JPS5969463A - 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

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JPS5969463A
JPS5969463A JP57176840A JP17684082A JPS5969463A JP S5969463 A JPS5969463 A JP S5969463A JP 57176840 A JP57176840 A JP 57176840A JP 17684082 A JP17684082 A JP 17684082A JP S5969463 A JPS5969463 A JP S5969463A
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JP
Japan
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water
mixed powder
coal ash
kneading
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JP57176840A
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宏之 松村
泰典 柴田
廣川 虎之助
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明に、石炭燃焼時に排出される石炭灰をト原剌とし
て硬化体を製造する方法、詳しくは石炭灰に消石灰また
は/おまひ生石灰、ならびに2水石こう、半水石こう寸
たは/および11 ’!r! Rlf(水石こうを添加
してなる混合粉体を海水袢たは水とともに混練し、常温
養生によって機械的強度の大きい水相硬化体を製造する
方法に関するものである。
近年我国においては一石油依存度を小さくするだめの石
油代替エネルギーの開発が国家的な課題であり−なかて
も石炭エネルギーが一つの41として注1」されている
。−次エネルギー源としての石炭の太臥消費に対処する
ための石炭利用技術の実用化における課題の一つに、石
炭燃焼時に発生する多IT1の石炭灰の処理が挙げられ
る。
石炭燃焼時には通常、石炭使用岨のほぼlO〜20重h
1%の石炭灰が発生する。通常の微粉炭燃に+’l:ボ
イラより発生するいわゆる微粉炭燃焼灰は、その発生湯
所によっでボトムアッシュ、シンダアノシュおよびフラ
イアッシュに区分され、そのうちフライアッシュが発生
階の大部分を占める。従来我国においては、フライアッ
シュの一部はセメント混相材、セメン1−原料などに角
刈用されており、残りは埋立地などにて処分されている
しかしながら、現在の方式による#Jf利用だけでTJ
−将来発生するであろう膨大な石炭灰はに対応し1仔る
だけの需冴鼠は期待できず、一方、現行の石炭灰の埋立
地などへの処分については、環境規制の強化に1゛ヒい
石炭灰処分用地のa1保が難しくなりつつあり、人格的
な石炭火力発電所の稼動の際i/i′″は、現状の石炭
灰の処分方式および有効利用方式によって発生する全て
の石炭灰を処理することは難しくなる見通しである。ま
た石炭灰の大量処理技術の検討に際しては、環境汚染が
なくかつできるだけ再利用を志向することが盛込である
。これは国産資源に乏しく国土が狭隘な我国においては
一部なる投棄処分ではなく石・炭灰を資源とl−で再利
用を図ることが重要となるためである。
未発81]は上記の諸点に鑑み、石炭灰を海面埋立およ
び一ヒ地造成のための土盤桐、軟弱地盤を対象とする土
盤改良材、ならびに道路建設用路盤材などの土木部門に
大量に活用すべく、石炭灰を原1’l−とじて圧縮強度
の大きい土盤状硬化体を製造することを目的としてなさ
れたもので、石炭灰50〜94瓜1%、望ましくは60
〜80重は%、消石灰捷たは/および生石灰(以下、消
石灰などと1li8す)5〜40重量%、望寸しくは1
5〜30重111%、2水石こう、半水石こうまたは/
および11型無水石こう(以下、2水石こうなどと略す
)1〜40重畦%、望才しく゛は5〜20重量%からな
る混合粉体な原料とし硬化体を製造する際に一該混合粉
体VCIO〜60%の混水耐の海水または水を添加し混
練する1型の混練温度が25〜60’C1望寸しくに3
5〜45℃になるように該混合粉体中の生石灰添加量を
予め調整した」二で、該混合粉体と?I11水芥たr1
水を混練]2、この混練物を型枠またki It II
ぞ容器などを+11いて所定の形状のもとて常温養生を
施すことに、、ll′ね、またはこの混練物を直接、施
工対象箇所に投入し不定形の状態にて常温養生を施すこ
とにより、圧縮強度の太きい上盤状硬化体を製造する方
法を提供するものである。
以下、未発り1の構成を詳細に脱lJl]する。一般に
、石炭灰の代表的性状である成分、組成および粒度外−
i’liは石炭の産地および燃焼時の履歴に大きく依異
なり、?′I’、 2に我国にて現在発生する石炭灰は
微粉炭燃焼灰が十であり、発生湯所および採収方式f、
1:つてそiE−ぞれ粒度分布が異なる。このため、1
i+ ?ノ↓灰を主原料とし常411(養生によって圧
縮強度の友きい水4i11+史fヒ体を製j1hする1
祭には、石炭灰の組成および粒度分布によって水相硬化
体の適正製造条件は微妙に異なる。製造条件として寄与
率が大きい要因は、原料粉体の配合割合、混練時間およ
び混練温度、常温養生時間である。
常温養生によって生成する水相硬化体の主成分は、 エ
 ト リ ン カ゛イ ト(3CaO・Alz03・ 
3CaSO4・32H20)、種々の形態のケイ酸カル
シウム゛水相物(xcao・ySi(h・ZH20)で
あるが、早期の強度発現に最も寄与するのはエトリンガ
イトである。このたぬ、原料粉体の配合割合は、工1−
リンガイトの生成に最も好6Iり合なものが適切であり
、消石灰などの1恭加量は5〜40重駄%、望ましくは
J5〜30 ’tli喰%、2水石こうなどの添加量t
fi1〜40重量%−望甘しくけ5〜せ0重量%に限定
される。寸だ常温貢生条件d主として処理時間が主な要
因である。
常温養生では、工1−1ンガイ1−が生成し通常の土木
工事に充分耐えうるための攻kg / crj以−にの
圧縮強度をすするには通常2.3[1〜1週間を東、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お
よぼす。一般に石炭灰の粒度が小さくなるにしたがって
、すなわち比表面積が大きくなるにL f−かって短か
贋養生時間で水和硬化体は所定の強IIを!する傾向に
ある。これはエトリンガイトの生成反応はスルーソルー
ショシリアクション(tl+rougb 5olu(i
on reaction )であり、また石炭灰中に含
イ〕されるアルミナ(Al2O3)の溶解速度が消石灰
、2水石こうに較べて著1.<小さく、工トリシガイ1
−の生成速度はアルミナの溶解速度に依7jするとIf
f定できるためである。このように。
水相硬化体の性状は、石炭灰の成分および組成、他の原
Y(粉体の添加耐、混水量、混練方式および混練11.
li間、ならびに常温養生期間などの製造条件によって
大きく影響され、水相硬化体の要求特性にあわせて各製
造条件を適t7JvC選定することが盛りである。
本発明は、消石灰と生石灰を適切な割合にて配合した原
料粉体と向゛水腫たは水とを同時に混練することにより
、初ル]強度の犬きb水相硬化体を簡素な214 hl
j−1−程にてかつ短かい混線時間のもとて常温養生を
:J(iiすことによって製造することを目的としたも
のである。
未発明においては、生石灰の添加によって原料粉体と海
水量たは水との混線の1祭に、生石灰の消化反応CaO
H4°Ca(OH)zが生じ、混練水の一部が木消化反
応に用因られ、原料粉体の混純にあずかる海水量または
水量が少なく、fxす、混水量を低減せしめることと同
様の効果を呈し、硬化体の圧縮強度が向上する。一方、
生石灰の消化反応の際の発熱によって通常混練温度が向
上する。混練繊度の」1昇は石炭灰中のAl2O3溶出
量を増大させポゾラン反応は促進される。しかしながら
、著しい混練温度の上昇・は混練物の擬凝結を促進する
ため、混練および流1−込み成形時の操作性を低下させ
る。
このため、生石灰の添加の1祭の適9ノなる混練温度F
i25〜60℃、望寸しくに35〜45℃である。
本発明において、混水量を10〜60重に1%と[2て
いるが、混水はを少なくすると強度が高くなるが成形性
が悪くなり、混水量がlO重量%程度以下でrr′i成
形できなくなる。また混水量を多くすると流動性が大き
くなって固化し祿゛〈なり一混水垣60重量%程度が限
定である。したがって未発E+J4 において、望まし
い混水−は30〜50重量%である。
寸た混純水と(−で河水を使用する場合は、水和硬化体
の初11JI強1隻が増強され、常温養生期間が短縮す
るという利点がある。この水和硬化体の強度発1:l 
/iii−リンガイトの生成によるもので、NaCIM
gChなどの塩の存在によってエトリンガイトの生成速
度が増太し、水和硬化体の強度が大きくなる。
つぎに′実施例および比較例につめて説明する。
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
ッシュであり、組成および性状を第1表に示す0 (以下余白) 石炭灰および水和硬化体の試験方法を次に示す。
フレーン比表面積11tll定は、高滓製作所製の粉体
比表面積測定器S S−100形を使用1〜、空気透過
法によった。曲び強度試喰は試験片と17で20X20
X80()〃2N)のものを使用1〜、圧、縮強度試(
ロ))1i試験B”と1.て20X20X20(纏)の
ものを1史月1し、試験装置としてインストOン社製の
万能試1険機を使用した。試−1方法は定たわみ法によ
った。実施例および比較例においては、常温養生目的1
d=jII光をうけない室内にて実施l−た。実施例お
よび比1膜例の詳細を第2友に示す。
実施例1 石炭灰85 M(5、生石灰10”flS、2水石こう
5部、/113水40部を同時に混練してスラリーとし
た。混練温度は40℃であった。このスラリーを室内で
711間常7iti’を養生して水和硬化体を得た。水
相硬化体の腸性は第2表のととくであった。
実施例2 石炭灰85部、消石灰5部、生石灰5部、2水石こう5
部、711iA(40部を同時に混練してスラリーとし
た。混練温度は32℃であった。このスラリーを室内で
70間常温養生して水和硬化体を得た。水相硬化体の特
性は第2表のごとくであった。
比較例1 石炭灰85部、消石灰10部、2水石こう5部、lIM
水40部を同時に混練してスラリーとした。混純温度は
22℃であった。このスラリーを室内で71−V間常温
養生して水相硬化体を得た。水相硬化体の特性は第2表
のごとくであった。
比較例2 石炭灰85部−消石灰10部、2水石こう5)信−l[
井水40部を同時に混練してスラリーとした。混純温度
tri40℃であった。このスラリーを室内で71」間
常温養生して水和硬化体を得た。水相硬化体の特性U第
2表のごとくであった。
(以下余白) 第2表より生石灰を添加した原料粉体と?lrI水とを
同時に混練した後に常温養生を施すことによって強度の
大きい水相硬化体を製造しイυ・ることがわかる。
以−:、説明したように、未発明によれは石1′升燃焼
時の排出物である石炭灰、安価彦原料である泪石灰せた
は/および生石灰、2水石こう、)1部水石こう捷たd
/および■型無水石こうを使用し、水にて混練した後に
常温養生を施すことによって圧着11強度の大きい水相
硬化体を容易にかつ安価にP!Jl造することが可能で
ありぐ未発明は石炭灰をイ」効に活用[−土木・建築の
分野における埋立−上地造成、道路建設等のための土盤
桐などの製迅に寄−ゝjする技術として有益である。ま
た未発明の方法は、原料粉体と水とを同時に混練するの
で、工程がきわめて単純化され、かつ混練時j川が短縮
さ)t、水相硬化体をより低コス1〜で製造するこ゛と
かできると論う効果を有している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石炭燃・暁時に排出される石炭灰50〜94取Qi
    %、消石灰また1l−1/および生石灰5〜40重l1
    11%、2水石こう、半水石こうまたは/および11梨
    無水石こう1〜40重用%からなる混合粉体を原料とし
    て硬化体を製造する際に、該混合粉体に10〜60重量
    %の混水量の海水寸たQ1水を1熟加し混練する際の混
    練温度が25〜60’Cになるように該混合粉体中の生
    石j火11+\加量を予め調整した」−で、該混合粉体
    と71す水外たは水とを混練し、この混練物を型枠また
    は成形容器な七を用すで成形した後、常ン晶にて養生す
    ることを特徴とする石炭灰を1−1↓i< 1”lとす
    る硬化体の製造方法。 2 石1.結燃焼峙に441出される石炭灰50〜94
    合粉体を原料として硬化体を製造する際に一該混合粉体
    に10〜60重量%の混水量の海水寸たけ水を添加し混
    練する1祭の混練温度が25〜60℃になるように該混
    合粉体中の生石灰添加量を予め調整した」−で、該混合
    粉体と河水捷たは水とを混練し、この混練物を特定の形
    状に成形することなく、常温にて養生することを特徴と
    する石炭灰を主原料・とする硬化体の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0859311A (ja) * 1994-08-19 1996-03-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd 燃焼灰を原料とする固化体の製造方法及び装置
JP2006061751A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Hosokawa Micron Corp 燃焼灰を含む固化物の製造方法
JP2012201527A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Tokyo Electric Power Co Inc:The 保水性路盤材用固化体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4893620A (ja) * 1972-02-15 1973-12-04

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