(57)【要約】【課題】  一般廃棄物をダイオキシン類を分解させ得る高温度で焼却し、このときに生じる溶融スラグを高い圧縮強度を持つものとなるように硬化処理し、かつ十分な圧縮強度を持った粒状又は礫状の土木建築用骨材を作成すること。【解決手段】  一般廃棄物３０００ｋｇをロータリーキルン型焼却溶融炉を用いて、１６００℃を僅かに越える高温度で焼却し、生じた溶融スラグを溶融スラグ取り出しヤードに落とし込み、そのまま放置して徐冷し、１日後に常温のスラグ塊を得た。これをクラッシャを用いて解砕し、篩で篩って分級し、粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの細骨材及び直径５ｍｍ〜４０ｍｍの粗骨材からなる土木建築用骨材を得た。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物類を、その中に含まれるアルミニウムが酸化されるように、焼却溶融炉で高温度処理を行い、この過程で得られた高温度処理物を徐冷して得る土木建築用硬化物の製造方法。
【請求項２】
前記高温度処理として、廃棄物類を１６００℃を越える温度で焼却溶融処理することとした請求項１の土木建築用硬化物の製造方法。
【請求項３】
前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を固化させた後、その溶融固化物を結晶化至適温度に２０〜４０分間保持することとした請求項１の土木建築用硬化物の製造方法。
【請求項４】
前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を固化させた後、その溶融固化物を、結晶化至適温度内に於いて、３℃／分以下の一定の冷却速度で冷却することとした請求項１の土木建築用硬化物の製造方法。
【請求項５】
前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を２０分以上、焼却炉内に滞留させることとしたものである請求項１の土木建築用硬化物の製造方法。
【請求項６】
前記高温度処理物を徐冷して得る請求項１、２、３、４又は５の土木建築用硬化物を解砕機で解砕し、その解砕片を分級して得る土木建築用骨材の製造方法。
【請求項７】
前記解砕のサイズを０．１５〜４０ｍｍとした請求項６の土木建築用骨材の製造方法。
【請求項８】
前記高温度処理物を徐冷して得る請求項１、２、３、４又は５の土木建築用硬化物を解砕機で解砕し、その解砕片を更に微粉砕処理し、その微粉末にセメント粉を混合し、得られた混合粉体をセメント代替物とする、セメント代替物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物、例えば、都市ゴミ、一般廃棄物、アスベスト、産業廃棄物、下水汚泥等を適切に高温焼却処理して製造する土木建築用硬化物、土木建築用骨材及びセメント代替物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、人の生活に伴い不要物として排出される一般廃棄物は、全国の自治体がこれを収集し焼却炉に於いて、該一般廃棄物から発生することのある有害なダイオキシン類を分解させ得る８００〜１２００℃の高温度の下で焼却処理を行っている。このような焼却処理の過程で発生する溶融スラグは、多くの場合、これを水中に投下する等によって急冷し、細かな針状結晶の水砕スラグに形成されている。こうして得られた水砕スラグは、後述するように、その一部が利用されているものの、大部分は最終処分場に運ばれて埋め立て処分されているのが実情である。一般廃棄物の発生量は年々増加の傾向にあるが、埋め立て用の最終処分場は減少の傾向にあり、その確保は年々困難になってきている。そこで、以上のような焼却処理によって発生する溶融スラグの利用の拡大が期待されている。
【０００３】
現在までのところ、前記水砕スラグの利用先としては、路盤材やコンクリート用骨材、アスファルト混合物用骨材、或いは歩道用ブロックや空洞ブロック等の種々のコンクリート二次製品用材料等が提案され、或いは試験的に使用されているが、例えば、骨材として用いる場合は、そのサイズの関係上、細骨材に限定され、その使用割合も細骨材配合量中の３０％以下程度に限定されているのが実情である。
【０００４】
このように使用する水砕スラグの配合割合が少ないのは、これをこれ以上配合すると、得られるコンクリートの圧縮強度が実用強度以下に低下する虞があるからであると考えられる。
【０００５】
またこのような廃棄物を利用する技術としては、廃棄物を次に示す人工焼成骨材として利用する人工焼成骨材とその製造方法の提案がある（特許文献１）。
この特許文献１の技術は、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を、セメント調合原料に対して０．５〜８重量倍混合した原料を１０００〜１５００℃で焼成してなる人工焼成骨材であり、その製造方法は、セメント原料の調合工程と焼成工程とを有するセメント製造ラインに於いて、セメント調合原料に産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を添加する工程を付設し、セメント調合原料の焼成と、セメント調合原料に産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を添加した骨材混合原料の焼成とを選択的に行うことに特徴を有するものである。
【０００６】
この特許文献１の技術は、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土などの廃棄物を原料の一つとして採用して骨材を製造するものではあるが、セメント調合原料に添加した上で焼成して骨材とするものである。これは低コストでセメント製造設備を、これに回復困難な変更を加えずに利用して製造することができるものであり、その点では有効なものであることが認められるが、セメント調合原料を用いる難点がある。更には焼成の過程で廃棄物の可燃部分が燃焼して空洞の多い骨材になる可能性もある。
【０００７】
また前記のような廃棄物の内、都市ゴミの焼却溶融物を急冷した急冷スラグを利用してセメント代替物である硬化材及びこれを用いた硬化体の製造方法の提案がある（特許文献２）。
この特許文献２の硬化材は、基本的に、急冷工程を経た都市ゴミ溶融スラグを粉砕して作る微粉末からなる硬化材であって、水を加え、かつアルカリ刺激材によるアルカリ刺激を与えることによって硬化するものであり、硬化体の製造方法は、急冷工程を経た都市ゴミ溶融スラグの微粉末からなる硬化材に骨材とアルカリ刺激材とを加えて均一に混合し、次いで水を加えて本錬りし、得られた混練物を型枠に打ち込んだ上で放置し、硬化後に脱型するものである。
【０００８】
これは、都市ゴミの急冷スラグを有効利用する物であり、優れた技術であるが、このような都市ゴミを含む廃棄物の焼却溶融物には、金属アルミニウムが含まれているのが普通であり、この金属アルミニウムについて適切な処理を行っておかないと、コンクリートの骨材その他として使用した場合に、コンクリート中の水酸化カルシウム及び水と反応して水素ガスを発生する虞がある。本件の技術は、このような処理の必要のない材料を前提としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２４４３０４号公報
【特許文献２】特開２００５−６０１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、人の生活に伴い不要物として排出される一般廃棄物を高温度で焼却することによりダイオキシン類を分解させながら不燃部分が溶融した溶融スラグを発生させ、これに含まれる金属アルミニウムを除去し、或いはその性質を変えるべく処理した上で、十分な圧縮強度を持った土木建築用硬化物又は土木建築用骨材、或いはセメント代替物を得るそれらの製造方法を提供することを解決の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１は、廃棄物類を、その中に含まれるアルミニウムが酸化されるように、焼却溶融炉で高温度処理を行い、この過程で得られた高温度処理物を徐冷して得る土木建築用硬化物の製造方法である。
【００１２】
本発明の２は、本発明の１の土木建築用硬化物の製造方法に於いて、前記高温度処理として、廃棄物類を１６００℃を越える温度で焼却溶融処理することとしたものである。
【００１３】
本発明の３は、本発明の１の土木建築用硬化物の製造方法に於いて、前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を固化させた後、その溶融固化物を結晶化至適温度に２０〜４０分間保持することとしたものである。
【００１４】
本発明の４は、本発明の１の土木建築用硬化物の製造方法に於いて、前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を固化させた後、その溶融固化物を、結晶化至適温度内に於いて、３℃／分以下の一定の冷却速度で冷却することとしたものである。
【００１５】
本発明の５は、本発明の１の土木建築用硬化物の製造方法に於いて、前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を２０分以上、焼却炉内に滞留させることとしたものである。
【００１６】
本発明の６は、前記高温度処理物を徐冷して得る本発明の１、２、３、４又は５の土木建築用硬化物を解砕機で解砕し、その解砕片を分級して得る土木建築用骨材の製造方法である。
【００１７】
本発明の７は、本発明の６の土木建築用骨材の製造方法に於いて、前記解砕のサイズを０．１５〜４０ｍｍとしたものである。
【００１８】
本発明の８は、前記高温度処理物を徐冷して得る本発明の１、２、３、４又は５の土木建築用硬化物を解砕機で解砕し、その解砕片を更に微粉砕処理し、その微粉末にセメント粉を混合し、得られた混合粉体をセメント代替物とする、その製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明１の土木建築用硬化物の製造方法によれば、一般廃棄物を高温度処理することにより、焼却の過程で発生することのあるダイオキシンを分解してこれによる環境汚染の問題を解消し、更に、この過程で、含まれるアルミニウムの酸化を進め、コンクリート中で骨材その他として使用した場合に水酸化カルシウム及び水と反応して水素ガスを発生する問題を回避することができる。またこの高温度処理で生じた高温度処理物を次の工程で徐冷することにより、該高温度処理物はそのいずれの部位にも気孔やひび割れ等が発生するようなことなく良好に硬化し、得られた硬化物は圧縮強度の非常に高い物となる。
【００２０】
本発明の２、３、４及び５の土木建築用硬化物の製造方法によれば、前記高温度処理として、前記のように適切な処理を行っているため、アルミニウムの酸化を効率よく進行させることが可能となり、前記コンクリート中での水素ガスの発生の問題を確実に回避することができる。
【００２１】
本発明の６の土木建築用骨材の製造方法によれば、前記高温度処理物を徐冷した土木建築用硬化物を解砕機で解砕するものであり、該高温度処理物にはもともと水砕した物のようなひび割れ等がないため、解砕機で解砕しても個々の解砕片にひび割れ等が発生することはなく、得られる解砕片は、自然石の砕石や砂利、或いは砂等と同等以上の圧縮強度を保持したものとなる。これらの解砕片を分級して砕石や砂利、或いは砂等と同程度のサイズにすることで砕石や砂利又は砂に代わる土木建築用骨材として、水砕骨材のような制限無しに、好適に利用することが出来る。
【００２２】
こうして得られる土木建築用骨材は、これまでは一部を除いて廃棄物として埋め立て処分されていた焼却残渣を原料とするものであり、通常の砕石や砂利又は砂等に比較して安価に提供できることとなり、各種土木建築構造物の建設費のコストダウンが計れる。
【００２３】
他方、このように、埋め立て処分の対象であった一般廃棄物の焼却残渣が土木建築用骨材として利用されることで、新たな最終処分場の確保が不必要となったり、現在保有している最終処分場が延命されることとなる。そのためそれらの処分費用が不要となり、大きな経済的利点を得ることができる。
【００２４】
加えて前記高温度処理物を徐冷する際の廃熱は、これを温水製造や温風製造、或いは各種の乾燥のための熱源として利用することも出来るので、多方面での省エネルギー化が期待できる。
【００２５】
本発明の７の土木建築用骨材の製造方法によれば、その解砕のサイズを０．１５〜４０ｍｍの範囲に設定し、砕石や砂利や砂などのサイズと同程度としたので、土木建築用骨材として広範囲の用途に簡便に用いることが出来るものとなる。
【００２６】
本発明の８のセメント代替物の製造方法によれば、前記土木建築用硬化物の潜在水硬性を利用して、容易に、高強度でありかつ耐硫酸性を有する高品質のセメント代替物を得ることができる。因みに、このセメント代替物中の土木建築用硬化物の微粉末は、セメントの水和反応で生成する水酸化カルシウムをアルカリ刺激材として硬化するものである。なお、このセメント代替物に水酸化カルシウムを添加することとすれば、より圧縮強度が増し、かつ耐酸性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明は、廃棄物類を、その中に含まれるアルミニウムが酸化されるように、焼却炉で高温度処理を行い、この過程で得られた高温度処理物を徐冷して得る土木建築用硬化物の製造方法である。
【００２８】
前記廃棄物類としては、人の生活に伴い不要物として排出される多くのもの、例えば、都市ゴミ、一般廃棄物、産業廃棄物、アスベスト、下水汚泥等を採用することができる。
【００２９】
前記高温度処理は、基本的に、前記のように、前記廃棄物類を、その中に含まれるアルミニウムが酸化されるようにしながら、焼却溶融する手段であり、同時に、人に対して有害なダイオキシン類が分解される処理であることが期待される。そしてこれらが可能な手段であれば、種々の手段を自由に採用することができる。
【００３０】
例えば、該高温度処理として、廃棄物類を１６００℃を越える温度で焼却溶融処理することとすることができるし、該高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を固化させた後、その溶融固化物を結晶化至適温度に２０〜４０分間保持することとすることもできる。また前記高温度処理として、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を固化させた後、その溶融固化物を、結晶化至適温度内に於いて、３℃／分以下の一定の冷却速度で冷却することもできるし、廃棄物類を１１００℃〜１６００℃で焼却溶融し、その焼却溶融物を２０分以上、炉内に滞留させることとすることもできる。
【００３１】
これによって１１００℃以上で焼却溶融処理した場合は、簡易な指標を利用してアルミニウムの酸化を適切に進行させ得ることとなるものである。
【００３２】
また前記高温度処理物の徐冷は、閉じた常温の部屋に放置するなど種々の手段で実行することができる。このようにして該高温度処理物を徐々に冷却して硬化させることで、気孔やひび割れのない緻密で大きな結晶状硬化物となった土木建築表硬化物が得られる。
【００３３】
また徐冷して得た土木建築用硬化物は、これを解砕機で解砕し、分級することにより土木建築に於いて使用することのできる種々の材料として利用することができる。例えば、前記解砕のサイズを０．１５〜４０ｍｍとすれば、これを、前記のように、分級して、砕石や砂利、或いは砂等のサイズと同程度に揃えて使いやすい土木建築用骨材を得ることができる。なお前記解砕は、種々の解砕機（クラッシャー）を利用して行うことができるし、分級も粗骨材用や細骨材用等の適当な目開きを持った篩等を利用して容易に行うことができる。
【００３４】
なお、前記のように、溶融スラグを水中に投入する等の急冷処理によって作成される細かな針状結晶の水砕スラグは、その急冷処理の過程で全体に多くのひび割れ等の欠陥を持つものとなっており、その結果、同様のサイズの天然の砂と比べて圧縮強度が非常に低いものとなっている。これに対して、以上のように、高温度処理物を徐冷して得た結晶状の土木建築用硬化物を解砕した解砕片は、緻密に硬化した結晶状の硬化物の破片であり、打撃によって解砕されたものであってもそれ自体殆どひび割れ等を有するものでないため、同様のサイズの天然の礫や砂利、或いは砂等と同程度以上の圧縮強度を保持したものとなる。
【００３５】
また徐冷して得た土木建築用硬化物は、これを、前記のように、解砕機で解砕し、更にその解砕片を更に微粉砕処理し、その微粉末にセメント粉を混合し、得られた混合粉体をセメント代替物とすることができる。前記微粉末は、それ自体、セメントの水和反応の際に発生する水酸化カルシウムをアルカリ刺激材として硬化するため、別にアルカリ刺激材を添加しなくても十分な圧縮強度を持った物に硬化させることが可能である。もっともアルカリ刺激材を更に適量添加することにより、より圧縮強度を高め、更に耐酸性を向上させることが可能になる。
【００３６】
前記微粉末は、その粒径が小さな物ほど比表面積が大きくなり圧縮強度の高いコンクリートを形成できるセメント代替物を作製することができる。以上の観点等から、この微粉末の比表面積は４０００ｃｍ2／ｇ〜１００００ｃｍ2／ｇとするのが適当である。また前記アルカリ刺激材を採用し、これを添加する場合は、水酸化カルシウム、メタ珪酸塩又は水酸化ナトリウム等を採用することができる。前記混合粉体中の微粉末に対するアルカリ刺激材の混合割合は６〜１２％程度が適当である。アルカリ刺激材が６％未満になると得られるコンクリート硬化体の圧縮強度が十分でなくなり、１２％を越えると、それ以上の圧縮強度の向上が見られなくなる。
【００３７】
従って本発明によれば、これによって製造した土木建築用硬化物はダイオキシン等を含まない安全なものであり、更に酸化していない金属アルミニウムを殆ど含まず、ひび割れ等のない密度の高い結晶性の硬化物であるため、これを解砕して、路盤材やコンクリート用骨材、アスファルト混合物用骨材、或いは歩道用ブロックや空洞ブロック等の種々のコンクリート二次製品用材料等、若しくは各種建造物用の土木建築用骨材として、天然の砂利や砂、或いは自然石を砕いた砕石の代わりに好適に利用することが出来るものとなる。
【００３８】
従来の水砕スラグの場合は、前記のように、細骨材として従来用いられている砂の３０％以内程度の範囲でこれらと置き換えていたものであるが、本発明の場合は、砂利や砂の全量と置き換えて用いても全く問題ないばかりか、十分な圧縮強度が得られるものとなる。またより安価に製造できるものともなる。
【００３９】
また前記土木建築用硬化物の解砕片を更に微粉砕し、セメント粉と混合し、空錬りして均一に混合し、適量の水を加えることで硬化させることができるセメント代替物とすることができる。こうして極めて簡単かつ安価に十分な圧縮強度を持ち、耐酸性を有するセメント代替物を得ることができる。このセメント代替物には更に前記割合でアルカリ刺激材（例えば、水酸化カルシウム、メタ珪酸塩又は水酸化ナトリウム）を添加すれば、更に高圧縮強度で耐酸性のコンクリートを得ることができることになる。
【実施例１】
【００４０】
一般廃棄物３０００ｋｇを内側に耐火レンガを張ったロータリーキルン型焼却溶融炉を用いて、１６００℃を僅かに越える高温度の下で焼却して溶融スラグ（溶融物）を生成させ、これを耐火耐熱構造の溶融スラグ取り出しヤードに落とし込み、そのまま自然放熱させて徐冷し、１日後に常温のスラグ塊（土木建築用硬化物）を得た。またその表面を目視観察し、かつその一部をスライスして顕微鏡で観察したところ、いずれにも微細な気孔や亀裂のない緻密な状態を呈していた。これをクラッシャ（解砕機）を用いて解砕した後、篩で分級して粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの細骨材及び直径５ｍｍ〜４０ｍｍの粗骨材からなる土木建築用骨材を得た。
【実施例２】
【００４１】
実施例１で得た粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの細骨材及び直径５ｍｍ〜４０ｍｍの粗骨材からなる土木建築用骨材を用いて、コンクリート配合組成比の一例であるセメント：砂：砂利＝１：２：４（体積比）に準じて、セメント：粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの細骨材：直径５ｍｍ〜４０ｍｍの粗骨材＝１０部：２０部：４０部（体積比）に配合しコンクリート配合材とした。このコンクリート配合材をモルタルミキサで１分間空練りした後、適量の水を加えて１分３０秒間本練りし、これを口径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒状型枠３本に打設し、材齢１日で脱型し、材齢７日まで静置して３本のテストピースを得た。これらの３本のテストピースの圧縮強度を、島津万能試験機ＲＦＥ−５０型（５００ＫＮ）を用いて測定した。これらの圧縮強度試験の測定結果は表１に示した。
【００４２】
以上のコンクリート配合材の空練りから圧縮強度の測定までの全ての作業は、２０℃、６５％ＲＨの恒温恒湿室内で行った。
【００４３】
＜比較例１＞
実施例２のセメント：粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの細骨材：直径５ｍｍ〜４０ｍｍの粗骨材＝１０部：２０部：４０部（体積比）に準じて、同様サイズの細骨材である砂及び粗骨材である砕石を用い、その配合と同様に、セメント：砂：砕石＝１０部：２０部：４０部（体積比）に配合してコンクリート配合材とした。その後、このコンクリート配合材を用いて、実施例２と同様の操作手順により６本のテストピース作成し、こうして得た比較例１のテストピースの内の３本の圧縮強度を実施例２で用いたのと同じ試験機によって測定し、それらの測定結果を表１に示した。
【００４４】
＜比較例２＞
一般廃棄物焼却溶融炉から排出される高温度の溶融スラグを水中に投下して急冷させた水砕スラグをテスト用として譲り受け、これを篩でふるって粒径０．１５ｍｍ〜７ｍｍに揃えた。次いで、セメント：０．１５ｍｍ〜７ｍｍの水砕スラグ＝１０部：６０部（体積比）に配合してコンクリート配合材とした。その後、このコンクリート配合材を用いて、実施例２と同様の操作手順により６本のテストピースを作成し、こうして得た比較例２のテストピースの内の３本の圧縮強度を実施例２で用いたのと同じ試験機によって測定し、それらの測定結果を表１に示した。
【００４５】
【表１】
2007031264.tif 000002
【００４６】
＜実施例２、比較例１及び比較例２の圧縮強度試験のデータからの考察＞
(1) 実施例２の圧縮強度試験の平均値（３９．９）と、比較例１の圧縮強度試験の平均値（３９．８）とを比較してみると、両者には殆ど差がない。このことは本発明の土木建築用骨材の製造方法によって製造した土木建築用骨材は、種々のコンクリート製品又は構造物の骨材として一般に用いられている砂や砂利の代替品として、十分に用いることができるものであることを示しいると考えられる。
(2) また実施例２の圧縮強度試験の平均値（３９．９）と、比較例２の圧縮強度試験の平均値（２０．１）とを比較してみると、明らかに比較例２の圧縮強度試験の平均値より実施例２のそれのほうが高い値を示している。即ち、溶融スラグを水中に投入して製造する水砕スラグより、溶融スラグを徐冷して得た結晶状スラグ塊をクラッシャ等で解砕した解砕片の方が、それ自体の圧縮強度が高く、それ故、以上のように、圧縮強度の高いコンクリートを得ることができるものであり、その通りの結果となっている。
(3) なお、以上の比較例２と全く同様に水砕スラグを用いて多数のテストピースを作製して、長期強度を調べてみると、時間の経過と共に圧縮強度が低下し、ガスの発生も見られる。このような水砕スラグでも、これまで道路用下層路盤材として用いる砂の代替品としての使用が可能とされてきたものであり、本発明の土木建築用骨材の製造方法によって製造された土木建築用骨材は、他の長期強度のテスト例も含めて検討すると、これより十分圧縮強度が高いばかりでなく、長期的にも強度の向上が見られるものであるから、このような道路用下層路盤材の砕石や砂利の代替品として用いることも可能であるのは云うまでもない。
【実施例３】
【００４７】
一般廃棄物６０００ｋｇを内側に耐火レンガを張ったロータリーキルン型焼却溶融炉を用いて、１２００℃の高温度の下で焼却して溶融スラグを生成させ、これを耐火耐熱構造の溶融スラグ取り出しヤードに落とし込み、そのまま自然放熱させて徐冷し、得られた溶融固化物を加熱炉に装入して１１００〜１１５０℃の結晶化至適温度に３０分間保持し、その後これを取り出し、常温の放熱ヤードに放置して１日後に常温のスラグ塊（土木建築用硬化物）を得た。
【００４８】
また、実施例１と同様に、該スラグ塊（土木建築用硬化物）の表面を目視観察し、かつその一部をスライスして顕微鏡で観察したところ、いずれにも微細な気孔や亀裂のない緻密な状態を呈していた。
【実施例４】
【００４９】
実施例３と同様にして溶融固化物を作製し、該溶融固化物を１１５０℃に昇温してある加熱炉に装入して１１５０℃まで加熱し、続いて該温度から１１００℃までの間、３℃／分の冷却速度で冷却し、１１００℃を下回ってからは該加熱炉から取り出し、常温の放熱ヤードに放置して１日後に常温のスラグ塊（土木建築用硬化物）を得た。
【００５０】
また、実施例１及び３と同様に、該スラグ塊（土木建築用硬化物）の表面を目視観察し、かつその一部をスライスして顕微鏡で観察したところ、いずれにも微細な気孔や亀裂のない緻密な状態を呈していた。
【実施例５】
【００５１】
一般廃棄物６０００ｋｇを内側に耐火レンガを張ったロータリーキルン型焼却溶融炉を用いて、１２００℃の高温度の下で焼却して溶融スラグを生成させ、該溶融スラグをそのまま該焼却炉内に２５分間保持し、その後、耐火耐熱構造の溶融スラグ取り出しヤードに落とし込み、そのまま自然放熱させて徐冷し、１日後に常温のスラグ塊（土木建築用硬化物）を得た。
【００５２】
また、実施例１、３及び４と同様に、該スラグ塊（土木建築用硬化物）の表面を目視観察し、かつその一部をスライスして顕微鏡で観察したところ、いずれにも微細な気孔や亀裂のない緻密な状態を呈していた。
【実施例６】
【００５３】
実施例３で得たスラグ塊（土木建築用硬化物）をクラッシャ（解砕機）を用いて解砕した後、ディスクミルで微粉砕し、更に遊星式ボールミルで粉砕して平均比表面積が４１００ｃｍ2／ｇの微粉末を得た。この微粉末にセメント粉を１０：１０の割合で混合し、更に均一に攪拌してセメント代替物を得た。このセメント代替物には、この実施例では、アルカリ刺激材として水酸化カルシウムを添加することとし、該水酸化カルシウムを該セメント代替物中の前記スラグ塊微粉末１０に対して１の割合で添加した。
【００５４】
この後、該水酸化カルシウム添加済みのセメント代替物、粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの砂、直径５ｍｍ〜４０ｍｍの砕石を用いて、コンクリート配合組成比の一例であるセメント：砂：砂利＝１：２：４（体積比）に準じて、該セメント代替物：粒径０．１５ｍｍ〜５ｍｍの砂：直径５ｍｍ〜４０ｍｍの砕石＝１０部：２０部：４０部（体積比）に配合し、コンクリート配合材とした。
【００５５】
このコンクリート配合材をモルタルミキサで１分間空練りした後、適量の水を加えて１分３０秒間本練りし、これを口径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒状型枠６本に打設し、材齢１日で脱型し、材齢７日まで静置して６本のテストピースを得た。これらのテストピースの内、３本のテストピースの圧縮強度を、島津万能試験機ＲＦＥ−５０型（５００ＫＮ）を用いて測定した。これらの圧縮強度試験の測定結果は表２に示した。
【実施例７】
【００５６】
実施例４で得たスラグ塊（土木建築用硬化物）を実施例６と全く同様に処理してセメント代替物を得、また実施例６と同様に配合してコンクリート配合材を作成し、更にこのコンクリート配合材を実施例６と同様に処理して６本のテストピースを得た。これらのテストピースの内、３本のテストピースの圧縮強度を、実施例６のそれと同様に、島津万能試験機ＲＦＥ−５０型（５００ＫＮ）を用いて測定した。これらの圧縮強度試験の測定結果も表２に示した。
【実施例８】
【００５７】
実施例５で得たスラグ塊（土木建築用硬化物）を実施例６、７と全く同様に処理してセメント代替物を得、また実施例６、７と同様に配合してコンクリート配合材を作成し、更にこのコンクリート配合材を実施例６、７と同様に処理して６本のテストピースを得た。これらの６本の内の３本のテストピースの圧縮強度を、実施例６、７のそれと同様に、島津万能試験機ＲＦＥ−５０型（５００ＫＮ）を用いて測定した。これらの圧縮強度試験の測定結果も表２に示した。
【００５８】
以上の実施例６、７、８のコンクリート配合材の空練りから圧縮強度の測定までの全ての作業は、２０℃、６５％ＲＨの恒温恒湿室内で行った。
【００５９】
以上の実施例６、７、８の処理過程中、コンクリート配合材に適量の水を加えてテストピースを作製する間の水素ガスの発生の有無をそれぞれ観察した。同様に比較例１、２のコンクリート配合材に適量の水を加えてテストピースを作製する間の水素ガスの発生の有無をそれぞれ観察した。これは泡や水の吹出やテストピースの膨張の有無等を観察した。
また実施例６、７、８及び比較例１、２で作製した各６本のテストピースの内の残りの各３本を、それぞれタンクに満たした希硫酸溶液中に浸漬して７２時間後に取り出し、表面をブラシで軽くこすりながら水道水で洗い流し、その後、各々その表面の侵食の有無を観察した。
両観察結果は表３に示した。
【００６０】
【表２】
2007031264.tif 000003
【００６１】
【表３】
2007031264.tif 000004
【００６２】
＜実施例６、７、８及び比較例１、２の圧縮強度試験、水素ガス発生の観察及び耐硫酸性試験のデータからの考察＞
(1) 表２に示した実施例６、７、８の圧縮強度試験の各々の平均値と、最も一般的なコンクリートである比較例１の圧縮強度とを比較すると、前者の方が若干大きな値となっている。これらのテストピースを作製した実施例６、７、８のセメント代替物がこの面で優れた性能を持つことを示していると考える。
(2) 表３に示した結果から見ると、実施例６、７、８のいずれでも、テストピースの作成中に水素ガスは発生しておらず、微粉末を形成する土木建築用硬化物中の金属アルミニウムは殆ど酸化して酸化アルミニウムになっていると判断できる。比較例２では、いずれのテストピースでも水素ガスの発生が認められ、このことから、体積比で６０％を占める水砕スラグ中に金属アルミニウムが残存していたものと認められる。以上の結果から、実施例６、７、８のセメント代替物はこの面で優れた性能を持つものと判断できる。
(3)また表３に示した結果から見ると、比較例１は硫酸によって侵食を受けているが、実施例６、７、８はいずれも侵食を受けていない。実施例６、７、８では、セメントの水和反応で生成する水酸化カルシウムがアルカリ刺激材として作用し、これが消費されてしまっているためと考えられる。実施例６、７、８は、この面でも優れた性能を持つ物であると考えられる。