JPS6046955A - フライアッシュ−セメント造粒物の炭酸化方法 - Google Patents

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】 この発明はフライアッシュ、セメント、クリンカアッシ
ーよりなる配合物全水添造粒して得た造粒物を炭酸化す
る方法に関する。フライアッシュ、セメント、クリンカ
アッシーの配合物を水添造粒して人造骨材を製造する方
法は、この発明の属する研究グループが先に特願昭５６
−１０６５３３号として提案した。この造粒物は、その
後の研究でセメント骨材の外、濾過材や浄化材としても
有用なことが判明した。しかしながら、この造粒物はフ
ライア、ソシュ、セメント。

タリンカアヴシュに含まれているカルシウムなどにより
かなり強いアルカリ性金呈する。そのため、この造粒物
を野外に積み置きすると雨水によりアルカリ分が溶出し
、いわゆるアルカリ土類金ひきおこすおそれがあった。

特に、これ全戸過材や浄化材に使用する場合は、これ全
そのまま使用することが出来ず、アルカリの溶出防止処
理を施すことが必要とされていた。

本願の発明者は、フライアッシー、セメント。

クリンカアッシーの配合物を水添造粒して得た造粒物の
より広い利用範囲の適用のため、これを中性化する方法
として、炭酸ガスによる炭酸化の方法を採用したが、必
ずしも満足すべき結果が得られなかった。

即ち、得られたフライアッシー−セメント造粒物の中、
粒径が５＋＋ｍφ未満の、骨材でいうと細骨材では炭酸
ガスが粒子の中心部まで浸透して中性化が充分に行なわ
れるものの、粒径が５＋ｎｍφ以上の粗骨材となると粒
子の中心部まで確実に中性化することが困難で粒子の表
面部のみしか中性化がなされないという問題点が存して
いた。

フライアッシュとセメントの混合物に、クリンカアッシ
ュを配合し、これ全水添転動造粒する人造骨材の製造法
（前述の特願昭５６−１０６５３３号〕は、クリンカア
リシーを粒度調整材として用いたもので、これによると
、クリンカアッシュの配合量を変えることによって細骨
材から粗骨材まで全任意に分別して造粒できるが、こう
して得られるフライアッシーセメント造粒物の中の、径
の犬なる粗骨材に対する中性化に上記の如き問題点が存
していた。

そこで発明者らは、フライアッシー−セメント造粒物の
、特にその粗骨材に対するアルカリの溶出防止について
種々の研究をしたものであるが、その結果、造粒物の含
有水分を特定の範囲に調整後、これ全炭酸ガスで炭酸化
することによりきわめて効果的にアルカリ分を中性化す
ることに成功し、この発明全完成した。

すなわち、この発明は、フライアッシュとセメントの混
合物に外削で１〜１０重量％のクリンカアッシユ全配合
して、これ全水添転動造粒して造粒物となし、次に養生
後その水分含有量を３〜１５％に調整し、ついでこの造
粒物をその内部まで炭酸化することを特徴とするフライ
アッシ−セメント造粒物の炭酸化方法である。

以下に、この発明をさらに説明する。

この発明に用いられるフライ′７″ツシーは１石炭燃焼
の際排出されるＥＰ粉（電気集じん灰〕を主とした約１
００μ以下のもので、好ましくは更に細かい８８μ篩残
分１０％以下のものがよい。

ここに用いられるフライアッシュの１例を示せば第１表
の如くである。

また、セメントは、普通セメント、早強セメント、超早
強セメント、白色セメント、ノエットセメント、アルミ
ナセメント、中庸熱セメントの外に高炉セメント９シリ
カセメント。フライア、／−セメントが用いられる。ク
リンカアッシュは、ディジ下部節炭器の粗粒灰を主とし
た１００μ程度以上のものが大部分のものを用いる。フ
ジイアッシュ、セメントの混合物に外削で１〜１０重量
％の範囲で上記クリンカアッシュを配合する。クリンカ
アリシーの配合割合１〜１０重量％の中でも、小配合率
とすると造粒物の粒径は大きく、また大配合率と（７て
１０重量％の近くとすると粒径は小さくなるので、ここ
に用いるクリンカアリシーは、造粒に際して１種の粒度
調整材の役割全果すものであるが、前述し７’ｃ１〜１
０％の配合比率とすることによって、大体径５叫φ以上
の粗骨材相当の造粒物とすることができる。ここに用い
るタリンカγ、ッゾユの１例を示せば第２表の如くであ
る。

３１ｆ 前記タリンカアヅンー以外の配合物であるセメント、フ
ライアッシュの配合比は、特に限定されるものではない
。セメント比を上げることにより造粒物の点圧強度が上
昇するが、一方でコストも上るので、用途に応じ変更す
ればよい。

通常はセメント３〜１５チ、フライア、、　７．．７５
〜９７チの範囲が好適である。

フライアヴゾー、セメント、タリンカア、、シーの配合
原料（ユ、次にこれを水添造粒するが、ここに用いられ
る造粒機は、パン型破レタイザ。

ドラム型造粒機、その他公知の転勤造粒機が用いられる
。これによって水添造粒して得た造粒物は、その径が５
閣φ以上の粗粒となるが、その後養生を行なう。養生期
間はフライア、ノゾー。

セメント、クリンカア１．ンユの配合呈、使用セメント
の種類、その他得られたものの用途などによって異ｆ、
Ｌり一様ではない。１例とし−Ｃ、フライアラ／−８０
重量部と普通セメント２０重量部との混合物にクリンカ
アッシー５重量部配合したものｋＡン型ペレタイザーで
約２０チの水ｆｆｉ　ＵＯえて転動造粒したものは、通
常２０℃、材令２８日以上の養生が好ましい。強度発現
を早めるために水蒸気養生、促進剤の添加、高温養生等
を採用してもよい。また％２０℃材今２材令以下であっ
ても、使用目的欠満足する強度であれば、それでもよい
。使用目的に見合った強度が発現するまで養生された造
粒物は、次にその水分含有量を調整する。この方法とし
ては、各種の方法があって特に限定されるものではない
が、特定含有水分量を正確に調整する方法として、約１
０５℃で十分加熱して含有水を除去したのち、新たに水
を加えて特定量の水分含有量ｔてすることが好ましい。

外に、養生後約１０５℃の温度で卯熱し、特定含水量に
なったら７１０熱を中ｄニする方法、養生抜水に浸漬後
、約１０５℃の瀘度で７１０熱し、特定含有水量になっ
たら７１Ｄ熱を中止する方法もある。

特定含有水量に調整した造粒物（ま、最後の炭酸ガスの
処理を施す。炭酸ガスの圧力は常圧でも充分で、これに
よって造粒物の中心部のアルカリまで炭酸化できて実際
上は問題ない。しかし常圧以上の高圧にするとより短時
間で造粒物を炭酸化することができる。また、炭酸化に
先立ち、造粒物を減圧処理すれば、炭酸化はより速く、
かつ中心部まで行なわれる。

以上、本発明によると、石炭火力発電所などで廃棄物と
して大量に発生するフライアッシュ。

クリンカア、ソ／ユに小量のセメント全結合材として用
いて造粒物を得、このアルカリ分全炭酸ガスで炭酸化し
無害、中性化される。従って、この造粒物は野積み、投
棄してもアルカリ公害のおそれはないばかりが、涙過材
、浄化拐等としても使用が可能となった。

以下に実施例をあげてこの発明をさらに説明する。

実施例１ フライアッシー８０重量部、普通セメント２０重量部全
混合したものに対し、クリンカアヴゾユを外削で５チ添
〃口し、約２０％の水をｖ口えてパン型破レタイザで５
〜２５閣φの造粒物を得た。なお、用いたフライγヴシ
ュ、クリンカＴヮ／ユは第１表、第２表に示したもので
ある。

また、セメントについては第３表に示す普通セメントを
用いた。

得られた粒状物を２８日間、温度２０℃、湿度９５チ以
上で湿空養生した。次に、これを１０５℃の乾燥器の中
に入れ２４時間加熱乾燥し絶乾状態にした。絶乾状態と
した粒状物全５〜１０鱈φ、１５〜２０瓢φ、２０〜２
５■φの粒度の３種に篩分け、その各々に別々水ｅ　７
ＪＩ＋え、その含水率を０〜２０％の範囲となるように
した。

粒度別、含水量に調整した試料約１ｋｇをそれぞれ炭酸
化養生器に充填後、蓋をして外気とのしゃ断を行った。

この後炭酸化養生器内を真空ポンプで約５０　ｍｘｒ　
Ｈｇまで減圧し、この圧力全１０分間保持し、後すみや
かに炭酸ガス全養生器内に封入した。炭酸ガスは市販液
化炭酸ガスを使用して養生器内圧力’ｃＢｋｇ／ＣＪ（
デーノ圧）まで加圧し２４時間養生して粒状物を炭酸化
した。

第１図は、径の異なる粒状物の含水量を変化させて炭酸
化し、たときの、ＣＯ２反応量の測定値を示したもので
ある。ＣＯ２反応量は水弁式カルシメータを用いＪＩＳ
１２１１に準じてめた。また第２図は、粒状物を２８日
間、温度２０℃、湿度９５％以上で湿空養生後金水率の
調整について次の三通りで行ったものの、声値、ＣＯ２
反応量を示したものである。即ち、第２図の■は、造粒
、養生、乾燥、水分調整、炭酸化の順、■は造粒、養生
９水没２表乾、乾燥しながら水分調整、炭酸化の順、■
は造粒、養生、乾燥しながら水分調整、炭酸化の順で行
ったものである。

なお、ＰＨ値は炭酸化粒状物５ｇをビー力に入れ、蒸留
水１００ｆｆ４：加え充分攪拌したのぢ、３０分経過後
測定したものである。図２から粒度および含水率調整方
法が変っても含水率が５〜ｌＯ％付近でｐ）Ｉ値が極小
となり、ＣＯ２反応量が極太となり、炭酸化が進行して
いることがわかる。

造粒物の内部についての炭酸化程度を調べた。

含水率１％、７％、２０１％の３種につき、それぞれ上
記と同様に炭酸化した１５−φの大きさの造粒物全半分
に割り、フェノールフタレイン指示薬ｉ１〜２滴破断面
に滴下し、内部の炭酸化状況全観察し、その結果を説明
図として第３図に示した。同図でみられるように、含水
率が過少のときは（イ）に示されるように炭酸化が全体
に抑制される。また含水率が過剰となると、ｅ）の如く
内部より表面が炭化されやすい。いずれも本発明の範囲
列では炭酸化の進行は不充分であることがわかる。

実施例２ フライγツシ、、セメ：／ト、クリンカアヴシ一の混合
割合を下記の３通りに変え、／ぞン型被しタイザで５〜
１０＋ｗ＋ａφに造粒した。これ全実施例１と同様に炭
酸化したものの、含水率とＣＯ２反応量を第４図に示す
＠ （１）７ライγ、シュ（ＦＡ）８０普通セメントＣ）２
０クリンカγツゾユ（ＣＬ）（２）　ｔｔ　９５　ｐ　
５　ｔｌ （３）　／ｌ　８５　ｔｔ　１０　ｔｔ　１（重量部） 第４図から、原料配合比を変えても同様の傾向にあるこ
とがわかる。

実施例３ 実施例１と同様にして得られた造粒物の炭酸化工程につ
き検討した。即ち、湿空養生後ただちに炭酸がスを封入
する場合、養生後真空ポンプで約５０＋ｍＨｇまで減圧
したのち炭酸ガスを封入する場合の各々につき、炭酸ガ
ス封入時間とμ値、　ＣＯ２反応量との関係をめた。そ
の結果をＷ、５図に示す。なお、図中真空有りとは、真
空ポンプで約５０＋ｗＨｇまで減圧し、この圧力で１０
分間保持したことを意味する。第５図から。

減圧による前処理及び炭酸ガス封入圧力の増大は炭酸化
に効果的なことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

与 第１図はフライアッシー−セメント造粒の含５　水率と
ＣＯ２ガス測定量の関係金量す線図、第２５　図は造粒
物の含水率と−及びＣＯ２ガス測定量の０　関係金量す
線図％第３図は、造粒物の内部の炭酸化を示した説明図
、第４図は造粒物の含水率とＣＯ２ガス測定量の関係を
示す線図、第５図は造粒物のｃｏ２ｆス封入保持時間と
Ｃ０２ｆス測定量の関係を示す線図。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 （イ）　（ロ）　（ハ） １°／、　（イ４水に）　７°１０　２０　’７゜第４
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フライアッシュとセメントとの混合物に外側で１〜１０
   重量％のクリンカアッシー全配合して、これを水添転動
   造粒して造粒物となし、次に養生後その水分含有量全３
   〜１５％に調整し、ついでこの造粒物をその内部まで炭
   酸化すること全特徴とするフライアッシ、−セメント造
   粒物の炭酸化方法。