
金属固定用水硬性材料を10重量部、水を50重量部添
加し、ホバートミキサで充分混合を行った後、直径5c
m,高さ10cmの円柱型枠に充填した。材齢7日で、
環境庁告示第46号に準拠した重金属の溶出試験を行っ
た。飛灰から溶出される重金属の中で、特に環境基準を
超えると思われる鉛の溶出試験を行った。
【0019】
【表1】
【0020】重金属固定用水硬性材料は、表2に示され
る組成割合で試料No.1から16を作製した。用いた
材料は、普通ポルトランドセメント及び高炉セメントは
三菱マテリアル株式会社製を使用し、アルミナセメント
は旭硝子株式会社製のアルミナセメント1号を使用し
た。また消石灰及び生石灰は菱光石灰工業株式会社製の
粉末を使用し、無水石膏は天然無水石膏粉末物を使用
し、半水石膏は副産物の二水石膏を140℃で加熱して
製造した。また、シリカフュームはエルケム社製品(商
品名940U)を使用した。得られた結果を表2に示
す。
【0021】
【表2】
【0022】表2から明らかなように、試料No.1の
普通ポルトランドセメントのみに比べ、シリカフューム
を添加した場合では、鉛の溶出量は減少している。さら
に、シリカフュームの添加量が多い方が、鉛の溶出量を
抑制している。また、ポルトランドセメント以外に、高
炉セメント、アルミナセメント、生石灰、消石灰、無水
石膏、半水石膏等のカルシウムに富む水硬性材料を組み
合わせた固化材においても、同様にシリカフュームを添
加することにより、鉛の溶出量を抑制することができる
ことがわかった。
【0023】〔実施例2〕表3に示す組成のアルミナ及
び/又はシリカに富む混合材を混合した重金属固定用水
硬性材料を用いる以外は、実施例1のゴミ焼却場から採
取した飛灰を用い、実施例1と同様にして鉛の溶出試験
を行った。得られた結果を表3に示す。
【0024】
【表3】
【0025】表3から明らかなように、本発明では、ア
ルミナ及び/又はシリカに富む混合材である水酸化アル
ミ、ハイアルミナスラグ(HAS)、アウイン、高炉ス
ラグ、フライアッシュ等を添加することにより、鉛の溶
出抑制能力がいっそう増すことがわかった。
【0026】
【発明の効果】本発明の水硬性材料は、カルシウムに富
む水硬性材料100重量部に非晶質シリカ質材料を5重
量部〜30重量部を含有することにより、重金属イオン
を固定し、再溶出を抑制することができると共に固定方
法が簡単でありかつ経済的に実施しうるという優れた効
果を奏するものである。また本発明において、アルミナ
及び/又はシリカに富む混合材を組合せることにより、
重金属固定能力を増した重金属固定用水硬性材料が得ら
れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09K 17/12 B09B 3/00 301M // C09K 103:00 304G

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カルシウムに富む水硬性材料100重量部
    に非晶質シリカ質材料を5重量部〜30重量部を含有す
    ることを特徴とする水硬性材料。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の水硬性材料に、更にアル
    ミナ及び/又はシリカに富む混合材を含有することを特
    徴とする水硬性材料。
  3. 【請求項3】カルシウムに富む水硬性材料が、ポルトラ
    ンドセメント、混合セメント、アルミナセメント、生灰
    石、消石灰、無水石膏とその硬化促進剤の混合物、又は
    半水石膏の1種類以上の組合せであることを特徴とする
    請求項1又は請求項2に記載の水硬性材料。
  4. 【請求項4】非晶質シリカ質材料が、シリカゾル、アエ
    ロジル、シリカゲル、シリカフューム又はシリカフラワ
    ーの1種類以上の組合せであることを特徴とする請求項
    1乃至請求項3のいずれかに記載の水硬性材料。
  5. 【請求項5】アルミナ及び/又はシリカに富む混合材
    が、水酸化アルミニウム、ハイアルミナスラグ、アウイ
    ン、高炉スラグ又はフライアッシュの1種類以上の組合
    せであることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいず
    れかに記載の水硬性材料。
JP9231226A 1997-08-27 1997-08-27 水硬性材料 Withdrawn JPH1161122A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155610A (ja) * 2007-12-28 2009-07-16 Denki Kagaku Kogyo Kk 注入材及び注入工法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155610A (ja) * 2007-12-28 2009-07-16 Denki Kagaku Kogyo Kk 注入材及び注入工法

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Effective date: 20041102