JPS5924749B2 - 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 - Google Patents

石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法

Info

Publication number
JPS5924749B2
JPS5924749B2 JP55059272A JP5927280A JPS5924749B2 JP S5924749 B2 JPS5924749 B2 JP S5924749B2 JP 55059272 A JP55059272 A JP 55059272A JP 5927280 A JP5927280 A JP 5927280A JP S5924749 B2 JPS5924749 B2 JP S5924749B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal ash
weight
coal
hydrated
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55059272A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56160365A (en
Inventor
宏之 松村
達三郎 中村
泰典 柴田
友昭 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP55059272A priority Critical patent/JPS5924749B2/ja
Publication of JPS56160365A publication Critical patent/JPS56160365A/ja
Publication of JPS5924749B2 publication Critical patent/JPS5924749B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/061Ashes from fluidised bed furnaces
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭燃焼時に排出される石炭灰を主原料とし
て硬化体を製造する方法、詳しくは石炭灰に生石灰また
は/および消石灰、2水石こう、半水石こうまたは/お
よび■型無水石こう、ならびに水酸化ナトリウム、水酸
化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物を原料として
成形体を作製し、この成形体を水蒸気で処理することに
より機械的強度の大きい水和硬化体を製造する方法に関
するものである。
近年我国においては、石油危機以来の国際的な石油供給
不安によつて多大なる石油輸入量の確保が難しくなり、
石油依存度を小さくするための石油代替エネルギの開発
が国家的な課題となつており、石炭が1つの柱として見
直されている。
石炭の大量消費に必要な石炭利用技術の実用化には種種
の課題があるが、なかでも石炭燃焼時に発生する多量の
石炭灰の処理が重要な問題としてクローズアップされて
いる。石炭燃焼時には通常、石炭使用量のほぼ10〜2
0重量%の石炭灰が発生する。
従来我国においては、石炭灰の約10〜20重量%はフ
ライアッシュとしてセメント混和材、セメント原料など
に再利用されており、残りは埋立地に廃棄されていた。
しかしながら、フライアッシュとして現在の方式により
セメント原料に利用する方法に関しては、将来の石炭灰
の大量発生に対応するだけの需要量は期待できず、また
埋立地への廃棄は海面埋立および陸上埋立においても環
境保全の立場から灰捨地の用地の確保が難しくなりつつ
ある。このため石炭火力発電所などにおける本格的な石
炭利用の際には、現状の石炭灰の処理方式にて全ての石
炭灰を処理することはきわめて困難であり、石炭灰の処
理技術および有効利用技術が、石炭エネルギ利用の規模
に大きな影響を及ぼすと考えられる。また石炭灰の大量
処理万式の確立には、資源としての有効再利用が必須で
ある。これは第1に国産資源に乏しい我国においては、
単なる廃棄ではない再利用が省資源・省エネルギに直接
結びつくこと、第2に環境破壊がきわめて少ないことに
基づくものである。本発明は上記の諸点に鑑み、石炭灰
を土木・建築分野にて資源として大量に活用すべく、石
炭灰を原料として機械的強度の大きいセメント状硬化体
を作製することを目的としてなされたもので、石炭灰6
0〜85%、生石灰または/および消石灰(以下、生石
灰などと略す)10〜25重量%、2水石こう、半水石
こうまたは/および型無水石こう(以下、2水石こうな
どと略す)8〜25重量%からなる混合粉体に、0.2
5〜5重量%の水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
のアルカリ金属の水酸化物および10〜60%、望まし
くは30〜50%の混水量(粉体100重量%に対して
添加する水の重量%)の水を添加して充分混練した後、
この混練物を型枠または成形容器などの中に投入して所
定の形状に成形し、ついでこの成形体を80〜100℃
、望ましくは95〜100℃の比較的低温の常圧水蒸気
で処理することにより、機械的強度の大きい水和硬化体
を製造する方法を提供するものである。
以下、本発明の構成を詳細に説明する。
一般に、石炭灰の代表的性状である成分、組成および粒
度分布は、石炭の産地および燃焼時の履歴に大きく依存
する。まず第1に、石炭の産出地によつてSlO2、A
l2O3、CaOlFe2O3、Na2OlK2Oなど
の成分の配合割合が異なり、第2に我国にて現在発生す
る石炭灰は微粉炭燃焼灰が主であり、発生湯所および採
取万式によつて電気集じん機(EP)灰(原粉、細粉、
粗粉)、クリンカアツシユ、シンダアツシユと区別され
それぞれ粒度分布が異なる。このため石炭灰を主原料と
して水蒸気処理によつて高強度の水和硬化体を作製する
際には、主原料である石炭灰の組成および粒度分布によ
つて、水和硬化体の適正製造条件は微妙に異なる。製造
条件として寄与率の大きい要因は、石炭灰、生石灰など
、2水石こうなどの配合割合、水蒸気処理条件(温度、
時間)および石炭灰の粉砕条件である。なお水蒸気は、
処理装置の強度などの関係で常圧水蒸気を用いる。水蒸
気処理により生成する水和硬化体の主成分は、エトリン
ガイト(3Ca0−AI2O3・3CaS04・32H
20)、種々の形態のケイ酸カルシウム水和物(XCa
O−YSiO2・ZH2O)であるが、強度メンバーと
して最も寄与するものはエトリンガイトである。
まず石炭灰、生石灰など、2水石こうなどの配合割合と
水和硬化体の性状との関係は概略つぎの通りである。原
料混合粉体中の生石灰などおよび/または2水石こうな
どの添加量が少ない際には、カルシウムモノサルフォア
ルミネート(3Ca0−Al2O,・CaSO4・12
H20)が主成分であり、水和硬化体の強度は小さいが
、生石灰などおよび/または2水石こうなどの添加量が
多くなるにしたがつて強度メンバーとなるエトリンガイ
ト量が多くなり強度が大きくなる。さらに生石灰などお
よび/または2水石こうなどの添加量が多くなると、水
蒸気処理時に反応にあずからない消石灰および/または
石こうが生じて水和硬化体の強度は低下する。したがつ
て生石灰などの添加量は10〜25重量?、2水石こう
などの添加量は8〜25重量%に限定される。なお生石
灰などの配合割合が30重量%を越えると、水蒸気処理
後に多くの生石灰などが残り、乾燥雰囲気下では生石灰
などが炭酸カルシウムになり、その際の反応膨張により
ヘアクラツク(ミクロクラツク)が多数発生し、製品が
劣化する。また水蒸気処理条件は、処理温度および処理
時間が主な要因である。
一般に水蒸気処理時間が短い際には、水和硬化体はカル
シウムモノサルフオアルミネート水和物、2水石こう、
エトリンガイトの混合物からなり強度は小さく、水蒸気
処理時間が長くなるにしたがつてエトリンガイトの生成
量が多くなり強度も大きくなる。なお、さらに水蒸気処
理を長時間にわたり実施し、エトリンガイトの生成が終
結した後も水蒸気処理を施すと、エトリンガイトは耐熱
性に欠けるため無水石こうとカルシウムアルミネート水
和物に分解し水和硬化体の強度は低下する。石炭灰の粒
度分布も水和硬化体の性状に大きな影響を及ぼす。
一般に石炭灰の粒度が小さくなるにしたがつて、すなわ
ち比表面積が大きくなるにしたがつて、短い処理時間で
水和硬化体は所定の強度を呈する傾向にある。これは水
蒸気処理によるエトリンガイトの生成反応はスルーソル
ーシヨンリアクシヨン(ThrOughsOlutiO
nreactiOn)であり、Al2O3の溶解度は消
石灰,2水石こうに較べて著しく小さく、エトリンガイ
トの生成速度がAl2O,の溶解速度に依存するためと
推定できる。前述の如く、水蒸気処理においては原料粉
体配合割合、水蒸気処理条件、石炭灰の粒度分布が主な
要因であるが、石炭灰の性状は産出地および燃焼条件に
よつて大幅に異なり、とくに反応性の良くない石炭灰に
おいては、上記3要因に関する適正領域の選定だけでは
充分な機械的強度を呈し得ない。
このような石炭灰を使用する際には反応度を上げるため
の好適な前処理または後処理操作が必要となる。本発明
においては、水蒸気処理の前処理として予め少量の水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水
酸化物を添加することによつて、石炭灰の反応性を向上
させ、機械的強度の大きい水和硬化体を製造する。水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水
酸化物の添加方法は、石炭灰、生石炭などおよび2水石
こうなどの混合粉体中に所定量を混入する方式でもよく
、また石炭灰、生石灰などおよび2水石こうなどの混合
粉体に添加する水に予め所定量を溶解させておく万式で
もよい。水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアル
カリ金属の水酸化物の添加量は、概略0.25〜5.0
重量?であるが、最も好適な添加量は石炭灰によつて微
妙に異なつてくるため、事前に適正量を求めておくこと
が望ましい。このように本発明においては、原料中の石
炭灰配合割合が60〜85重量%と大きいため、石炭灰
を大量に処理することができ、また80〜100℃の比
較的低温の常圧水蒸気養生であるので、オープン構造が
可能(加圧密閉構造不要)で製造設備が簡素化され、連
続養生が可能で石炭灰の大量処理に適しており、しかも
蒸気温度が100℃以下のため、廃蒸気などの低温蒸気
が使用でき、エネルギコストを低減することができる。
つぎに実施例および比較例について説明する。実施例お
よび比較例における原料石炭灰は市販フライアツシユで
あり、性状を第1表に示す。原料石灰灰の化学的成分と
しては、X線回折分析によれば大量の石英(α−SiO
2)、中量のムライト(3A1203・2Si02)、
少量のマグネタイトFe3O4)が認められた。石炭灰
および水和硬化体の試験方法をつぎに示す。
ブレーン比表面積測定は、島津製作所製の粉体比表面積
測定器SS−100形を使用し、空気透過法によつた。
曲げ強度試1験は、試験片として20X20×80(M
77!)のものを使用し、試験装置として丸菱科学製作
所のMKS改良型万能強度試験機を使用した。試験方法
は3点曲げ法によつた。圧縮強度試1験は、試験片とし
て20X20×20(MOのものを使用し、試験装置と
してインストロン社製の万能試験機(最大荷重10トン
)を使用した。試験方法は定たわみ速度法によつた。な
お実施例および比較例においては,水蒸気は常圧水蒸気
を使用した。比較例 1 石炭灰70部、生石灰20部、2水石こう10部、水4
0部を混合してスラリーとし(アルカリ金属の水酸化物
は添加しない)、このスラリーを型枠中に注入して成形
体を得た。
この成形体を脱型して密閉容器内に収納し、97℃の水
蒸気と15時間接触させて水和硬化体を得た。水和硬化
体の特性は第2表の如くであつた。実施例 1 石炭灰70部、生石灰20部、2水石こう10部、水酸
化ナトリウム0.25部、水40部を混合してスラリー
とし、このスラリーを型枠中に注入して成形体を得た。
この成形体を脱型して密閉容器内に収納し、97℃の水
蒸気と15時間接触させて水和硬化体を得た。水和硬化
体の特性は第2表の如くであつた。実施例 2 水酸化ナトリウムの添加量を0.5部とし、他は実施例
1と同様の実験を行なつた。
水和硬化体の特性は第2表の如くであつた。比較例 2 石炭灰75部、生石灰15部、2水石こう10部、水4
0部を混合してスラリーとし(アルカリ金属の水酸化物
は添加しない)、このスラリーを型枠中に注入して成形
体を得た。
この成形体を脱型して密閉容器内に収納し、97℃の水
蒸気と15時間接触させて水和硬化体を得た。水和硬化
体の特性は第2表の如くであつた。実施例 3 石炭灰75部、生石灰15部、2水石こう10部、水酸
化カリウム0.25部、水40部を混合してスラリーと
し、ζのスラリーを型枠中に注入して成形体を得た。
この成形体を脱型して密閉容器内に収納し、97℃の水
蒸気と15時間接触させて水和硬化体を得た。水和硬化
体の特性は第2表の如くであつた。実施例 4 水酸化カリウムの添加量を0.50部とし、他は実施例
3と同様の実験を行なつた。
水和硬化体の特性は第2表の如くであつた。実施例 5 水酸化カリウムの添加量を1.0部とし、他は実施例3
と同様の実験を行なつた。
水和硬化体の特性は第2表の如くであつた。実施例 6 水酸化カリウムの添加量を1.5部とし、他は実施例3
と同様の実験を行なつた。
水和硬化体の特性は第2表の如くであつた。実施例 7 水酸化カリウムの添加量を2.0とし、他は実施例3と
同様の実験を行なつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 石炭燃焼時に排出される石炭灰60〜85重量%、
    生石灰または/および消石灰10〜25重量%、2水石
    こう、半水石こうまたは/およびII型無水石こう8〜2
    5重量%からなる混合粉体に、0.25〜5重量%の水
    酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の
    水酸化物および10〜60%の混水量の水を添加して混
    練した後、この混練物を型枠または成形容器などを用い
    て成形し、ついでこの成形体を80〜100℃の常圧水
    蒸気で処理することを特徴とする石炭灰を主原料とする
    硬化体の製造方法。
JP55059272A 1980-05-02 1980-05-02 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法 Expired JPS5924749B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55059272A JPS5924749B2 (ja) 1980-05-02 1980-05-02 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55059272A JPS5924749B2 (ja) 1980-05-02 1980-05-02 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56160365A JPS56160365A (en) 1981-12-10
JPS5924749B2 true JPS5924749B2 (ja) 1984-06-12

Family

ID=13108566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55059272A Expired JPS5924749B2 (ja) 1980-05-02 1980-05-02 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5924749B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11685171B2 (en) * 2018-12-26 2023-06-27 Seiko Epson Corporation Tape supplying device and tape printing system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5969462A (ja) * 1982-10-06 1984-04-19 川崎重工業株式会社 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法
JPS5888326U (ja) * 1982-11-22 1983-06-15 株式会社シマノ 恒温容器
JP2006117478A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Kagawa Industry Support Foundation 石炭灰の固化方法及び固化体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11685171B2 (en) * 2018-12-26 2023-06-27 Seiko Epson Corporation Tape supplying device and tape printing system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56160365A (en) 1981-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mallikarjuna Rao et al. Final setting time and compressive strength of fly ash and GGBS-based geopolymer paste and mortar
Ravikumar et al. Structure and strength of NaOH activated concretes containing fly ash or GGBFS as the sole binder
Pangdaeng et al. Influence of curing conditions on properties of high calcium fly ash geopolymer containing Portland cement as additive
Thaarrini et al. RETRACTED: Feasibility Studies on Compressive Strength of Ground Coal Ash Geopolymer Mortar
CN109485278A (zh) 一种以煤矸石为原料的胶凝材料及其制备方法
JP6493719B2 (ja) レアアースを含有する泥の処理方法
CN102643107B (zh) 一种免煅烧脱硫石膏基陶粒混凝土多孔砖
Mahmoud et al. Resistance of alkali-activated slag to sulphate attack and elevated temperatures
JPS5924749B2 (ja) 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法
JPS6125673B2 (ja)
JPS641416B2 (ja)
JPS641419B2 (ja)
JPS641418B2 (ja)
JPS641417B2 (ja)
JPS641423B2 (ja)
JPS641420B2 (ja)
JPS641422B2 (ja)
JPS5953228B2 (ja) 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法
JPS641421B2 (ja)
JPS594395B2 (ja) 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法
Lin et al. Investigation of Phosphogypsum-Based Cementitious Materials: The Effect of Lime Modification
JPH0629159B2 (ja) 流動層燃焼灰を原料とする硬化体の製造方法
Das et al. Durability Properties of Ambient Cured Geopolymer Mortar Made from Rice Husk Ash–Based Alkali Activator: A Comparative Study with Conventional Alkali Activator
JPS5953229B2 (ja) 石炭灰を主原料とする硬化体の製造方法
JPS6324941B2 (ja)