(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪藻土とゴミ溶融スラグを微粉砕し、これらにセメントを安定材として添加し、一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練材料を球状成形型加圧装置に入れて球状にし、一定期間養生後、焼成して人工的な軽量骨材とすることを特徴とする珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材の製造方法。
【請求項２】
微粉砕した珪藻土７５重量％と微粉砕したゴミ溶融スラグ２５重量％の配合割合に対して、セメント２〜１０重量％の範囲で添加し、一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練材料を球状成形型加圧装置により球状に成形し、一定期間養生後、焼成したことを特徴とする珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材。
【請求項３】
前記球状成形型加圧装置により粒径５〜２０ｍｍの球状にしたことを特徴とする請求項２記載の珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ゴミの溶融施設から排出される溶融物を粉砕したゴミ溶融スラグを利用した、珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
秋田県内から産出される珪藻土は、品質も良く多方面に使用されているが、地場産業の活性化の観点から見ると未だ不十分であり、更なる市場の開拓に乗り出す必要性に迫られている。
また、ゴミ溶融スラグは、秋田市の一般家庭ゴミや事業所のゴミを１８００℃〜１９００℃の高温で溶融し、再資源化したもので、年間約１３，７００〜１５，２６０ｔ排出されるが、このうち資源として再利用される量は、主にコンクリートの二次製品など、年間１，０００ｔ程度であり、他の用途として用いられることはほぼ皆無の状態である。
従来、都市ゴミの溶融施設から排出される溶融物を粉砕したゴミ溶融スラグを利用した、微粉砕したゴミ溶融スラグと消石灰の混合による路盤改良材が知られている（特許文献１を参照）。
この公知技術では、都市ゴミの溶融施設から排出される溶融物を急冷凝固した後、微粉砕した粒径４２５〜１０μｍの範囲のゴミ溶融スラグ５０重量％と土材料５０重量％とからなる混合土に消石灰５〜１５重量％添加した路盤改良材である。
その他に、石炭灰を主原料として用い、特に軽量性・安定性に優れた人工骨材を提供する人工軽量骨材用塑性物及び人工軽量骨材の製造方法（特許文献２を参照）、都市ごみの焼却時に生じる飛灰に粘結材としてベントナイトと酸化鉄及び炭化水素の発泡剤とを混合し、焼成して人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法（特許文献３を参照）やごみ焼却灰に、粘結剤、発泡剤、還元剤と、さらに粗成制御剤としてシリカまたはアルミナを混合して成型し、これを焼成することによって人工軽量骨材を製造する人工骨材の製造方法及びこの方法で得られた人工軽量骨材（特許文献４を参照）が知られている。
しかしこれらは、コンクリートに使用される軽量骨材の品質、とりわけ軽量粗骨材（粒径５ｍｍ以上）は、吸水率が大きいほど骨材自身の膨張が生じ、結果としてコンクリートの劣化が問題となる。
【特許文献１】特許第３９３６９９２号公報
【特許文献２】特開平７−１８７７４０号公報
【特許文献３】特開平１０−４５４４８号公報
【特許文献４】特開２０００−１７８０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、都市ゴミの溶融施設から排出される溶融物を粉砕したゴミ溶融スラグを利用した、珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材の製造方法は、珪藻土とゴミ溶融スラグを微粉砕し、これらにセメントを安定材として添加し、一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練材料を球状成形型加圧装置に入れて球状にし、一定期間養生後、焼成して人工的な軽量骨材とするものである。
本発明の珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材は、微粉砕した珪藻土７５重量％と微粉砕したゴミ溶融スラグ２５重量％の配合割合に対して、セメント２〜１０重量％の範囲で添加し、一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練材料を球状成形型加圧装置により球状に成形し、一定期間養生後、焼成したものである。
本発明の珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材は、前記球状成形型加圧装置により粒径５〜２０ｍｍの球状にしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の珪藻土７５重量％とゴミ溶融スラグ２５重量％の配合割合に対して、セメント２〜１０重量％の添加で焼成した人工軽量骨材は、品質（密度、吸水率）が市販の製品と比べてもほとんど変わらないことが確認され、製品化・事業展開が期待できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、本発明の珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材の製造工程を説明する。
珪藻土を粒径５０μｍ以下に微粉砕し、ゴミ溶融スラグを粒径２５０μｍ以下に微粉砕する。
微粉砕した珪藻土とゴミ溶融スラグを７５重量％：２５重量％の配合割合で混合し、この配合割合の混合物に対して２〜１０重量％のセメントを安定材として混合する。
これらを一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練した材料を球状成形型加圧装置により所定の球状に成形し、一定期間（２８日）養生後、高温１２００℃で４０〜１００分間焼成する。
これにより、５〜２０ｍｍ球状の人工軽量骨材が作製される。人工軽量骨材とは、人工的に焼成・発泡して得られる構造用及び非構造用軽量コンクリートの骨材であり、骨材の内部に空隙を保有し、表面が緻密なガラスで覆われた軽い骨材である。
この発明では非構造用軽量コンクリートの骨材を主眼としている。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
図１、図２に本発明の球状成形型加圧装置の概略図を示す。
本発明の球状成形型加圧装置は、空気圧等の流体により作動されるシリンダー１と、該シリンダー１の作動により往復動されるピストンロッド２と、該ピストンロッド２の先端に固定された加圧板３と、該加圧板３により内部の混練材料Ｍがペレット状に押出成形される成形容器４と、該成形容器４から押し出されたペレット状の混練材料Ｓを移送するＵ字状断面の傾斜シュート５と、該傾斜シュート５の先端に上下に配置されたＵ溝成形主ローラ６及びＵ溝成形従ローラ７から構成される。
なお、８は機台、９は傾斜調節台、１０は空気吹き出し口、Ｍは混練材料、Ｓはペレット状混練材料である。
【０００９】
次に、本発明の球状成形型加圧装置の操作動作を添付図面に基づいて以下に説明する。
微粉砕した珪藻土とゴミ溶融スラグを７５重量％：２５重量％の配合割合で混合し、この配合割合の混合物に対して２〜１０重量％のセメントを安定材として混合し、これらを一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練材料Ｍを成形容器４に充填する。
シリンダー１を作動させてピストンロッド２を伸長させて加圧板３により前記混練材料Ｍを押し出して前記成形容器４の下部からペレット状に混練材料Ｓを傾斜シュート５へ供給する。
前記ペレット状混練材料Ｓは前記傾斜シュート５を空気吹き出し口１０からのエアーにより転動落下し、上下に配置されたＵ溝成形主ローラ６及びＵ溝成形従ローラ７間に至り、前記Ｕ溝成形主ローラ６及びＵ溝成形従ローラ７間に挟まれて加圧され粒径５〜２０ｍｍの球状に成形される。
【００１０】
珪藻土の物理化学的性質
・比重が小さく、ポーラスであるため軽量である。
密度２．２０ｇ／ｃｍ３
・水分や油分を大量に保持する。
乾燥土壌改良する土壌改良材、流出した油を捕集する。
珪藻土の化学成分
【００１１】
【表２】
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珪藻土は藻類の一種である珪藻の殻の化石からなる堆積物（堆積岩）である。
【００１２】
ゴミ溶融スラグの物理化学的性質
・ゴミ溶融スラグ（秋田市総合環境センターの溶融施設からの排出物）
粒径２．３６ｍｍ〜０．１５ｍｍ、密度２．８７ｇ／ｃｍ３、吸水率０．６０％、透水係数４．６×１０−２ｃｍ／ｓ
ゴミ溶融スラグの化学成分
【００１３】
【表３】
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ゴミ溶融スラグの潜在水硬性
二酸化珪素（ＳｉＯ２）が多量に含有し、かつガラス質９０％以上含有しており、水またはアルカリ水溶液で反応して水硬性を発揮する。微粉砕によって比表面積が増大、より潜在水硬性が増加する。
【００１４】
（実験例）
１．人工軽量骨材の材料
・珪藻土を５０μｍに微粉砕
・ゴミ溶融スラグを２５０μｍに微粉砕
２．実験条件
１）微粉砕した珪藻土とゴミ溶融スラグの配合
・珪藻土７５重量％、ゴミ溶融スラグ２５重量％（乾燥重量比）
・珪藻土５０重量％、ゴミ溶融スラグ５０重量％（乾燥重量比）
・珪藻土２５重量％、ゴミ溶融スラグ７５重量％（乾燥重量比）
２）上記１）の３種類の配合条件下でのセメントの配合割合
・２％、５％、１０％の３種類
３．上記２）条件で作製した混合材料の焼成温度と焼成時間
・珪藻土７５重量％、ゴミ溶融スラグ２５重量％は、１２００℃で４０〜１００分
・珪藻土５０重量％、ゴミ溶融スラグ５０重量％は、１２００℃で２〜１０分
・珪藻土２５重量％、ゴミ溶融スラグ７５重量％は、１２００℃で１分
４．電気炉の燃焼の温度段階と燃焼時間
ステップ１：３００℃まで１時間燃焼
ステップ２：３００℃〜６００℃まで１時間
ステップ３：６００℃〜９００℃まで１時間
ステップ４：９００℃〜１２００℃まで１時間
ステップ５：１２００℃到達後の燃焼時間は、上記の配合割合に依存する。
【００１５】
【表４】
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本発明の珪藻土７５重量％とゴミ溶融スラグ２５重量％の配合割合に対して、セメント２〜１０重量％の添加で焼成した人工軽量骨材は、品質（密度、吸水率）が市販の製品と比べてもほとんど変わらないことが確認された。
【００１６】
【表５】
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また、珪藻土５０重量％とゴミ溶融スラグ５０重量％及び珪藻土２５重量％とゴミ溶融スラグ７５重量％の配合割合に対して、セメント２〜１０重量％の添加で焼成した人工骨材は、密度の観点から人工軽量骨材の条件をやや満たしていないが、通常の人工骨材としては十分製品化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の球状成形型加圧装置の概略正面図である。
【図２】本発明の球状成形型加圧装置の概略右側面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  シリンダー
２  ピストンロッド
３  加圧板
４  成形容器
５  傾斜シュート
６  Ｕ溝成形主ローラ
７  Ｕ溝成形従ローラ
８  機台
９  傾斜調節台
１０  空気吹き出し口
【要約】
【課題】本発明は、都市ゴミの溶融施設から排出される溶融物を粉砕したゴミ溶融スラグを利用した、珪藻土とゴミ溶融スラグの混合による人工軽量骨材を提供する。
【解決手段】珪藻土を粒径５０μｍ以下に微粉砕し、ゴミ溶融スラグを粒径２５０μｍ以下に微粉砕する。微粉砕した珪藻土とゴミ溶融スラグを７５重量％：２５重量％の配合割合で混合し、この配合割合の混合物に対して２〜１０重量％のセメントを安定材として混合する。これらを一定の水量のもとで練り混ぜ、この混練した材料を球状成形型加圧装置により所定の球状に成形し、一定期間（２８日）養生後、高温１２００℃で４０〜１００分間焼成する。これにより、５〜２０ｍｍ球状の人工軽量骨材が作製される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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