JPS6345184A - 骨材に溶融スラグを含む軽量コンクリ−ト成形品 - 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】 二産業上のｆｌｌ用分野〕 この発明は、産業廃棄物として処理されろ廃棄物焼却灰
溶、勉スラグを骨材の一部に利用した軽量コンクリート
成形品に関するしのである。

τ従来の技術− 判知の如く、家庭や工場等から廃棄されｆ二部市廃棄物
：土、一旦集約場に集約された後に、適宜、？ｆ棄物の
種類によりｌ）！類され、埋め立て地に直１妾埋ｒ＞立
てられても理されろか、めろい：よ清掃工場等の焼却場
において焼却し理されるのが一般的でＪ）−た。しかし
、前記埋め立てによる廃棄物処理では、埋め立て！！！
２′ｊ）絶対的かつ慢性的な不足が問題にｔ−こるとＪ
−に、前記廃棄物から打害物質か地中へ浸透することに
よる、ｎＱ記埋め立て地付近での地下・長の汚染か乃け
られず、また、１１肖記埋め立て地：よ、その時間の経
０に（１′−って、的Ｊ己廃棄物５）閏ｉ１．ｌ（、′
−）解によ、つ発生さ７′″、るメタンカス再思、臭か
つ危険・′−ガスの存在や、地盤沈下等の問題か解決さ
れないため、その再利用が促進されず、活用か不十分で
ある、という問題点がめっｆ二。

まｆコ、りさ抑場により都市廃棄物を焼却処理しＬ二場
合、焼却灰としてυト出される廃棄物の…は、焼却的の
廃棄物の状ｆＳの１０分の１に減量され、さらに、埋め
立て地に特許な前記問題が、焼却処理によれ：２解、ｈ
されろ、という利点はあるが、この場合で乙、面記焼却
天はいずれにせよ産業廃棄物処理場あるいは埋め立て地
に埋め立てることとなり、将来的に用地不足を招く恐れ
があった。

近＋ｒ＝、前記焼却灰を１１００°Ｃ〜１５００°Ｃの
高温で、ｔ′；、融させ、いｐゆろ溶融スラグとして処
理する廃棄物処理方法が提案されている。この方法によ
れば、ｉｊｊ記焼却天の量を約半分に減量することかで
きろと共に、前記溶融スラグは固形物としてｉすられる
ので、その取り汲いが容易となる。

−発明が解決し′ようとする問題点」 しかし、ｌＹｊ記、８融スラグ化による廃棄物処理であ
ってし、この溶融スラブを、前記焼却灰の場合と同様に
、産業廃棄物処理場あるいは埋め立て地に埋め立てる必
要がうり、前記問題点の根本的な解決策とはなり得てい
ない。従って、この廃棄物焼去ＩＪ天から得られろ溶融
スラグを、廃棄物としててはなく、同等かの形で再利用
を積極的に図る必要が生じてくる。

前記溶融スラグは、砂の代替品として各種建設、土木資
材に使用されたり、道路舗装における路床、路盤材とし
て試験的に供用５れ、ｒ二つして、そＪ）再利用が図ち
れてはいるが、そ、つ使用のための技術は未だ確立さイ
ーでおらず、ま、′二、現在り時へてはＴｉｔ用τ囲ち
欅めて６０定５杭て゛、・ろｆ二め、前記資りとしての
価値が低い、という更に検付十べさ課題を遣していた。

この発明は、前記問題点に濫みてなされｆ二乙のであり
、産業廃棄物として処理される廃棄物焼却灰溶融スラグ
の再ｆｌｌ用を図る方法の一環として、この溶融スラブ
を骨材の一部に利用した軽量コンクリート成形品の提供
を、そＪ）目的としてし）る。

１問題へを解決ずろｆ二めの手段− 萌記間′ｘ１．＝ａを解決するｒ二めに、この発明は、
廃棄物焼却灰を１高温にて溶１勧してｉｌｌら１−ろ１
′与憩スラゲと、砂らしくは粒状軽石等７つ甜叶財とを
主骨ｔ７オとし、こイーにセメントと水とを１昆り、ｕ
　Ｅ　＋’しさせてなるコンクリート成形品を構成する
と共に、前記溶融スラグの粒径を１０ｍｍ以下とし、か
つこの溶融スラグと前記細骨材とを１量比で３対５〜５
対３の割合で混合しｒ二よつな、骨材に溶融スラブを含
む軽量コンクリート成形品を構成している。

以下、この発明について詳細に説明すれば、前記溶融ス
ラグは、収集された廃棄物を、まず清掃工場等において
焼却炉で焼却して、焼却灰とした後、磁選機により再利
用可能な鉄等の金属分を別途回収し、さらにこの焼却灰
を溶融炉内において１１００°Ｃ−１５００°Ｃの高温
下で溶融することで得られる。ここで、前記溶融スラブ
は、溶融炉での溶融後の冷却方法により、急冷式の水砕
スラグ、あるいは徐冷スラグに分類されるが、その形状
及び強度の点から見て、徐冷スラグは水砕スラ′〆より
もその通用範囲が広範囲である。

以上の方法により得られた溶融スラグは、その粒度分布
が不均一であるので、１０ｍｍ　　によりその粒径を１
０ｍｍ以下に選別して、軽量コンクリート成形品の一例
である軽量コンクリートブロックにおける骨材の規格に
合致さ仕る。

ｉｑ記溶融スラグを骨材として使用する場合、留ぎすべ
き検討点が何へかある。その一つとして、モルタル中の
水分により溶融スラブから溶出される有害物の種類及び
その量かある。すなわち、一般に供用される骨材におい
ては、ンルト、粘土等の微細な粒子、石炭、亜炭や可溶
性の硫化物、腐食上等の有機物、また骨材中の塩分（Ｎ
ａＣ１）について各々規定かあり、従って、骨材として
自記溶融スラグを使用するためには、同様に前記各有害
物の育＠支びその量について検討するＺ・要がある。し
かし、曲性の如く溶融スラブは、焼却灰を１＋００°Ｃ
〜ｌ　５００　’Ｃの高温下で溶融さ仕て得られろ固形
物であるから、前記微細な粒子及び有機物は、８融スラ
グには存在什ず、また、可溶性硫化物及び塩分について
も、強酸あるいは強アルカリ存在下においてのみ留ぎす
る程文の量であるため、前記有害物についての詳細な検
討を士ろことなく前記溶融スラグを＋′ｒ財として使］
］シても支障イＩＱい。

また、前記検討への一つとして、所要のワーカビリチー
を得るのに必要な単位水ｑの増減に影響を及ぼす、骨材
の粒度、うイ挙げられる。この場合、前記溶融スラブの
みては、ＪＩＳｊＪ！格等に規定ざれていも軽量細骨材
の粒文比四に比較して、細粒分がやや不定する傾向にあ
るのて、１１１砂あるい：よ粒状軽石等の軽量細骨材を
、混合して、そ）′）拉度稲囲を調整する２、要１ノ・
２うる。この、溶ｄスラクと□１１抄再の＋Ｉ１１］汁
材との１昆合比は、重°４比にして３５５３の範囲内、
好ましくは約１１の混合比であり、この混合比に従って
１１）ｊ己溶融スラグと１１砂等の軽量ａ（１材とを混
合すれｉｆ、、通常使用３れている軽量細骨材とほぼ同
一の骨材粒度を得ることかできる。

さらに、前記検討【、飄の一つとして、ｉ′７−財の比
重が挙げられろ。この場合、前記溶Ｑスラク３つ比重は
、原料たる都市ごみ等の廃棄物の内容等に左右さｎるち
のの、焼却炉て焼却−２−ろ萌に４宜選別オろことて、
その比重調整を行うことかてさ、まに、一般の都市ごみ
から得られる溶融スラつてあれば、その比重の範囲は、
はぼ２．５０〜２６０の範囲内に収まる。すなわち、一
般に経１コンクリート成形品内に混合される軽量細片材
の比重１３〜２．３よりも若干比重が大となるか、前述
の如く比重、）小なる粒状軽石等の経量細１士１７ｆち
混合することにより、全体としての骨材の比重を調整す
ることは可能てゐろ。

以上Ｓべた手θ；により溶、勉スラグと砂“シ！、’）
　＝Ｉ＋　；ｔ（オを混合して、軽］コンクリート成；
「３品用ｔつ；（ｉｆ　？ｉ財を構［戊することかでき
る。この後、水及びセメントを混合して、この発明によ
る軽量コンクリート成形品を作製するわけであるか、萌
記水としては、水上ｒＸ水や、山水、ｌ”Ｊｉ：：水、
地下水、ｒ’Ｊｌ　沼、”、’、等の清浄な淡水等従来
の練り混ぜ水として使用さτ−でいろ水であれば良く、
同等特殊な性質の水を必要としない。まｆこ、セメント
についてら１ｉ；ｊ　；；Ｑてゐり、一般に使用されて
いる普通ポルトランｉ・セメント、あるいは奄工条件等
の要７ｋから早ご：ポルトランドセメント等が適宜選択
されて（む用５９−ろ。

また、これら細骨材、水、セメントの配合ら、従来慣用
されている配合方法、配合比（こ天１″′、ばよく、＠
等制限を受けることはない。

以上詳細に説明した骨材に溶融スラグを含む軽量コンク
リート成形品においては、この溶融スラグの粒径を１０
ｍｍ以下に選別すれば、各種特性が従来慣用されている
軽１細骨材と遜色の無い骨材が得られると共に、この溶
融スラグと砂あるいは粒状軽石等の軽量細骨材とを重量
比にして３５〜５・　３の割合で混合すれば、その校閲
分布及び全体の比重か各仕様書等に規定されているしの
とほぼ同一の経虫紬骨材力く得られる。従って、−役に
コンクリートブロック等の軽量コンクリート成形品用に
使用されている軽量細骨材の代替品として、前記溶勉ス
ラグと砂や事立状軽石等の軽量細骨材の混合物による細
骨材を使用して、軽量コンク１！−ト成形品を作製して
ら、成形されたこの軽量コンクリート製品の強度、品質
等に同等劣化をもたらすことかない。よって、この発明
によれば、ｌ廃棄物として処理される廃棄物焼却灰溶融
スラグを骨材の一部に利用した、軽量コンクリート成形
品を描像することが可１１ｔとなる。

この発明の骨材に溶融スラグを含んだ軽量コンクリート
成形品としては、構造用部材等の目的で使用５れるコン
クリートブロック、プレキャストコンクリート板等が挙
げられる。

１実施例」 以下、この発明である骨材に、′３融スラグを含んた軽
量コンクリート成形品について、実在例によりさらに詳
細に説明するが、こＤ発明は以下に示す実施例に限定さ
れない。

（実験例） 一般の都市ゴミを焼却して得られる焼却天を、＋　＋０
０°Ｃ−１５００’ｃの高温で焼却しＬ二叉、水中にｉ
Ｓいて急冷さけ、１５ｍｍ　により！別して・Ｋ砕（溶
−）スラグを得ｆこ。

こ、Ｔ）ような水砕スラグを付は材として使用し足コン
クリート１３ツクについて、曲げ強度を５同定すること
で、そのｊ用件の検討を行った。

実験に使用したコンク１１−トブロソクは、第１図に示
すように、いわゆるブロック塀の笠木と呼ばれる形状に
成形した。このコンクリートブロックの寸法は、図中符
号においてり、＝　５５、ｈ、＝　７−５、　・遅−３
９０、ａ＝１５０（単位７１ｆｆｉ）である。

コンクリートブロックは、■旧材に粒状軽石を使用しｆ
二従来品、（■骨１りに水砕スラグと川砂とを使用した
品、・■骨材に水砕スラグと粒状軽石とを使用した品の
３種頃について作製した。これらコンクリートブロック
の配合表を、第１表に示す（！ｎ（ｉｋｇ）３ 第　　１　　表 ｎ″ｊシ己セメントは、普通ポルトランドセメントを使
用しｆ（−０また、混練用の水：工水道床を使用し、そ
○使用虫；よ、水セメント比が、ｉ　ｏ　０ｇ〜５０％
の範囲内であるようにｆＡ１整した。

以上のようにして作製されたコンクリートブロックｌを
、第１図に示すように、曲げ強度試験機中に３００　ｍ
ｍ８間されて位置されｆニー組の支持体２．２上に載置
すると共に、こ１−ろ支持体２．２のＴ間に、加力ピー
ス３を介して３　ｋ　９７７秒の♂ｌｉで増加する荷重
を加え、こ、）コンクリートブロック１ｈ（ｒＩ２Ｆｊ
Ｊ　サＳｌ　ｒ＝　ＵＮ　３気でＤ　？、行’Ｍ　’２
１ｊｌｌ　！ｆ　’３　’３１　ト’−テ’）ｌ（定し
ｆ二。こ′″）１装り定結果を第２表に示す。

第　　２　　表 □　ブロック種類　１曲げ強、度（ｋｇｆ／ｃｍ’）１
　　　■　　　　　　　、１００ ■　　　　１□　　　　５２８ １　　　■　　　　　　　３８５ 以上の実験結果から、溶融スラブを含乙・コンクリート
ブロック：ま、従来のコンクリ−トブロックと：王ぼ遜
色無い品質を何することか土１１ヤ１し、・二。

「発明の効果− 以上詳細に説明し１こように、この発明は、廃棄物焼却
灰を高温にて溶融して得られろ溶融スラグと、砂もしく
は粒状軽石等の細骨材とを主骨十オとし、これにセメン
トと水とを混合し硬化させてなるコンクリート成形品を
構成すると共に、＠記名、敞スラグの粒径を１０ｍｍ以
下とし、かつこの溶融スラグと前記細骨材とを重量比で
３対５〜５対３の割合で１気合したような、汁財に溶融
スラグを含む軽量コンクリート成形品を（、′４成して
いるので、この溶、七スラブを、従来使用されている砂
、あるいは粒状軽石等の細骨材○代替品として使用する
ことが可能となり、従って、廃棄物の、古川り道をＨｊ
ｌ　＜二とがてき、その有用性を高めることができる。

特に、ｎテｊ記名、七スラグは無償で人手する二とうス
可能であるのて、コ、クリートブロック等Ｎｌ量コノｈ
リート成、し品の製作コスト低減に寄与する二とかて一
！７８゜ １　図、ｌ１１０′）簡単な説明 第１図はコンクリートブロックの曲げ強、寞、伏験の方
法を示す図である。

ｌ・・・コンクリートブロック（軽量コンクリート成形
品）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 廃棄物焼却灰を高温にて溶融して得られる溶融スラグと
   、砂もしくは粒状軽石等の細骨材とを主骨材とし、これ
   にセメントと水とを混合し硬化させてなるコンクリート
   成形品であって、前記溶融スラグの粒径が１０ｍｍ以下
   であり、かつこの溶融スラグと前記細骨材とが重量比で
   ３対５〜５対３の割合で混合されていることを特徴とす
   る、骨材に溶融スラグを含む軽量コンクリート成形品。