(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰、セメントおよび平均粒子径が１０μｍ以下であるセメントキルンダストを混合しそして水を加えて造粒することを特徴とする石炭灰を含む造粒物の製造法。
【請求項２】
前記セメントキルンダストの平均粒子径が５μｍ以下である請求項１記載の石炭灰を含む造粒物の製造法。
【請求項３】
石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストの合計１００重量部当たり、石炭灰５０〜９５重量部、セメント２〜２５重量部およびセメントキルンダスト３〜４５重量部である、請求項１または２記載の石炭灰を含む造粒物の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭灰を含む造粒物の製造法に関する。さらに詳しくは、土木材料、建築材料として利用できる石炭灰を利用した造粒物の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石炭火力発電所から大量に発生する石炭灰を有効利用するために、土木材料等として利用される造粒物を、石炭灰を原料として人工的に製造する方法が提案されている。
特開昭６１−１５１０５２号公報には、石炭灰にセメントおよび水を加えて、高速混合造粒して石炭灰砂を製造する方法が開示されている。同様に特開昭６３−２０１０４５号公報には、フライアッシュとスラグ粉末にセメントおよび水を加え、高速混合造粒して石炭灰砂を製造する方法が開示されている。また特開平３−２７５１３４号公報には、石炭灰と人工軽量骨材やパーライト製造時の集塵ダスト、砕石工場の集塵ダストあるいは建築廃材処理工場の集塵ダストおよび水を加えて造粒して土木材料等とする方法が開示されている。
【０００３】
さらに特公平２−１１５４３号公報には、フライアッシュにセメントおよび水を加えて混合し成型した後、その成型物の強度が数＋ｋｇｆ／ｃｍ2以上に達した段階で、その硬化物を破砕し、その破砕物に前記成型前の未硬化物を加えて練混ぜ、締固め、成型・養生して二次硬化体とすることを特徴とする水硬性硬化体の製造法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記の方法で用いられる石炭灰、セメント、スラグ、集塵ダストの粉末度はいずれも平均粒子径が５μｍ以上であることから、これらの粒子間を補完する微粒子群が少ないため、付着力が小さく、造粒しにくいという問題があり、しかも得られる造粒物の強度が小さいという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、石炭灰を含む造粒物の製造法を提供することにある。
本発明の他の目的は、造粒粒子の強度が高く、かつ球状で良好な石炭灰を含む造粒物を短時間で容易に製造する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
【０００６】
【発明を解決するための手段】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、石炭灰、セメントおよび平均粒子径が１０μｍ以下であるセメントキルンダストを混合しそして水を加えて造粒することを特徴とする石炭灰を含む造粒物の製造法によって達成される。
各成分の配合割合は、石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストの合計１００重量部を基準にして、石炭灰は好ましくは５０〜９５重量部、より好ましくは６０〜９０重量部、特に好ましくは６０〜８５重量部であり、セメントは好ましくは２〜２５重量部、より好ましくは５〜２０重量部であり、そしてセメントキルンダストは好ましくは３〜４５重量部、より好ましくは５〜３５重量部、特に好ましくは１０〜２５重量部である。
【０００７】
石炭灰が５０重量部より少ないと、石炭灰の有効利用量が減少するので好ましくない。また９５重量部よりも多くなると、得られる石炭灰造粒物の強度が小さくなるために好ましくない。
セメントが２重量部よりも少ないと、得られる石炭灰造粒物の強度が小さくなるために好ましくない。また２５重量部よりも多くなると、石炭灰造粒物の製造コストが高くなるため好ましくない。
【０００８】
セメントキルンダストが３重量部よりも少ないと、石炭灰とセメントの粒子間の間隙を十分充填することができなくなるので好ましくない。また４５重量部よりも多くなると、石炭灰とセメントの粒子間の間隙から、セメントキルンダストがはみ出し、石炭灰を含む造粒物の強度が低下する原因となるので好ましくない。
セメントキルンダストの平均粒子径は、１０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下である。セメントほどの水硬性は有さないものの水硬性を有するものが望ましい。平均粒子径が１０μｍ以上になると、石炭灰およびセメントの粒子と同等ないしそれ以上の大きさとなり、これらの粒子間の間隙を充填することが困難となるため好ましくない。
【０００９】
石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストを乾式で予め混合する場合の混合器としては、Ｖ字混合器などの容器回転型の混合器、リボンミキサー、スクリューミキサーなどの容器固定型の混合器でもよく、粉体の乾式混合に通常用いられるものでよい。
混合された原料を造粒するための造粒機としては、通常、球状造粒物のできるパン型造粒機などの転動造粒機およびスパイラルミキサー、アイリッヒミキサー、ヘンシェルミキサーなどの攪拌造粒機が用いられる。
【００１０】
造流用に使用される水分量は、粉体の粉末度や一次粒子形状などによって異なるが、全粉体１００重量部に対して通常２５〜４５重量部が好ましい。
造粒された石炭を含む造粒物は、通常の湿潤空気中あるいは蒸気中にて養生された後に、土木材料などとして使用される。
【００１１】
【実施例】
以下に実施例および比較例を示して本発明をさらに具体的に説明する。
比較例１および実施例１〜３
石炭灰９５重量部、セメント５重量部の一定配合条件下で、セメントキルンダストの添加による造粒性の比較を行った。
表１に示す配合割合の石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストの原料をスパイラルミキサー（回転運動１４０ｒｐｍ、遊星運動６２ｒｐｍ）で混合した。引き続き表１に示す水量を加え、混練しながら造粒状態を観察し、造粒に要する時間を調べた。結果を表１に示す。セメントキルンダストの添加により、短時間の低速攪拌で造粒できた。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
実施例４〜７
本発明に基づく配合割合の石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストの原料を使用して造粒を行い、造粒物の強度試験を行った。
表２に示す配合割合の石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストの原料をスパイラルミキサー（回転運動１４０ｒｐｍ、遊星運動６２ｒｐｍ）で混合した。引き続き表２に示す水量を加え、混練しながら造粒状態を観察し、造粒を行った。得られた造粒物をバットに移し室内で所定日数養生した後、造粒物の強度試験を行った。結果を表２に示す。得られた造粒物の強度が大きい。また造粒物の外観は、いずれも良好な球状であった。
【００１４】
【表２】
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【００１５】
比較例２、３および実施例８〜１０
表３に示す配合割合の原料をスパイラルミキサー（回転運動１４０ｒｐｍ、遊星運動６２ｒｐｍ）で混合した。引き続き表３に示す水量を加え、混練しながら造粒状態を観察し、造粒を行った。得られた造粒物をバットに移し、室内で所定日数養生した後、造粒物の強度試験を行った。結果を表３に示す。セメントキルンダストを添加しない場合は、得られた造粒物は粒子同志が凝集し球状とならなかった（比較例２、３）。
【００１６】
【表３】
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【００１７】
実施例１１〜１４
造粒機としてパン型造粒機を使用し、本発明に基づく配合割合の石炭灰、セメントおよびセメントキルンダストの原料を使用して、粒径の大きい造粒物の造粒を行い、造粒物の強度試験を行った。
表４に示す配合割合の原料をＶ字型混合器で混合した。この原料混合物をパン型造粒機（パン径５００ｍｍ、パン深さ１００ｍｍ、傾斜角度４０゜、回転数１８ｒｐｍ）により造粒を行った。この際に用いた水量は表４に示すとおりである。得られた造粒物をバットに移し、室内で所定日数養生した後、造粒物の強度試験を行った。結果を表４に示す。得られた造粒物の強度が大きい。また造粒物の外観は、いずれも良好な球状であった。
【００１８】
【表４】
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【００１９】
【発明の効果】
本発明の方法で製造される石炭灰を含む造粒物は、セメントキルンダスト粒子が石炭灰およびセメントの粒子間の間隙に充填されているので、容易に造粒化され、強度が高くかつ球状であることから、使用に際して作業性に富んでいる。また、セメントのみならずセメントキルンダストも水硬性を有しているため、材令とともに強固な造粒物をつくることができる。