(57)【要約】【課題】製品の品質安定性、製造の容易性、更には、製造コスト面で改善された粉塵抑制型固化材を与える製造方法の提供を目的とする。【解決手段】セメントを主成分とする無機粉体１００質量部に、セメント製造装置のプレヒーター部分より取出された仮焼中間原料（以下、仮焼中間原料と称す）１０〜１００質量部を添加混合して調製され、その温度が、フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンのフィブリル化温度よりも高く、分解温度よりも低い範囲にある混合物に、セメントを主成分とする無機粉体と仮焼中間原料の合量１００質量部当り０．０２〜０．０９質量部のフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンを添加混合することを特徴とする粉塵抑制型固化材の製造方法を開発した。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主成分とする無機粉体１００質量部に、セメント製造装置のプレヒーター部分より取出された仮焼中間原料（以下、仮焼中間原料と称す）１０〜１００質量部を添加混合して調製され、その温度が、フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンのフィブリル化温度よりも高く、分解温度よりも低い範囲にある混合物に、セメントを主成分とする無機粉体と仮焼中間原料の合量１００質量部当り０．０２〜０．０９質量部のフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンを添加混合することを特徴とする、粉塵抑制型固化材の製造方法。
【請求項２】
８０〜２４０℃の温度下にある、セメントを主成分とする無機粉体と仮焼中間原料との混合物に、フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンを添加、混合することを特徴とする、請求項１に記載の無粉塵固化材の製造方法。
【請求項３】
仮焼中間原料の強熱減量が２０％以下である、請求項１または２に記載の無粉塵固化材の製造方法。
【請求項４】
フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンがパウダー状である、請求項１ないし３の何れかに記載の無粉塵固化材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施工時における発塵が抑制されているだけでなく、安価な原料の使用が可能な、粉塵抑制型セメント系固化材の製造方法に関する。本発明の方法で製造される固化材は、土壌（含：浚渫廃土等）の固化処理に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱な土壌や浚渫廃土等で造成された地盤上に土木構造物や建築物等を建造する場合に、これらの低質な土壌を石灰やセメントを含む固化材で処理して、地盤の許容応力度を確保することが行われる。この固化材は、石灰系、セメント系材料を主成分としたものであるが、そのうちの一部を安価な材料、例えば高炉スラグや石膏等の他産業で発生した産業廃棄物で代替したものもある。
【０００３】
これを現場で施工する際に粉体のまま使用すると著しく発塵し、環境問題を引き起こす事から、湿式で施工したり、粉体の一部を水和させたり、発塵防止剤を混合する等、発塵を抑制する様々な試みがなされている。
【０００４】
従来、固化材は、生石灰やポルトランドセメント、混合セメント等の比較的高価な材料を原料に用いて製造されているが、原料の一部又は全部をより安価な無機系材料、例えばセメント製造装置のサスペンションプレヒーター部分から抜き出した仮焼中間原料で代替したものに添加物を加えて、より安価に固化材を製造することも試みられている。
【０００５】
一方、発塵性粉体の防塵処理方法としては、フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンを配合した後、高価な特殊ミキサーを使い、せん断力や圧縮力を伴うエネルギー多消費型の強力な攪拌により発熱させつつフィブリル化させる方法が開示されているが、コストアップに繋がることは勿論、フィブリル化の制御が難しく過大な攪拌により防塵特性が逆に低下し、品質の安定性に問題が在った。又、水を添加して水和熱で温度を上昇させフィブリル化させる方法も開示されているが、固化材有効成分の一部が水和反応で消費されるのが避けられず、好ましいものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様に、従来の粉塵抑制型固化材は、製品の品質安定性、製造の容易性更には、製造コスト面で改善を要求されていたものであるが、本発明は、これ等の問題点が解決された、粉塵抑制型固化材製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、セメント製造装置のサスペンションプレヒーター部分から抜き出した高温状態にある仮焼中間原料をセメント系固化材の一部として配合することにより、発塵が抑制された無粉塵固化材が得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、セメントを主成分とする無機粉体１００質量部に、セメント製造装置のプレヒーター部分より取出された仮焼中間原料（以下、仮焼中間原料と称す）１０〜１００質量部を添加混合して調製され、その温度が、フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと称す）のフィブリル化温度よりも高く、分解温度よりも低い範囲にある混合物に、セメントを主成分とする無機粉体と仮焼中間原料の合量１００質量部当り０．０２〜０．０９質量部のフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンを添加混合することを特徴とする、粉塵抑制型固化材の製造方法に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の粉塵抑制型固化材の製造方法においては、セメントを主成分とする無機粉体に、セメント製造装置のプレヒーター部分より取出された仮焼中間原料及びフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンから固化材を構成させることに成分的な特徴がある。
【０００９】
本発明で使用される、セメントを主成分とする無機粉体とは、セメントにせっこう、生石灰、アルミン酸カルシウム、アルミン酸三カルシウ等を加えたものであり、最も一般的な製品例としてセメント系固化材を挙げる事ができる。
【００１０】
仮焼中間原料は、セメント原料焼成装置のプレヒーター部分より取り出される固形物である。取り出し口は、Ｃ１サイクロンもしくはＣ２サイクロンに設置することが可能であるが、Ｃ１サイクロンに設置するほうが好ましい。Ｃ２サイクロンでは、Ｃ１サイクロンに比べ、脱炭酸反応が一般に不十分であり、得られた仮焼中間原料は生石灰並の固化性能を有しないことがある。
【００１１】
プレヒーター部分から抜出した直後の仮焼中間原料は、８００〜９００℃の温度を保っており、本発明は、仮焼中間原料の持つこの蓄熱を有効に利用して、容易にポリテトラフルオロエチレンをフィブリル化させることを特徴の一つとしている。仮焼中間原料はサスペンションプレヒーター下部に設置した分取ダンパー付き配管を通じ、適量混合機へ投入される。また、混合機投入時の仮焼中間原料の温度はポリテトラフルオロエチレンのフィブリル化に影響を与えるため、Ｃ１又はＣ２サイクロンと配管の分取ダンパー直前に設置した熱電対で抜き出す仮焼中間原料の温度を管理する。
【００１２】
仮焼中間原料の添加量は、セメントを主成分とする無機粉体１００質量部に対し、１０〜１００質量部とするが、２０〜５０質量部とするのが好ましい。
常温状態のセメントを主成分とする無機粉体に対する仮焼中間原料の添加量が少な過ぎると蓄熱量が少なく、混合後の温度が、フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンがフィブリル化する温度である８０〜２４０℃の範囲に達せず、公知の方法である強力な攪拌を行うか、水を添加し水和熱を利用するか、又は、別途加熱する必要がでてくる。
一方、セメントを主成分とする無機粉体に対する仮焼中間原料添加量が多すぎると、混合後の粉体温度が、部分的又は全体的にポリテトラフルオロエチレンの分解開始温度である４００℃以上にまで上昇する危険がある。従って、冷却に細心の注意が必要になるだけでなく、冷却は、熱の有効利用に相反する事であり、当然好ましくない。
【００１３】
仮焼中間原料の強熱減量が大きすぎると、固化性能に影響を及ぼす生石灰量が不十分となり固化性能が低下することが在る。本発明では、強熱減量が２０％以下である仮焼中間原料の使用が好ましい。
【００１４】
フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンの添加量は、セメントを主成分とする無機粉体と仮焼中間原料の合量１００重量部に対し０．０２〜０．０９重量部とするが、０．０３〜０．０６重量部とするのが好ましい。ＰＴＦＥの配合量が少なすぎると十分な防塵効果が発現せず、一方、多すぎると粉体の流動性が大幅に低下し、均一混合が困難になるだけでなく、混合機から取り出しが困難となるからである。
【００１５】
ＰＴＦＥは、パウダー状、エマルジョン系何れでも使用できるが、無機粉体中への高度な分散性を確保できる点で、パウダー状のものの使用が好ましい。
【００１６】
本発明の固化材は、セメントを主成分とする無機粉体と仮焼中間原料を混合（以下、混合前段という）した後、所定量のフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレンを混合する（以下、混合後段という）方法で製造される。
混合は、前段、後段を問わず、回分式、連続式を問わずコニカルブレンダー、Ｖ型混合機、円錐型スクリュー混合機、リボンブレンダー等あらゆる種類の既存粉体混合機の他、スクリューコンベアやロータリードライヤ、傾胴型コンクリートミキサー等の機器も利用して行なうことができる。
抜出し直後の仮焼中間原料は、ＰＴＦＥの分解温度よりはるかに高い温度状態にあるので、混合前段での混合を十分に実施して仮焼中間原料の偏在を防ぐと共に、混合粉体の温度が２４０℃を大幅に越えないようにする。
混合後段では混合前段と同じ装置をそのまま使用しても良く、別の装置を使用しても良い。前段、後段何れにおいても、従来法では必要であった、剪断力や圧縮力を伴う強力な攪拌操作は必要ではない。
【００１７】
【実施例】
以下では、具体例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
（１）使用原料
▲１▼セメントを主成分とする無機材料：宇部三菱セメント株式会社製セメント系固化材「ユースタビラー」を使用した。
▲２▼仮焼中間原料：セメント製造装置プレヒーター部分の最下段（Ｃ１）サイクロンの下部出口付近に設けられた分取ダンパーより抜き出したものである。抜出し直後の高温状態にあるものと、放冷で室温まで冷却したものの２種について検討した。強熱減量は　４．８％である。
▲３▼生石灰：仮焼中間原料の対比である。宇部マテリアルズ株式会社製。
▲４▼ＰＴＦＥ：固形分３０％のエマルジョン系フィブリル化性ポリテトラフルオロエチレン（クラリアント株式会社製モールディングパウダー）
【００１８】
（２）固化材調製
代表例として実施例１−１の固化材調製法を示す。調製法の例示の無いものについては、仮焼中間体原料種及び添加量、ＰＴＦＥ種及び添加量を表１に示すものに変えた以外は、この代表例と同様の方法で固化材を調製した。
内容積５リットルのコニカルブレンダーにセメント系固化材１５００ｇと、抜き出し後、８００℃の高温状態にあるＣ１原料２２５ｇを１５秒かけて徐々に投入し、約２分間混合した（前段混合）。装置の運転を停止してパウダー状のフィブリル化性ポリテトラフルオロエチレン０．７８ｇを投入した後、２分間混合（後段混合）し、固化材を得た。得られた固化材粉体の温度は約９０℃であった。表では混合法Ａと表示。なお、ＰＴＦＥ添加量の多い比較例２−３では、後段の混合は不可であった。
【００１９】
比較例２−１では、セメント系固化材、ＰＴＦＥ及び抜出し直後の仮焼中間原料を同時に混合した例を示す。混合時間は４分である。表では混合法Ｂと表示。ＰＴＦＥは熱分解を受けている。
また、比較例２−４では、コニカルブレンダーに代えてヘンシェルミキサー（三井三池化工機社製、内容積１０リットル）を用いて固化材を調製した例を示す。この場合、セメント系固化材、ＰＴＦＥ及び室温に冷却後の仮焼中間原料は、前段、後段に分ける事なく同時に混合した。調製量もミキサー容量に合わせ、他例の２倍とした。混合時間は５分である。表では混合法Ｃと表示。
更に、比較例３は、実施例１−２における仮焼中間原料に代えて生石灰（室温）を加えた例を示す。
【００２０】
（３）発塵性評価
得られた固化材を室温まで放冷した後１００ｇを分取し、Ａ４サイズのポリエチレン袋に投入し、これを激しく振とうさせて発塵状態を目視観測した。
【００２１】
（４）固化特性評価
含水比８０％、密度１．５１８ｇ／ｃｍ３の粘性土１ｍ３当り１００ｋｇの固化材を添加混合し、径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの円筒形供試体を作製した。該供試体について７日間２０℃で密封養生した後、一軸圧縮強度試験を実施した。結果を表１に固化性能として示す。
本発明の方法で製造された固化材は何れも、優れた無粉塵特性、固化性能を示す。
【００２２】
【表１】
2004051767.tif 000002
【００２３】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、優れた無粉塵特性、固化性能を示す固化材が安定して得られる。また、セメント製造工程から取出した仮焼中間原料の畜熱を利用する事から、簡易、経済的な無粉塵固定化材の製造が可能となった。