(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定粒径以下に選別した所定量の既成灰に対して該既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰を必要に応じて混合してなる石炭灰と、該石炭灰に対して所定割合となるセメントと、これら石炭灰およびセメントに対して所定割合となるミキシング水とを、攪拌・粉砕・混合して造粒物を製造するようにしたことを特徴とする石炭灰造粒物の製造方法。
【請求項２】
混合造粒装置への材料供給系統を、湿潤材供給路、乾燥材供給路、水供給路の合計３つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該湿潤材供給路を通じて所定粒径
以下に選別した所定量の既成灰を供給すると共に、同湿潤材供給路の適所にて供給既成灰の含水率を測定し、乾燥材供給路を通じて、既成灰および必要に応じて混合する乾灰の合計石炭灰量に対して所定割合となるセメント、同乾燥材供給路を通じて該所定量の既成灰に対して同既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰、および、水供給路を通じて該セメントの水和反応に必要量であって、該既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を、夫々当該混合造粒装置に供給するようにし、所定時間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中の空気、および同石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を夫々取り除くようにし、均一にコーティングしてなる造粒物を製造するようにしたことを特徴とする石炭灰造粒物の製造方法。
【請求項３】
混合造粒装置への材料供給系統を、含水した既成灰供給路、乾燥した乾灰供給路、乾燥したセメント供給路および水供給路の合計４つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該既成灰供給路の適所にて供給既成灰の含水率を測定した上、同既成灰供給路を通じて所定粒径以下に選別した所定量の既成灰、乾灰供給路を通じて該所定量の既成灰に対して同既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰、セメント供給路を通じて既成灰および必要に応じて混合する乾灰の合計石炭灰量に対して所定割合となるセメント、および、水供給路を通じて該セメントの水和反応に必要量であって、該既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を、夫々当該混合造粒装置に供給するようにし、所定時間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を夫々取り除くようにし、均一にコーティングしてなる造粒物を製造するようにしたことを特徴とする石炭灰造粒物の製造方法。
【請求項４】
混合造粒装置への材料供給系統を、含水した既成灰供給路、乾燥した乾灰供給路、乾燥したセメント供給路および水供給路の合計４つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該既成灰供給路の適所にて供給既成灰の含水率を分解能０.０１％で測定した上、同既成灰供給路を通じて所定粒径以下に選別した所定量の既成灰、乾灰供給路を通じて該所定量の既成灰に対して同既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰、セメント供給路を通じて既成灰および乾灰の合計石炭灰量に対して所定割合となるセメント、および、水供給路を通じて該セメントの水和反応に必要量であって、該既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を、夫々、当該混合造粒装置に供給し、４ないし１０分間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液により、それら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中の空気、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を夫々取り除くようにし、均一にコーティングしてなる含水率１０ないし４０％とした造粒物を製造するようにしたことを特徴とする石炭灰造粒物の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下において、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生するようにした、請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加振・加圧の条件下において、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型して得た高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生するようにしてなるものとした、請求項５記載のコンクリート製品の製造方法にて製造した高密度・高強度コンクリート製品。
【請求項７】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の光触媒と共に、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下において、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生して、ＮＯＸ吸収型ブロックとするようにした、請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の光触媒と共に、加振・加圧の条件下において、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型して得た高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生し、ＮＯＸ吸収型ブロックとするようにしてなるものとした、請求項７記載のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品。
【請求項９】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の鉄原料および植物種と共に、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下において、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生した上、魚礁・藻礁ブロックとするようにした、請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の鉄原料および植物種と共に、加振・加圧の条件下において、石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型するようにし、高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生した上、魚礁・藻礁ブロックとするようにてなるものとした、請求項９記載のコンクリート製品の製造方法にて製造した高密度・高強度コンクリート製品。
【請求項１１】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下において、該造粒物が液状化するまで脱気・成型するようにし、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生してコンクリートブロックとした上、該コンクリートブロックを破砕機に投入・破砕して振動篩機にて所定粒径以下に選別し、石炭灰再生砕石を製造するようにした、請求項６，８，１０何れか一項記載の高密度・高強度コンクリート製品を利用した石炭灰再生骨材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし４何れか一項記載の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加振・加圧の条件下において、石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃の条件下で蒸気養生してコンクリートブロックとした上、該コンクリートブロックを破砕し、所定粒径以下に選別してなるものとした、請求項１１記載の製造方法にて製造した石炭灰再生骨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、埋立処分された石炭灰の再資源化に関連するものであり、特に、既成灰を利用した石炭灰造粒物、石炭灰コンクリート製品、再生骨材などを製造、提供する分野は勿論のこと、その輸送、保管に必要となる設備、器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。                                                                              
【背景技術】
【０００２】
（着目点）
近年の電力需要の増加に伴い、石炭火力発電所が見直されてきており、それに伴って石炭灰の発生量が大幅に増加し、昨今の景気低迷および地球温暖化問題で石炭灰はセメント原料、コンクリート用混和材などとして有効利用されているが、その消費量は、建設工事の減少に伴い激減し、余剰となった石炭灰は、産業廃棄物として最終処分場に埋立て保管するしかなく、過去からの堆積物と合わせると、その量は増加の一途にあり、埋立処分した既成灰を含め、有効利用の用途拡大が緊急の課題となっている。
【０００３】
従前より、人工骨材およびコンクリートブロックなどに用いられている乾灰（発電所内で発生した直後の乾燥状態にある石炭灰）は、日本工業規格に準じた所謂ＪＩＳ灰が主であり、石炭灰の強熱減量（ｉｇｌｏｓ）が高くエージングによるポゾラン反応が緩慢になってしまった既成灰は使用しておらず、工場で製造する人工骨材およびコンクリートブロックは、セメント、乾灰、骨材（砂利・砂）および添加剤を適正配合してミキサーで混練し、一部は、自然養生、または量産性・経済性から一般的に型枠に打設し、脱型可能な強度が要求されるため、その後、４ないし５時間を蒸気養生して製造するのが一般的であり、乾灰添加量は、その強度発現性からコンクリートブロック全体の２０％程度に留まっていて、大量処理の面と製造コスト面とで不利であり、さらに、一度、埋め立てられて含水してしまった既成灰は、リサイクル利用するのが極めて困難なものとなってしまう。
【０００４】
（従来の技術）
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案も、これまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献１（１）に提案されているものに代表されるように、乾灰とセメントと水とを混練、造粒した上、再度、転動処理することにより、緻密で高強度の石炭灰造粒物を精製するようにしたり、同特許文献１（２）に見られるような、乾灰と頁岩微粉末を主原料として焼成した多孔質人工骨材の内部空隙に、水およびセメントの水和生成物と反応する珪酸系薬剤を格納したスマートマテリアル化人工軽量骨材としたりすることにより、乾灰のリサイクル量を拡大しようとする技術などが散見される。
【０００５】
しかし、これらの特許文献１（１）および（２）に示されているような乾灰とセメントを用いた造粒技術などは、何れも火力発電所などで発生した乾灰を、そのままリサイクル利用する技術であり、一度埋め立てして高い含水率となってしまった既成灰を有効利用する技術ではなく、含水率の高い既成灰をセメントおよび水に加えて混練した場合、セメント中の石灰分が水中に溶出してしまい、セメントの水和反応が阻害され、固化物の強度を高めることができないという現象を生じ、このように含水量の多い既成灰を利用可能とする技術としては、例えば、同特許文献１（３）に示されているもののように、ポリビニルアルコールを加えることにより、そのヒドロキシル基によってカルボキシル基をエステル化することができ、カルボキシル基によるセメント固化阻害を防止し得るようにしてなる固化剤があるものの、ポリビニルアルコールを添加すると、勢いコストアップしてしまうという致命的な欠点があった。                                                                                                            
【特許文献１】（１）特開２００２−１３６８５８号公報    （２）特開２０１１−２０７６５１号公報    （３）特開平１０−６０４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（問題意識）
上述したとおり、従前までに提案のある乾灰を利用した各種造粒技術や人工骨材の製造技術などは、何れも含水率の高い既成灰を大量に利用することができないという欠点を残すものとなっている一方、処分場に埋め立てられた既成灰は、永年の間に蓄積された未利用の資源であり、さほどコストを要しないで大量に供給可能であって、有効に再生利用できれば、低コストで利用可能な資源を大量に生産、提供することができ、しかも処分場の処理スペースを復活させ、延命化することができという可能性を秘めており、こうした状況を鑑みた本願発明者等は、永年、人工骨材やコンクリート製品などの開発、提供に携わる中、それらから得られた様々な知見、およびユーザーからの情報などに基づき、石炭火力発電所で際限なく発生し続ける乾灰、およびリサイクル利用されない大量の余剰石炭灰を、多大な経済的負担を覚悟して産業廃棄物の埋立処分をしようにも、埋立処分場枯渇の問題が大きく伸し掛かるなどの障害を伴うことから、これら既成灰の有効利用に係わる新技術を、一刻も早く開発・実用化しなければならないという危機感を持つに至った。
【０００７】
（発明の目的）
そこで、この発明は、含水量の多い既成灰を主要な原材料として高密度・高強度コンクリート製品類を、低コストで効率的に生産可能とする石炭灰の新たなリサイクル技術の開発ができないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な石炭灰造粒物の製造方法、それによる石炭灰造粒物を利用する新規なコンクリート製品の製造方法、それら製造方法によって製造した新規な構造の高密度・高強度コンクリート製品、その高密度・高強度コンクリート製品を利用した新規な再生骨材の製造方法、および、この製造方法にて製造した新規な構造の再生骨材を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。                                                    
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の構成）
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の石炭灰造粒物の製造方法は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、所定粒径以下に選別した所定量の既成灰に対して該既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰を必要に応じて混合してなる石炭灰と、該石炭灰に対して所定割合となるセメントと、これら石炭灰およびセメントに対して所定割合となるミキシング水とを、攪拌・粉砕・混合して造粒物を製造するようにした構成を要旨とする石炭灰造粒物の製造方法である。
【０００９】
この基本的な構成からなる石炭灰造粒物の製造方法は、その表現を変えて示すと、混合造粒装置への材料供給系統を、湿潤材供給路、乾燥材供給路、水供給路の合計３つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該湿潤材供給路を通じて所定粒径以下に選別した所定量の既成灰を供給すると共に、同湿潤材供給路の適所にて供給既成灰の含水率を測定し、乾燥材供給路を通じて、既成灰および必要に応じて混合する乾灰の合計石炭灰量に対して所定割合となるセメント、同乾燥材供給路を通じて該所定量の既成灰に対して同既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰、および、水供給路を通じて、該セメントの水和反応に必要量であって、該既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を夫々、当該混合造粒装置に供給し、所定時間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子が、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、同石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる造粒物を製造するようにした石炭灰造粒物の製造方法となる。
【００１０】
さらに別の表現で示すならば、混合造粒装置への材料供給系統を、含水した既成灰供給路、乾燥した乾灰供給路、乾燥したセメント供給路および水供給路の合計４つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該既成灰供給路の適所にて供給既成灰の含水率を測定した上、同既成灰供給路を通じて所定粒径以下に選別した所定量の既成灰、乾灰供給路を通じて該所定量の既成灰に対して同既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰、セメント供給路を通じて既成灰および必要に応じて混合する乾灰の合計石炭灰量に対して所定割合となるセメント、および、水供給路を通じて該セメントの水和反応に必要量であって、該既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を、夫々当該混合造粒装置に供給し、所定時間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる造粒物を製造するようにした構成からなる石炭灰造粒物の製造方法と言える。
【００１１】
この発明の石炭灰造粒物の製造方法を、さらに具体的なものとして示すと、混合造粒装置への材料供給系統を、含水した既成灰供給路、乾燥した乾灰供給路、乾燥したセメント供給路および水供給路の合計４つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該既成灰供給路の適所にて、供給既成灰の含水率を分解能０．０１％で測定した上、同既成灰供給路を通じて所定粒径以下に選別した所定量の既成灰、乾灰供給路を通じて該所定量の既成灰に対して同既成灰の含水率に応じて加減した所定割合の乾灰、セメント供給路を通じて既成灰および乾灰の合計石炭灰量に対して所定割合となるセメント、および、水供給路を通じて該セメントの水和反応に必要量であって、これら既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を、夫々、当該混合造粒装置に供給し、４ないし１０分、望ましくは５分間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液により、それら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる含水率１０ないし４０％、望ましくは２５％の造粒物を製造するようにしてなる石炭灰造粒物の製造方法である。
【００１２】
（関連する発明１）
上記した石炭灰造粒物の製造方法に関連し、この発明には、それによる石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法も包含されている。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、これら石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生するようにした構成からなる、この発明の基本をなす石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法である。
【００１３】
（関連する発明２）
上記した石炭灰造粒物の製造方法に関連し、この発明には、前記関連する発明１に記載のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品も包含される。
即ち、この発明の基本をなしている前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型して得た高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生するようにした構成からなる、この発明のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品である。
【００１４】
（関連する発明３）
前記関連する発明１に記載のコンクリート製品の製造方法は、さらにそれを応用してなる、以下に示すとおりの技術的思想による発明も包含する。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の光触媒と共に加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、これら石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生してＮＯＸ吸収型ブロックとするようにしてなる、この発明の基本をなす石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法が、それである。
【００１５】
（関連する発明４）
上記した石炭灰造粒物の製造方法に関連し、さらにこの発明には、前記関連する発明３に記載のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品をも包含されている。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の光触媒と共に、加振・加圧の条件下にて、これら石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型して得た高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生し、ＮＯＸ吸収型ブロックとするようにした構成からなる、この発明のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品である。
【００１６】
（関連する発明５）
そして、前記関連する発明１に記載のコンクリート製品の製造方法は、さらにそれを応用してなる、以下に示すとおりの技術的思想による発明を包含する。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の鉄原料および植物種と共に、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生して、魚礁・藻礁ブロックとするようにしてなる、この発明の基本をなす石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法である。
【００１７】
（関連する発明６）
また、上記した石炭灰造粒物の製造方法に関連し、この発明には、前記関連する発明５に記載のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品も包含されている。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の鉄原料および植物種と共に、加振・加圧の条件下にて、石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生し、魚礁・藻礁ブロックとするようにてなるものとした構成からなる、この発明のコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品である。
【００１８】
（関連する発明７）
さらにまた、前記関連する発明１に記載のコンクリート製品の製造方法は、さらにそれを応用した、以下に示すとおりの技術的思想からなる発明を包含している。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、該造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生してコンクリートブロックとした上、該コンクリートブロックを破砕機に投入・破砕して振動篩機にて所定粒径以下に選別し、石炭灰再生砕石を製造するようにした、前記何れか記載のこの発明の高密度・高強度コンクリート製品を利用した石炭灰再生骨材の製造方法である。
【００１９】
（関連する発明８）
そして、上記関連する発明７に記載した石炭灰再生骨材の製造方法に関連し、この発明には、この石炭灰再生骨材の製造方法によって製造した石炭灰再生骨材も包含されている。
即ち、この発明の基本をなす前記石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、加振・加圧の条件下にて、石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生してコンクリートブロックとした上、該コンクリートブロックを破砕し、所定粒径以下に選別してなるものとした構成からなる、この発明の高密度・高強度コンクリート製品を利用した石炭灰再生骨材の製造方法にて製造した石炭灰再生骨材である。                                                                
【発明の効果】
【００２０】
以上のとおり、この発明の石炭灰造粒物の製造方法によれば、従前までのものとは違い、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、従前までの石炭灰を利用する各種造粒技術や人工骨材の製造技術などの何れもが、火力発電所などから排出されたばかりの乾灰を利用するものであり、一旦埋め立てられて含水率が高まってしまった既成灰を、経済的且つ大量に利用することはできないという欠点を有していたものが、これら困難な課題を解決すると共に、既成灰の含水率に応じて加減した所定量の乾灰を必要に応じて混合するようにして、セメントとの密着性を高めてなるものとするようにし、それ以外の化学成分などを一切使用せずとも、高品質の石炭灰造粒物を製造可能とし、しかも既成灰が含む水分をもセメントの水和反応や造粒に利用可能とし、供給するミキシング水量を大幅に削減し得て格段に経済的な生産を実現化することができるから、永年に亘って埋立・蓄積してきた既成灰をリサイクル活用可能となし、さほどコストを要せずとも大量に供給可能な有効資源として活かすことができるようにし、低コストで利用可能な資源を大量に生産、提供することができ、しかも埋立処分場の処理スペースを復活させ、延命化することができるようになるという秀れた特徴が得られるものである。
【００２１】
加えて、混合造粒装置への材料供給系統を、湿潤材供給路、乾燥材供給路、水供給路の合計３つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用いることにより、湿潤材供給路に湿潤材料である既成灰、乾燥材供給路に乾燥材料であるセメント、乾灰、そして水供給路にミキシング水Ｗを夫々隔離した状態に供給するようにして、混合造粒装置に投入したときの水分量管理を正確且つ容易なものとし、製造する石炭灰造粒物の含水量管理を最適なものとすることができるから、高品質化と高強度化とを安定して達成可能とすることができ、さらに、混合造粒装置への材料供給系統を、含水した既成灰供給路、乾燥した乾灰供給路、乾燥したセメント供給路および水供給路の合計４つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用いることによって、乾燥材供給路を乾灰供給路とセメント供給路とに分離し、混合造粒装置に投入する直前まで乾灰およびセメントの分離状態を確保可能とし、投入する既成灰の含水率および投入量に応じた量の乾灰およびセメントを一段と正確に計量・投入できるものとし、一層高い品質管理を実現化、可能とすることができるという利点が得られる。
【００２２】
そして、既成灰供給路の適所にて供給既成灰の含水率を分解能０．０１％で測定し、その測定値に基づき乾灰の投入量を加減・決定すると共に、セメント、および必要、最小限量のミキシング水を混合造粒装置に供給し、４ないし１０分、望ましくは５分間に亘って強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液により、それら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる含水率１０ないし４０％、望ましくは２５％の造粒物を製造するようにし、より高い精度でセメントの水和反応を効率的に引き出し、外気温や天候などに左右されずに高品質化を達成し、格段に秀れた石炭灰造粒物の製造方法を提供することができる。
【００２３】
この発明の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法によれば、従前までの石炭灰造粒物を使用したコンクリート製品類とは異なり、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生するという工程により、プレス成型のみを行った石炭灰成型品を蒸気養生してなるものより、遙かに高密度および高強度で耐久性に秀れた高密度・高強度コンクリート製品を生産可能にするという効果を奏するものとなる。
【００２４】
加えて、この発明の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の光触媒と共に、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生する工程としたコンクリート製品の製造方法によれば、従前までのプレス成型のみを行った石炭灰成型品を蒸気養生してなるものよりも、遙かに高密度および高強度で耐久性に秀れた、この発明に包含する高密度・高強度コンクリート製品としてのＮＯＸ吸収型ブロックの提供が可能となる。
【００２５】
また、この発明の石炭灰造粒物の製造方法にて製造した石炭灰造粒物を、所定添加量の鉄原料および植物種と共に、加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生する工程としたコンクリート製品の製造方法によれば、従前までのプレス成型のみを行った石炭灰成型品を蒸気養生してなるものよりも、遙かに高密度および高強度で耐久性に秀れた、この発明に包含する高密度・高強度コンクリート製品としての魚礁・藻礁ブロックとしての提供を可能にすることになる。
【００２６】
この発明に包含するコンクリート製品の製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品は、産業廃棄物であった既成灰を主要な原材料としているから、それ以外の骨材を用いたコンクリート製品に比較して遙かに経済的であり、しかも、従前までのプレス成型のみを行った石炭灰成型品を蒸気養生してなるものより、遙かに高密度および高強度で耐久性に秀れたものであるという秀れた特徴を有し、さらに、所定量の光触媒を添加してなるものは、高密度および高強度で耐久性に秀れるという特徴を兼ね備えたＮＯＸ吸収型ブロックとすることができ、また、所定量の鉄原料および植物種を添加してなるものは、高密度および高強度で耐久性に秀れた魚礁・藻礁ブロックとすることが可能になるなど、多方面で秀れた特徴を有するコンクリート製品を提供できるという特徴を発揮するものとなる。
【００２７】
さらに、この発明の高密度・高強度コンクリート製品を破砕機に投入・破砕して振動篩機にて所定粒径以下に選別し、石炭灰再生砕石を製造するようにした石炭灰再生骨材の製造方法によれば、従来のコンクリート製品を破砕して製造した再生骨材に比較し、高密度および高強度で耐久性に秀れるという高い品質を得ることができるものとなる上、産業廃棄物であった既成灰を主要な原材料としているから、格段に経済的なものとして生産することができるという特徴を奏することとなり、しかもこの高密度・高強度コンクリート製品を利用した石炭灰再生骨材の製造方法によって製造した石炭灰再生骨材は、従来の再生骨材よりも遙かに秀れた耐久強度と経済性とを達成することができるという利点が得られるものとなる。                                                                                
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
この発明の、石炭灰造粒物の製造方法は、石炭火力発電所が排出した石炭灰を埋め立て処分するなどして、含水した状態にある既成灰を主原料とし、人工骨材などとして有効利用可能な石炭灰造粒物や石炭灰造粒製品などを製造する新技術にあり、使用する既成灰は、含水率５ないし５０％、望ましくは２５％±５のものを使用するのが最も効率的であり、既成灰供給路は、供給を受けた既成灰を所定粒径に選別し、その粒度構成は０ないし４０ｍｍ、そして、その中の２０ｍｍアンダーは８０％、最適値は、５ｍｍアンダーを９０％の割合とするのがよく、選別・排除した４０ｍｍオーバーの既成灰は、破砕経路に供給し、粉砕処理してから、再度、当該既成灰供給路に投入するようにすると好都合のものとなる。
【００２９】
湿潤材供給路は、湿潤材料を混合造粒装置に効率的に供給可能とすると共に、外部や他の固化材料などの乾燥材へ水分が漏出するのを阻止し、且つ、外部から水や異物が進入するのを阻止するようにする機能を担い、より具体的には、湿潤材料である既成灰の所定量を、混合造粒装置に正確且つ効率的に供給可能とすると共に、既成灰が含有する水分を他の乾燥材（固化材など）の供給路に漏出せず、しかも他のミキシング水用の供給路などからの水分が浸入しないよう管理可能とする機能を有する狭義での既成灰供給路であるということができ、より具体的には、後述する実施例に示すように、生産量に合わせた量の既成灰を供給可能とする既成灰受入ホッパー、既成灰を粒径で選別する粒度選別器、粒径選別済みの既成灰を変速自在に供給可能なベルトコンベア、および、混合造粒装置に所定量の既成灰を供給可能な既成灰計量ホッパなどからなるものとすることができる。
湿潤材供給路の適所には、通過する既成灰の含水率を測定する水分計を設けたものとするのが望ましく、後述する実施例に示すように、分解能０．０１％の高性能水分計を設置し、その測定結果は、乾灰供給路（乾燥材供給路）の供給量制御機能を備えた自動制御装置に送信可能なものとすべきである。
【００３０】
乾燥材供給路は、固化材料を混合造粒装置に効率的に供給可能とすると共に、外部や他の湿潤材料への漏出・混合を阻止し、且つ、外部から水や異物が進入するのを阻止できるようにする機能を担い、より具体的には、外部からの水分の浸入を阻止して乾燥材料であるセメントや乾灰の乾燥状態を維持可能であり、しかもセメントや乾灰の夫々を、各々所定量ずつ、混合造粒装置に効率的に供給可能とするよう管理可能とする機能を有する狭義のセメント供給路および乾灰供給路からなるものであるということができ、より具体的には、後述する実施例にも示すように、生産量に応じたセメントを収容可能な容量のセメントサイロ、セメント槽、所望量のセメントを計量・供給可能なセメントサービスサイロなどを有するセメント供給路、生産量に応じた乾灰を収容可能な容量の乾灰槽、所望量の乾灰を計量・供給可能な乾灰サービスサイロなどを有する乾灰供給路、および、それらセメント供給路・乾灰供給路から供給を受けたセメント・乾灰を混合造粒装置に計量・供給可能とする固化材計量ホッパからなるものであるとすることができる。
乾灰は、既成灰の含水量が多すぎる場合に、その含水率を５ないし５０％、望ましくは２５％±５の範囲に制御するよう混合するものであり、既成灰供給路投入当初から既成灰の含水率が２５％±５の範囲にある場合には、乾灰を全く投入せずに造粒する場合もあり得る。
【００３１】
水供給路は、混合造粒装置内の石炭灰（既成灰・乾灰）およびセメントを水和反応させ、造粒するのに必要な量の水を効率的に供給可能とする機能を担い、セメントの水和反応に必要量であって、これら既成灰、乾灰である石炭灰およびセメントが完全に混合するに必要、最小限量のミキシング水を調節・供給可能とするものとしなければならず、混合造粒装置内の既成灰が有する含水量で充分な場合には、ミキシング水を全く投入せずに造粒することもあり得る。
【００３２】
混合造粒装置は、投入を受けた所定量の石炭灰（既成灰・乾灰）、セメント、ミキシング水を強制的に攪拌・粉砕・混合し、造粒可能とする機能を担うものであり、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子が、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる石炭灰造粒物を製造可能なものとしなければならず、後述する実施例に示すように、石炭灰、セメント、ミキシング水を収容可能であって周回り方向、および／または逆回転方向に回転可能なドラムと、このドラム内で同周回り方向、および／または逆回転方向に回転駆動可能なインペラとを有し、４ないし１０分、望ましくは５分間で石炭灰造粒物を製造可能な性能を有する攪拌・粉砕・混合ミキサー、該攪拌・粉砕・混合ミキサーが製造した石炭灰造粒物を両方向搬送ベルトコンベアに落下供給する下部ホッパ、および該下部ホッパから供給を受けた石炭灰造粒物を、一方の造粒製品置き場と他方の加圧・成型ラインとの中、何れか一方に選択的に搬送可能とする両方向搬送ベルトコンベアからなるものとすることができる。
【００３３】
この発明の石炭灰造粒物の製造方法によって製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法は、この発明の石炭灰造粒物の製造方法によって製造した石炭灰造粒物を加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生するようにしたものであるということができ、より具体的には、後述する実施例に示すように、石炭灰造粒物を加振・加圧の条件下によって成型し、蒸気養生してコンクリートブロックを得る方法、石炭灰造粒物を所定添加量の光触媒と共に、加振・加圧の条件下にて成型し、蒸気養生してＮＯＸ吸収型ブロックを得る方法、または、石炭灰造粒物を所定添加量の鉄原料および植物種と共に、加振・加圧の条件下によって成型するようにした上、蒸気養生して魚礁・藻礁ブロックを得る方法などとすることができる。
【００３４】
加圧・成型ラインは、石炭灰造粒物を加振・加圧の条件下にて、石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得るようにするという機能を担っており、後述する実施例に示すように、即脱型振動式成型機に供給する石炭灰造粒物の量を調整する供給調整器と、成型枠付振動部およびプレス機構とを有し、加振・加圧の条件下で、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を製造可能な即脱型振動式成型機と、光触媒や鉄原料および植物種などといった添加物を計量、供給可能な補助原料供給器とを有するものとすることができる。
【００３５】
蒸気養生装置は、この発明の石炭灰造粒物の製造方法によって製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法により、該石炭灰造粒物を、加振・加圧の条件下で、液状化するまで脱気・成型して得た高粘性状態の石炭灰成型品を収容し、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生可能とする機能を分担し、生産規模に応じた容積の養生槽を有するものとしなければならず、加熱温度が６０℃未満では硬化時間を短縮することができず、また１００℃を超えると水分が化（沸騰）してしまい高気密・高強度のコンクリート製品を製造できないという欠点を生じてしまうことから、それら欠点を生じることなく、最も効率的に養生するためには、８０℃の条件下に保持して養正するようにするのが望ましいと言える。
【００３６】
この発明の石炭灰造粒物の製造方法によって製造した石炭灰造粒物を利用して得た高密度・高強度コンクリート製品を、原料として利用した石炭灰再生骨材の製造方法は、この発明の石炭灰造粒物の製造方法で製造した石炭灰造粒物を加圧・成型ラインに供給し、加振・加圧の条件下において、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高粘性状態の石炭灰成型品を得た後、該石炭灰成型品を蒸気養生装置内に搬送するようにし、６０ないし１００℃、望ましくは８０℃の条件下で蒸気養生してコンクリートブロックとした上、該コンクリートブロックを破砕機に投入・破砕して振動篩機にて所定粒径以下に選別し、ＲＣ−４０などの石炭灰再生砕石を製造するようにするものであるということができる。
【００３７】
破砕ラインは、この発明の石炭灰造粒物の製造方法によって製造した石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法により、製造したコンクリート製品を破砕し、且つ所定粒径に選別可能とする機能を分担するものであり、少なくとも破砕機および振動篩機を有するものとしなければならず、後述する実施例にも示してあるように、コンクリート製品を搬送・供給する振動フィーダ、該振動フィーダから供給を受けたコンクリート製品を破砕するＨＤブレーカ、該ＨＤブレーカが破砕したコンクリート製品破砕片を所定粒径以下に選別する振動篩機などからなるものということができる。
【００３８】
自動制御装置は、高性能水分計が検知した既成灰供給路を通過する既成灰の含水率値を受信し、該含水率に応じて、混合造粒装置に投入する該既成灰の量に応じて同混合造粒装置に投入・混合する乾灰の量を加減制御可能とする機能を分担し、混合造粒装置に投入する既成灰、乾灰を合わせた石炭灰の含水率を５ないし５０％に制御するものとしなければならず、含水率が５％未満では、セメントとの混合に時間を要することとなって工程上に不都合を来し兼ねないこととなり、また含水率が５０％を超えると、セメントの硬化に長時間を要して硬化後の強度が低下してしまうなど経済的・品質的にも不利であるという支障を生じてしまうことから、最も効率的に高密度・高強度のコンクリート製品を得るためには、石炭灰の含水率を２５％±５に制御するのが望ましく、したがって、当該自動制御装置が、混合造粒装置に投入・混合する既成灰、乾灰を合わせた石炭灰の含水率を２５％±５に高精度で制御可能なものとすべきである。
また、当該自動制御装置は、混合造粒装置に投入した、既成灰、乾灰を合わせた石炭灰の含水率および投入量、セメントの投入量などの各種条件値を演算処理し、その計算結果に基づき、水供給路からの吸水量を制御する水計量器を自動制御し、セメントの水和反応および造粒作用に必要量最小限且つ過不足無い量のミキシング水Ｗを混合造粒装置に供給可能なものとすることができる。
【００３９】
既成灰は、石炭火力発電所などから産業廃棄物として排出され、埋立処分場などに埋め立てるなどして含水してしまった石炭灰であり、この発明の石炭灰造粒物の製造方法に利用するときには、含水率が５ないし５０％の含水率にあるのが良く、さらに望ましくは２５％±５の含水率に調整するのが望ましく、それらの範囲を超えている場合にも、この発明の石炭灰造粒物の製造方法によって含水率に応じて加減した乾灰と混合し、含水率５ないし５０％、望ましくは含水率２５％±５の範囲に制御して利用することができる。
【００４０】
乾灰は、石炭火力発電所などから産業廃棄物として排出された乾燥状態のままにある石炭灰であって、既成灰との違いは、基本的に含水率の違いにあり、この発明の石炭灰造粒物の製造方法に利用するときには、既成灰の含水率および使用量に応じて加減した量を投入するようにしなければならず、混合造粒装置への投入直前まで乾燥状態を維持するよう保管しなければならない。
【００４１】
セメントは、適量の石炭灰およびミキシング水と攪拌・粉砕・混合し、石炭灰粒付着水分とセメント粉状粒子が、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる含水率１０ないし４０％、望ましくは２５％の石炭灰造粒物を製造可能とする機能を分担し、後述する実施例に示すように、例えば、普通ポルトランドセメント・高炉セメント・早強セメントなどとすることができる。
【００４２】
ミキシング水は、セメントの水和反応を発生可能とし、石炭灰粒子やセメント粒子に粘性を発生させて造粒可能とする機能を分担するものであり、必要量最小限且つ過不足無い量を混合造粒装置に供給するようにしなければならず、セメントの硬化に影響するような不純物などを含まない水を使用しなければならず、工業用水の外、地下水、雨水、河川水、浄化水など、あらゆる面で品質および安全を確保可能とする水であれば、何れも利用可能である。
以下では、図面および表に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。                                                                                                    
【図面の簡単な説明】
【００４３】
図面は、この発明の石炭灰造粒物の製造方法、それによる石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法、それら製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品、その高密度・高強度コンクリート製品を利用した再生骨材の製造方法、および、この製造方法にて製造した再生骨材の技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
【図１】この発明の石炭灰造粒物の製造方法、それに使用する製造プラント、および、それを含む製造プラント全体を概念的に示すフローチャートである。
【図２】この発明の高密度・高強度コンクリート製品の製造条件と圧縮強度・密度との相関関係を示すグラフである。
【実施例１】
【００４４】
図１に示す事例は、混合造粒装置４への材料供給系統を、湿潤材供給路１、乾燥材供給路２、水供給路３の合計３つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを用い、該湿潤材供給路１を通じて既成灰ＥＣを供給し、乾燥材供給路２を通じてセメントＣ、同乾燥材供給路２を通じて乾灰ＤＣ、および、水供給路３を通じてミキシング水Ｗを、夫々、当該混合造粒装置４に供給して強制的に攪拌・粉砕・混合し、石炭灰造粒物Ｇを製造するようにした、この発明の石炭灰造粒物の製造方法における代表的な一実施例を示すものである。
以下では、この発明の石炭灰造粒物の製造方法、それによる石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法、それら製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品、その高密度・高強度コンクリート製品を利用した再生骨材の製造方法、および、この製造方法にて製造した再生骨材の一例について、製造プラントを概念的に示すフローチャートに基づき、順次説示して行くこととする。
【００４５】
図１からも明確に把握できるとおり、この発明の実施に際し、石炭灰造粒物Ｇ、それを利用した高密度・高強度コンクリート製品Ｂ、および、それらを利用した再生骨材Ｇ０の製造に利用する製造プラントは、その要となる混合造粒装置４への材料供給系統を、基本的に、湿潤材供給路１である既成灰供給路１、乾燥材供給路２であるセメント供給路２０および乾灰供給路２４、および水供給路３の合計３つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを有しており、換言すると、当該混合造粒装置４への材料供給系統を、含水した既成灰供給路１、乾燥した乾灰供給路２４、乾燥したセメント供給路２０および水供給路３の合計４つの供給路に分離・隔離してなる造粒プラントを有するものであると言うことができ、該造粒プラントの下には、加圧・成型ライン５、蒸気養生装置６、破砕ライン７などの各種２次加工系統が付属し、さらに、それらの下に造粒製品置き場８、ブロック製品置き場８０、人工骨材製品置き場８１などの各種製品置き場を設置したものとしてある。
【００４６】
当該既成灰供給路（湿潤材供給路）１は、既成灰（埋立処分場内で採取した湿潤状態の石炭灰）ＥＣを受入れ可能な既成灰受入ホッパー１０、既成灰受入ホッパー１０から供給を受けた既成灰ＥＣを、粒径４０ｍｍアンダーに選別可能な粒度選別器１１、粒径４０ｍｍアンダーに選別した既成灰ＥＣを、既成灰計量ホッパ１３まで変速可能に移送可能なベルトコンベア１２、および、該ベルトコンベア１２が供給した既成灰ＥＣを受入れ、生産量に応じた量を計測し、混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０に供給可能な既成灰計量ホッパ１３を備えており、該粒度選別器１１にて粒径４０ｍｍオーバーとして選別、排除した既成灰ＥＣは、図示しない破砕ルートを経てから再度、石炭灰受入ホッパー１０に戻し、全ての既成灰ＥＣを無駄なく利用するようにしてある。
【００４７】
当該乾燥材供給路２は、セメント供給路２０および乾灰供給路２４からなっており、１個の固化材サイロ２１内を隔壁で縦断状に２分割したものとし、一方を普通ポルトランドセメント・高炉セメント・早強セメントなどの何れかを収容するセメント槽２２、他方を火力発電所が排出した石炭灰であって、搬入段階にて既に粒径４０ｍｍアンダーに選別してある乾灰を収容する乾灰槽２５とし、該セメント槽２２の下には、同セメント槽２２から供給を受けたセメントＣの所定量を固化材計量ホッパ２７に供給可能なセメントサービスサイロ２３を設け、該乾灰槽２５の下には、同乾灰槽２５から供給を受けた乾灰ＤＣの所定量を固化材計量ホッパ２７に供給可能な乾灰サービスサイロ２６を設けた上、各セメントサービスサイロ２３および乾灰サービスサイロ２６の下方には、それらから供給を受けた所定量のセメントＣおよび乾灰ＤＣを夫々計量し、前記混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０に供給可能な固化材計量ホッパ２７を設けたものである。
【００４８】
当該水供給路３は、水計量器３０を有して前記混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０に、所定量のミキシング水Ｗを計量・供給可能なものとしてあり、これら既成灰供給路１、乾燥材供給路２（セメント供給路２０、乾灰供給路２４）、水供給路３の下に配した、混合造粒装置４は、それらから所定量の既成灰ＥＣ、セメントＣ、乾灰ＤＣ、ミキシング水Ｗを受け入れ可能、且つ周回り方向に低速・正転および／または逆転動可能なドラム４１、および、該ドラム４１内で高速・正転および／または逆転動可能なインペラ（図示せず）を設けてなる攪拌・粉砕・混合ミキサー４０を有するものとし、さらに、該攪拌・粉砕・混合ミキサー４０下には、同攪拌・粉砕・混合ミキサー４０が送出する石炭灰造粒物Ｇを一時的に収容可能な下部ホッパ４２、および、該下部ホッパ４２が供給する石炭灰造粒物Ｇを受けて、２方向の何れか一方に選択的に搬送可能な両方向搬送ベルトコンベア４３を配したものとしてある。
【００４９】
自動制御装置９は、既成灰供給路１ベルトコンベア１２付近に設置した高性能水分計９０に接続するようにし、該ベルトコンベア１２が搬送する既成灰ＥＣの含水率を、常時分解能０．０１％で測定し、その測定値に基づき、既成灰ＥＣ、セメントＣ、乾灰ＤＣ、ミキシング水Ｗ夫々の配合量を計算し、フィードバック制御可能なものとしてある。
【００５０】
当該両方向搬送ベルトコンベア４３は、その一方端が２次加工系統である加圧・成型ライン５に到達し、同他方端は、造粒製品置き場８に到達するよう設置し、混合造粒装置４が送出した石炭灰造粒物Ｇを、そのまま石炭灰造粒製品Ｇとして製品化する場合には、造粒製品置き場８に向けて搬送し、また、混合造粒装置４が送出した石炭灰造粒物Ｇを、さらに２次加工する場合には、加圧・成型ライン５に向けて搬送可能とするよう、搬送方向を自在に切り換えることができるものとしてある。
【００５１】
２次加工系統の要である当該加圧・成型ライン５は、両方向搬送ベルトコンベア４３から供給を受けた石炭灰造粒物Ｇの即脱型振動式成型機５１への供給量を制御可能な供給調整器５０、同供給調整器５０が搬送する石炭灰造粒物Ｇに、所定添加量の光触媒や、所定添加量の鉄原料および植物種などの補助原料類（図示せず）を供給可能な補助原料供給器５２、および、該供給調整器５０が供給する石炭灰造粒物Ｇを受けて加振・加圧の条件下にて石炭灰成型品Ｍに加工可能な即脱型振動式成型機５１からなり、該即脱型振動式成型機５１は、電気振動によって振動周波数・強度を低周波に調整可能とした成型枠付振動部と、油圧式高圧縮機、および、同高圧縮機上部に配した電動振動器を有するプレス機構（何れも図示せず）とからなるものとしてある。
【００５２】
加圧・成型ライン５からフォークリフトやベルトコンベア（何れも図示せず）などを用いて搬送容易な近接位置に、蒸気養生装置６を設置し、該蒸気養生装置６の養生槽６０内に石炭灰成型品Ｍを効率的に搬入可能なものとし、該蒸気養生装置６にて完成した各種高密度・高強度コンクリート製品Ｂを、フォークリフトやベルトコンベア（何れも図示せず）にて効率的に搬送可能な場所にブロック製品置き場８０を設置し、さらに、該蒸気養生装置６によって完成した各種高密度・高強度コンクリート製品Ｂを、フォークリフトやベルトコンベア（何れも図示せず）にて効率的に搬送可能な別の場所に破砕ライン７を設けたものとする。
【００５３】
３次加工系統である破砕ライン７は、振動フィーダ７０、ＨＤブレーカ７１および振動篩機７２を順次、配列し、搬入した高密度・高強度コンクリート製品Ｂを振動フィーダ７０にてゆっくり、ＨＤブレーカ７１に供給し、該ＨＤブレーカ７１は、供給を受けた高密度・高強度コンクリート製品Ｂを悉く粉砕して振動篩機７２へと送出し、該振動篩機７２は、高密度・高強度コンクリート製品Ｂ破砕粒を粒径４０ｍｍアンダーに選別し、石炭灰再生骨材Ｇ０（製品ＲＣ−４０）を生産可能なものとし、粒径４０ｍｍオーバーの高密度・高強度コンクリート製品Ｂ破砕片は、当該振動フィーダ７０に再投入して無駄なく生産可能なものとし、振動篩機７２から搬送容易な場所に人工骨材製品置き場８１を設けたものとしてある。
【００５４】
（実施例１の作用・効果）
（石炭灰造粒物の製造）
以上のとおりの構成からなるこの発明の石炭灰造粒物の製造方法は、図１に示すように、当該製造プラントの造粒プラント部分に相当する既成灰供給路（湿潤材供給路）１、セメント供給路２０（乾燥材供給路２）、乾灰供給路２４（乾燥材供給路２）、水供給路３、混合造粒装置４および造粒製品置き場８にて効率的に実施可能であり、石炭灰造粒物Ｇの製造を開始する準備段階において、既成灰受入ホッパー１０に、図示しない原料ヤードに受け容れ、保管してある既成灰ＥＣをローダーにて生産量に合わせた量を供給し、また、セメント供給路２０セメント槽（固化材サイロ２１内）２２にセメントＣを収容し、乾灰供給路２４乾灰槽（固化材サイロ２１内）２５に乾灰ＤＣを収容し、さらに、水供給路３に工業用水であるミキシング水Ｗを所定水圧にて供給可能とした上、自動制御装置９および各バルブ、センサー、モーター類、コンベアー類など造粒プラント全体を統合制御の下に起動する。
【００５５】
既成灰受入ホッパー１０に供給する既成灰ＥＣは、その含水率５ないし５０％の範囲内にあるものとし、望ましくは含水率２５％±５のものとすると好都合のものとなる。
また、当該セメント供給路２０および乾灰供給路２４は、そのセメント槽２２および乾灰槽２５を１基の固化材サイロ２１内に１枚の隔壁で隔てたものとして設置してあることから、乾燥保管のために厳重な防水設備を要して高価且つ大型のサイロを複数基設置する必要が一切なく、経済的で、しかも設置スペースを削減して造粒プラントを小型化することができるという大きな効果を奏するものとなる。
【００５６】
当該既成灰供給路（湿潤材供給路）１は、既成灰受入ホッパー１０に受入れた既成灰ＥＣの適量ずつを粒度選別器１１に投入し、粒径４０ｍｍアンダーに選別してから、ベルトコンベア１２に送出するものとし、該粒度選別器１１から送出した選別済みの既成灰ＥＣの粒度構成は０ないし４０ｍｍとし、その中、２０ｍｍアンダーは８０％程度、最適値としては５ｍｍアンダー９０％とするのが望ましく、４０ｍｍオーバーとして選別・排除した既成灰ＥＣは、図示しない破砕ルートを経て再度、石炭灰受入ホッパー１０に戻すようにする。
【００５７】
該ベルトコンベア１２にて搬送する選別済み既成灰ＥＣは、その含水率を自動制御装置９が、高性能水分計９０で分解能０．０１％の高精度で測定し、その測定値に基づき、既成灰計量ホッパ１３が混合造粒装置４に供給する既成灰ＥＣ、および、固化材計量ホッパ２７が混合造粒装置４に供給する乾灰ＤＣの配合割合を自動的に演算処理する。
【００５８】
自動制御装置９の制御を受けた既成灰供給路（湿潤材供給路）１の既成灰計量ホッパ１３は、含水率測定値に基づき演算処理して得た配合割合となる量の既成灰ＥＣを、混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０のドラム４１に自動投入するようにし、同様に自動制御装置９の制御を受けた乾燥材供給路２固化材計量ホッパ２７は、含水率測定値に基づき演算処理して得た配合割合となる量の乾灰ＤＣ、および、それら石炭灰（既成灰ＥＣ、乾灰ＤＣ）の合計量に基づき演算処理して得た量のセメントＣを、同混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０のドラム４１に自動投入し、さらに、該自動制御装置９の制御を受けた水供給路３水計量器３０は、それら石炭灰（既成灰ＥＣ、乾灰ＤＣ）およびセメントＣを充分に水和反応させると共に、完全に混合可能とするに必要最小限の量のミキシング水Ｗを、同混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０のドラム４１に自動給水するものである。
【００５９】
既成灰ＥＣ、乾灰ＤＣ、セメントＣ、ミキシング水Ｗの投入を受けた混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０は、自動制御装置９の制御に従い、内部で高速回転するインペラ、および、外がわで低速回転するドラム４１の互いの正・逆切り換え回転によって投入した全材料の攪拌・衝撃粉砕・混合を開始し、その混練・造粒時間は、長いほど次工程に好条件となるものの、製造コスト面で５分程度に制限するのが望ましいと言え、４〜１０分の範囲で行うのが経済的にも秀れており、石炭灰ＥＣ，ＤＣ（既成灰：水分２５％前後）粒付着水分とセメント粉状粒子とが、その水溶液によってそれら石炭灰粒中および石炭灰・セメントの粉状粒子中、および、石炭灰粒間および石炭灰・セメントの粉状粒子間の空気を取り除き、均一にコーティングしてなる石炭灰造粒物Ｇを形成する。
【００６０】
混合造粒装置４の攪拌・粉砕・混合ミキサー４０が製造した石炭灰造粒物Ｇは、下部ホッパ４２を経て、両方向搬送ベルトコンベア４３にて造粒製品置き場８に搬送し、その後、人工骨材（ＲＣ−４０）Ｇなどの石炭灰造粒製品Ｇとして所定量毎袋詰めするなどして出荷することができる。
石炭灰造粒物Ｇの製造に用いる各資材の品質は、例えば、下記表１に示す条件のものとすることができる。
【表１】
0005474036.tif 000002
【００６１】
（石炭灰造粒物の製造方法による石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造）
両混合造粒装置４攪拌・粉砕・混合ミキサー４０および下部ホッパ４２が供給する石炭灰造粒物Ｇは、方向搬送ベルトコンベア４３が、造粒製品置き場８とは逆方向に搬送するよう駆動することにより、各種２次加工系である加圧・成型ライン５の供給調整器５０に移送し、該供給調整器５０は、即脱型振動式成型機５１への石炭灰造粒物Ｇ供給量を制御するものとなり、該即脱型振動式成型機５１は、電気振動にて振動周波数・強度を低周波に調整可能とした成型枠付振動部と、油圧式高圧縮機、および、同高圧縮機上部に配した電動振動器を有するプレス機構とからなっているから、その振動・加圧にて石炭灰造粒物Ｇが液状化するまで脱気し、セメントＣ粒子と石炭灰（既成灰ＥＣ、乾灰ＤＣ）粒子とが緻密に結合し、ノンスランプで高粘性状態の石炭灰成型品Ｍを得るものとなる。
【００６２】
各種２次加工系である加圧・成型ライン５、およびそれに続く蒸気養生装置６にて、ＮＯＸ吸収型ブロックＢを製造する場合には、補助原料供給器５２が、供給調整器５０で移送中の石炭灰造粒物Ｇに、酸化チタン材などの光触媒を所定量添加し、また、魚礁・藻礁ブロックＢを製造する場合には、当該補助原料供給器５２が、供給調整器５０で移送中の石炭灰造粒物Ｇに、鉄原料および植物種などを添加するように制御することができ、当該即脱型振動式成型機５１の成型枠形状は、成型対象製品に応じて例えば、各種タイル、ブロック、パネル、側溝、側溝蓋、段差ブロック、魚礁・藻礁ブロック、その他など様々な製品毎に応じて変更可能である。
【００６３】
コンクリートの強度発現を妨げる原因の１つは、粒子間に空気が介在して濡れ性が起こらず水和反応およびポゾラン反応を妨げることにあり、２つ目は、セメントＣ粒子と石炭灰ＥＣ，ＤＣ粒子との粒径範囲が近いため、クラスタが切れず、空隙が出来易い場合であるが、当該即脱型振動式成型機５１は、加振・加圧の条件下にて、該石炭灰造粒物が液状化するまで脱気・成型し、高密度・高粘性状態の石炭灰成型品Ｍを得ることができるから、前述の障害を解決し、後述する蒸気養生装置６にて高密度・高強度コンクリート製品Ｂを製造できる。
【００６４】
当該加圧・成型ライン５の即脱型振動式成型機５１によって製造した石炭灰成型品Ｍは、図示しないフォークリフトやベルトコンベアなどを用いて蒸気養生装置６養生槽６０内に搬入し、４ないし５時間に亘り、６０ないし１００℃、コスト面と強度発現性とを考慮すれば８０℃の条件下で蒸気養生し、各種高密度・高強度コンクリート製品（ＮＯＸ吸収型ブロック・魚礁・藻礁ブロック）Ｂを完成し、図示しないフォークリフトやベルトコンベアなどによってブロック製品置き場８０に搬出するか、または、３次加工系である破砕ライン７まで搬送する。
【００６５】
図２のグラフからも明らかなように、この発明の高密度・高強度コンクリート製品Ｂは、加圧・成型ライン５の即脱型振動式成型機５１によって石炭灰成型品Ｍを製造する工程中に、プレス成型だけで製造した場合に比較し、高周波振動を加えながら加圧成型した場合の方が、遙かに高密度化・高強度化し得るということが明確に裏付けられる。
【００６６】
この発明の高密度・高強度コンクリート製品Ｂを実験的に製造した配合割合例を、下記表２に示す。
【表２】
0005474036.tif 000003
【００６７】
この発明の高密度・高強度コンクリート製品Ｂの最適配合および圧縮強度基準を、下記表３に示す。
【表３】
0005474036.tif 000004
【００６８】
（高密度・高強度コンクリート製品を利用した石炭灰再生骨材の製造）
３次加工系である破砕ライン７では、振動フィーダ７０に搬入した各種高密度・高強度コンクリート製品（ＮＯＸ吸収型ブロック・魚礁・藻礁ブロック）Ｂを、順次、ＨＤブレーカ７１に投入して破砕し、これによって得た各種高密度・高強度コンクリート製品Ｂの破砕粒を振動篩機７２にて粒径４０ｍｍアンダーに選別して石炭灰再生骨材Ｇ０（製品ＲＣ−４０）を生産し、粒径４０ｍｍオーバーとして選別、排除した高密度・高強度コンクリート製品Ｂ破砕片は、当該振動フィーダ７０に再投入して全てを石炭灰再生骨材Ｇ０に加工するものとし、製造した石炭灰再生骨材Ｇ０は、高密度・高強度で品質に秀れたものであり、人工骨材製品置き場８１に搬入・保管し、出荷を待つこととなる。
【００６９】
石炭灰再生骨材Ｇ０の土質試験および溶出試験結果を、下記表４に示す。
【表４】
0005474036.tif 000005
【００７０】
（結  び）
叙述の如く、この発明の石炭灰造粒物の製造方法、それによる石炭灰造粒物を利用するコンクリート製品の製造方法、それら製造方法によって製造した高密度・高強度コンクリート製品、その高密度・高強度コンクリート製品を利用した再生骨材の製造方法、および、この製造方法にて製造した再生骨材は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易であって、従前からの乾灰だけを利用した石炭灰造粒物の製造・利用に関する技術に比較して遙かに経済的なものとすることができ、さらに、既成灰を主原料とするコンクリート製品の高密度化・高強度化を達成可能とすることから、従前までは全く再生利用が不可能であり、産業廃棄物として埋立処分されてきた既成灰を、効率的な製造工程によって様々な産業に利用可能な各種製品に変えることができ、日々発生する大量の石炭灰を経費の嵩む産業廃棄物ではなく、産業上有益なリサイクル資材として活用したいと考える電力業界、および、埋立処分場の枯渇を危惧する各自治体は固よりのこと、低廉で高強度、高品質の骨材やコンクリート製品などの製造・建設に取り組むコンクリート業界や建築業界においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。                                                                                          
【符号の説明】
【００７１】
製造プラント
造粒プラント
材料供給系統
１      既成灰供給路（湿潤材供給路）
１０    同  既成灰受入ホッパー
１１    同  粒度選別器
１２    同  ベルトコンベア
１３    同  既成灰計量ホッパ
２      乾燥材供給路
２０    同  セメント供給路
２１    同  固化材サイロ
２２    同  セメント槽
２３    同  セメントサービスサイロ
２４    同  乾灰供給路
２５    同  乾灰槽
２６    同  乾灰サービスサイロ
２７    同  固化材計量ホッパ
３      水供給路
３０    同  水計量器
４      混合造粒装置
４０    同  攪拌・粉砕・混合ミキサー
４１    同  ドラム
４２    同  下部ホッパ
４３    同  両方向搬送ベルトコンベア
２次加工系統
５      加圧・成型ライン
５０    同  供給調整器
５１    同  即脱型振動式成型機
５２    同  補助原料供給器
６      蒸気養生装置
６０    同  養生槽
３次加工系統
７      破砕ライン
７０    同  振動フィーダ
７１    同  ＨＤブレーカ
７２    同  振動篩機
製品置き場
８      造粒製品置き場
８０    同  ブロック製品置き場
８１    同  人工骨材製品置き場
９      自動制御装置
９０    同  高性能水分計
材料類・製品類
ＥＣ      既成灰（石炭灰）
ＤＣ      乾灰（石炭灰）
Ｃ      セメント
Ｗ      ミキシング水
Ｇ      石炭灰造粒製品（石炭灰造粒物）
Ｇ０      石炭灰再生骨材（石炭灰人工骨材）
Ｍ      石炭灰成型品
Ｂ      高密度・高強度コンクリート製品（ＮＯＸ吸収型ブロック・魚礁・藻礁ブロック）                                                                                                                
【図１】
0005474036.tif 000006
【図２】
0005474036.tif 000007