(57)【要約】【課題】路盤材を安価に製造できるようにする。【解決手段】フライアッシュ原粉３０〜５０重量％と、クリンカアッシュ７０〜５０重量％とからなり、その合計が１００重量％以下である混合物を、９０重量％以上含有する。混合物にセメント等の結合材を２〜７重量％さらに混合する。締め固め後の飽和度が９５％以上の固化体を形成することが好ましい。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライアッシュ原粉３０〜５０重量％と、クリンカアッシュ７０〜５０重量％とからなり、その合計が１００重量％以下である混合物を含有することを特徴とする道路工事用路盤材。
【請求項２】
フライアッシュ原粉３０〜５０重量％と、クリンカアッシュ７０〜５０重量％と、セメント等の結合材２〜７重量％とからなり、その合計が１００重量％以下である混合物を含有することを特徴とする道路工事用路盤材。
【請求項３】
前記混合物を９０重量％以上含有することを特徴とする請求項１または２に記載の道路工事用路盤材。
【請求項４】
締め固め後の飽和度が９５％以上の固化体を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の道路工事用路盤材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電所から産業廃棄物として生ずる石炭灰を利用した道路工事用路盤材に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所では、石炭の燃焼によって、クリンカアッシュ、フライアッシュなどの石炭灰が副生物として生成される。クリンカアッシュは火炉から落下するもので、ボトムアッシュとも称され、全発生量の３〜１５％である。また、フライアッシュは残りの煤塵であり、主に集塵機などによって高い効率で補集される微粒子である。
【０００３】
これらの石炭灰の全排出量は、日本全国において年間で約４００万トン以上にものぼり、新たな石炭火力発電所の開設により、その総量はさらに増加傾向にある。
【０００４】
一方で、これら石炭灰は、その８０％以上が有効利用されている。その大部分が、同じく副生する石膏などとともに新種のセメントの原料とされる用途がその大半を占めているが、加工にコストがかかっているのが現状である。なお、その他には、融雪材、化成肥料などとしても利用されているが、その市場性は低いものであった。
【０００５】
ところで、石炭灰の用途の一つとして道路舗装工事に用いる路盤材が検討されており、この先行技術として、骨材としてフライアッシュとクリンカアッシュと粒状硬質材とを使用し、結合材としてセメントを用いたものが開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−４９４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した先行技術では、粒状硬質材を高い割合で配合している。この粒状硬質材は、砕石などからなり、路盤材としての所要圧縮強度に耐えうる核としての機能をもたらすために配合されるものであるが、石炭灰のほかに外部から取り入れた原材料を混合して用いるのは不経済である。  
反面、粒径の整えられたクリンカアッシュにおいては、砕石のごとき粒状硬質材にほぼ匹敵する強度を備えていることも判明している。
【０００７】
本発明は、以上の観点に基づきなされたものであり、その目的は、材料のほとんどを石炭発電所から副生するクリンカアッシュおよびフライアッシュによって構成することにより、安価に製造できるようにした道路舗装用路盤材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る道路工事用路盤材は、フライアッシュ原粉３０〜５０重量％と、クリンカアッシュ７０〜５０重量％とからなり、その合計が１００重量％以下である混合物を含有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、フライアッシュ原粉３０〜５０重量％と、クリンカアッシュ７０〜５０重量％と、セメント等の結合材２〜７重量％とからなり、その合計が１００重量％以下である混合物を含有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明では、前記混合物を９０重量％以上含有することを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、本発明では、締め固め後の飽和度が９５％以上の固化体を形成することが好ましい。この発明において、「飽和度」とは、全体積に対する空気量を除した値であり、飽和度が９５％以上である場合、全体積に対して空気の混和量が５％未満であることを意味している。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本発明では、石炭灰の有効利用を図ることができ、しかも、フライアッシュ原粉が５０重量％以下であるので、強度低下を抑えることができ、かつ、クリンカアッシュが７０重量％以下であるので、飽和させることができる。
【００１３】
また、本発明では、さらにセメント等の結合材を混合することにより、所要強度の固化体を得ることができる。しかも結合材の混合比が２〜７重量％と低く微量であるので、強度低下を抑えることができる。
【００１４】
さらに、本発明では、路盤材構成材料のほとんど全てを廃棄物としての石炭灰によりまかなえることができ、石炭灰の大量な有効利用を図ることができ、しかも安価にして恒久的な材料の提供が可能である。
【００１５】
さらにまた、本発明では、締め固めをすることにより、耐圧性の高い路盤材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
【００１７】
まず、本発明で定義するフライアッシュ原粉とは、一般に煤塵と称されるもので、石炭の燃焼時に発生する溶融状態となった石炭灰微粒子が高温の燃焼ガス中を浮遊して運搬された後に、ボイラ出口で温度低下することにより粒径微粒子となり、この状態で電気集塵機等で９９％以上の高い効率で補集される最大粒径６００μm、最小粒径０．１μm、平均粒径１５μmのシリカ、アルミナを主成分とする粒子である。
【００１８】
なお、電気集塵機とは、直流高電圧を課電したときに発生するコロナ放電を利用して、排ガス中の灰微粒子に電荷を与え、クーロン力により集塵極板に吸着させ、稼働停止時において、集塵極板に振動、衝撃を与えることで、集塵極板に付着した灰微粒子を下部側に対向配置されたホッパーににはたき落とし、ホッパーを通じて回収するものである。また、電気集塵機以外に、節炭器、空気予熱器、脱硫装置などからも少量ではあるが補集される。
【００１９】
クリンカアッシュとは、石炭を燃やしたときにボイラーの火炉底部に設けた水槽（クリンカホッパ）に落下した石炭灰を回収し、これを破砕して粒度調整したものをいう。このようにして得られたクリンカアッシュは赤熱状態から急冷して得られるものであるため、化学的に安定しており、その粒径は粒度調整により粗砂ないし細礫程度の大きさに調整でき、その主成分はシリカとアルミナである。また、このクリンカアッシュは、一般土壌構成物質に比べて多孔質であり、プレーン方法により求めたその比表面積は、４．５m２／ｇと、通常の砂の約４．５倍程度の大きさとなっている。
【００２０】
前記フライアッシュ原粉とクリンカアッシュの配合比率を、フライアッシュ原粉３０〜５０重量％、クリンカアッシュ７０〜５０重量％、その合計を１００重量％以下とした理由は次の通りである。フライアッシュ原粉が５０重量％を上回った場合には強度が低下するという不具合が生じる反面、クリンカアッシュが７０重量％を上回った場合には、本発明で定義する飽和度９５％以上が得られないという不具合を生ずるからである。
【００２１】
また、路盤材の全量に対して以上の混合物の含有割合を９０重量％以上としたのは、フライアッシュ原粉およびクリンカアッシュという石炭灰を大量に有効利用するためである。
【００２２】
本発明において、残部を構成する１０重量％以下の添加材としては、固化体を得るためのセメント等の結合材が用いられる。結合材としてのセメントは、公知のいずれの種類であってもよく、普通ポルトランドセメントのほか高炉セメント、フライアッシュセメントなどの混合セメントも使用可能である。本発明においては、結合材の含有率が２〜７重量％とされている。２重量％を下回った場合には所要の結合強度を得ることができず、７重量％を上回った配合とした場合は固化体としての強度が低下し、また不経済だからである。
【００２３】
なお、さらに残部として砕石などを添加してもよいし、上述した配合比をもって、フライアッシュ原粉、クリンカアッシュ、セメント等の結合材のみで構成することも可能である。
【００２４】
本発明によれば、図１に示すように、上述した配合比で、フライアッシュ原粉、クリンカアッシュ、セメント等の結合材、適宜量の水をミキサー１に投入し（同図では、フライアッシュ原粉とクリンカアッシュとの粉−粒体混合物、セメント、水を投入している）、均一に練り混ぜれば路盤材Ａを得た後、この路盤材Ａをダンプトラック２などに積み込み、所定の可使時間内で道路工事現場に搬入し、路床３に撒き出し、タンパー、ロードローラ、タイヤローラなどで敷き均すとともに、所定の高さ及び密度で締め固めれば、下層路盤４が形成される。その後は、砕石などを用いた上層路盤５を敷き、ついでアスファルトなどからなる表層６を施工することにより舗装道路が完成する。
【実施例】
【００２５】
フライアッシュ（ＦＡ）とクリンカアッシュ（ＣＡ）とを、その配合比をそれぞれ３：７，４：６，５：５，７：３と変化させ、それぞれについて、セメントを添加しないもの、セメントを１％、２％、３％、４％、５％でそれぞれ添加したものの修正ＣＢＲ値を測定した結果、図２に示す特性図が得られた。なお、修正ＣＢＲ値（％）は、圧縮強度を示す数値でありパーセンテージで表される。
【００２６】
この特性図からは、フライアッシュ：クリンカアッシュの重量比が３：７、セメントの添加率５％が最も高い数値を示し、その他の配合においてもセメント添加率に応じて順次強度が増すことが確認された。
【００２７】
また、フライアッシュとクリンカアッシュとを７：３で配合した場合には、同図に示されるように、セメントの添加率を上げても強度が出ないことが分かった。
【００２８】
上記より、本発明が特定する数値範囲において配合することにより、必要とされる修正ＣＢＲ値を任意に選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
路盤材のうち、特に路床に敷き詰める下層路盤材に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】路盤材の製造から敷き詰めまでの手順を示す説明図である。
【図２】粉−流体混合物に対するセメントの添加率と強度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  路盤材
３  路床
４  下層路盤
【図１】
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【図２】
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