JP2853384B2 - 下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板の製造方法 - Google Patents
下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板の製造方法Info
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- JP2853384B2 JP2853384B2 JP19445091A JP19445091A JP2853384B2 JP 2853384 B2 JP2853384 B2 JP 2853384B2 JP 19445091 A JP19445091 A JP 19445091A JP 19445091 A JP19445091 A JP 19445091A JP 2853384 B2 JP2853384 B2 JP 2853384B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水汚泥を焼却する際
に発生する下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板に関
するものである。
に発生する下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水汚泥の有効利用方法は種々報告され
ているが、安全性などの観点から多くは焼結処理されて
いる。その結、果焼却炉からは大量の焼却灰が排出さ
れ、現在その処理が問題になっている。焼却灰は、埋立
処理することもできるが、その場合、焼却灰中には多量
の重金属が含まれているため環境汚染が懸念される。そ
こで焼却灰は、レンガや陶管の原料に少量を混入したり
して処理されている。
ているが、安全性などの観点から多くは焼結処理されて
いる。その結、果焼却炉からは大量の焼却灰が排出さ
れ、現在その処理が問題になっている。焼却灰は、埋立
処理することもできるが、その場合、焼却灰中には多量
の重金属が含まれているため環境汚染が懸念される。そ
こで焼却灰は、レンガや陶管の原料に少量を混入したり
して処理されている。
【０００３】一方、焼却灰のスラグ化は重金属を封止す
るため、無公害化に有効な技術である。風砕スラグ化す
る技術は例えば特開平３−12348号公報に開示されてい
る。
るため、無公害化に有効な技術である。風砕スラグ化す
る技術は例えば特開平３−12348号公報に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】焼却灰をレンガや陶管
の原料に用いる方法は少量では処理しきれず、一方大部
分の原料を代替したのでは重金属の溶出による環境汚染
が問題になる。一方、スラグ化品は環境汚染の心配がな
いため、埋立処理できるが有効利用して付加価値を高め
る技術の開発が望まれている。しかしながら、従来開発
された利用技術は、いずれも意匠性に乏しくて汚泥の暗
いイメージを払拭しうるものではなかった。さらに、焼
却灰を溶融して風砕スラグ化する方法も球形粒子が得ら
れるほか、糸を引いてウール状になることもあり、品
質、形状が不安定であった。
の原料に用いる方法は少量では処理しきれず、一方大部
分の原料を代替したのでは重金属の溶出による環境汚染
が問題になる。一方、スラグ化品は環境汚染の心配がな
いため、埋立処理できるが有効利用して付加価値を高め
る技術の開発が望まれている。しかしながら、従来開発
された利用技術は、いずれも意匠性に乏しくて汚泥の暗
いイメージを払拭しうるものではなかった。さらに、焼
却灰を溶融して風砕スラグ化する方法も球形粒子が得ら
れるほか、糸を引いてウール状になることもあり、品
質、形状が不安定であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するべく鋭意検討の結果、下水汚泥の焼却灰は品
質のバラツキが大きく、ウール状品の発生する場合はカ
ルシウム／ケイ素の比(c/s比）がＣaＯ／ＳiＯ2換算の
重量比で1.0未満になっているときであること、またこ
の比が2.0を越えると溶融トラブルが起こっていること
を見出した。そして、さらにc/s比を1.0〜2.0の範囲に
調節して得られた風砕スラグ粒子は、球状で硬度がある
ばかりでなく、セメントとの接着性も良好になることを
見出し、このスラグを着色するとともにセメントを配合
することにより美麗な外観を有し、透水性のあるカラー
舗装板を完成するに至り、これに基づいて本発明を完成
することができた。
を解決するべく鋭意検討の結果、下水汚泥の焼却灰は品
質のバラツキが大きく、ウール状品の発生する場合はカ
ルシウム／ケイ素の比(c/s比）がＣaＯ／ＳiＯ2換算の
重量比で1.0未満になっているときであること、またこ
の比が2.0を越えると溶融トラブルが起こっていること
を見出した。そして、さらにc/s比を1.0〜2.0の範囲に
調節して得られた風砕スラグ粒子は、球状で硬度がある
ばかりでなく、セメントとの接着性も良好になることを
見出し、このスラグを着色するとともにセメントを配合
することにより美麗な外観を有し、透水性のあるカラー
舗装板を完成するに至り、これに基づいて本発明を完成
することができた。
【０００６】すなわち、本発明は下水汚泥の焼却灰に石
灰、ケイ砂、レンガ又はLDスラグを加えて、カルシウム
／ケイ素の比をＣaＯ／ＳiＯ2換算の重量比で1.0〜2.0
とし、この焼却灰の溶融物を風砕し、得られた風砕スラ
グにセメント及び水を加えて混練し、成形することを特
徴とする透水性舗装板の製造方法に関するものである。
灰、ケイ砂、レンガ又はLDスラグを加えて、カルシウム
／ケイ素の比をＣaＯ／ＳiＯ2換算の重量比で1.0〜2.0
とし、この焼却灰の溶融物を風砕し、得られた風砕スラ
グにセメント及び水を加えて混練し、成形することを特
徴とする透水性舗装板の製造方法に関するものである。
【０００７】焼却灰の組成は、処理される下水の性状等
に応じて変化するが、その種類を問わない。無機系汚泥
の灰分組成の変化を測定した結果を表１に、そして有機
汚泥の灰分組成の変化を測定した結果を表２にそれぞれ
示す。
に応じて変化するが、その種類を問わない。無機系汚泥
の灰分組成の変化を測定した結果を表１に、そして有機
汚泥の灰分組成の変化を測定した結果を表２にそれぞれ
示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】焼却灰のc/s比の測定方法としては、ＦＸ
を用いた。
を用いた。
【００１１】c/s比を測定した結果、この比が1.0未満の
ときはカルシウム分として石灰、又はLDスラグを加え、
一方この比が4.0を越えているときはシリカ分としてケ
イ砂、高炉スラグ、レンガくずを加えて、c/s比を1.0〜
4.0、好ましくは2.0〜3.0の範囲に調整するのである。
この調整は、焼却灰の溶融前に行なってもよく、溶融後
に行なってもよい。
ときはカルシウム分として石灰、又はLDスラグを加え、
一方この比が4.0を越えているときはシリカ分としてケ
イ砂、高炉スラグ、レンガくずを加えて、c/s比を1.0〜
4.0、好ましくは2.0〜3.0の範囲に調整するのである。
この調整は、焼却灰の溶融前に行なってもよく、溶融後
に行なってもよい。
【００１２】溶融物を風砕スラグにする方法は、例えば
高炉スラグを風砕スラグにする方法に準拠して行なえば
よく、また特開平３−12348号公報に開示されている方
法などを利用することもできる。風砕スラグの粒径は、
平均粒径で１ 〜３mm程度が適当である。
高炉スラグを風砕スラグにする方法に準拠して行なえば
よく、また特開平３−12348号公報に開示されている方
法などを利用することもできる。風砕スラグの粒径は、
平均粒径で１ 〜３mm程度が適当である。
【００１３】上記の風砕スラグ粒子を染料又は顔料で着
色してカラースラグとする。着色方法としては染、顔料
とともに、ＳiＯ2反応基を有するポリビニルアルコール
誘導体を被覆する方法が好ましい。ＳiＯ2反応基を有す
るポリビニルアルコール誘導体は、下記の式〔Ｉ〕で表
される構造単位よりなるものである。
色してカラースラグとする。着色方法としては染、顔料
とともに、ＳiＯ2反応基を有するポリビニルアルコール
誘導体を被覆する方法が好ましい。ＳiＯ2反応基を有す
るポリビニルアルコール誘導体は、下記の式〔Ｉ〕で表
される構造単位よりなるものである。
【００１４】
【化１】
【００１５】（式中、Ｘ、Ｘ1、Ｘ2は炭素原子数10以下
のアルキル基、水素原子、カリウム原子、ナトリウム原
子、アンモニウム基を示し、ｌ、ｍ、ｎは全重合度（ｌ
＋ｍ＋ｎ）に対しｌは45.0〜99.8％、ｍは０〜35.0％、
ｎは0.2〜20％である。)
のアルキル基、水素原子、カリウム原子、ナトリウム原
子、アンモニウム基を示し、ｌ、ｍ、ｎは全重合度（ｌ
＋ｍ＋ｎ）に対しｌは45.0〜99.8％、ｍは０〜35.0％、
ｎは0.2〜20％である。)
【００１６】重合度（ｌ＋ｍ＋ｎ）は300〜10,000であ
る。アルキル基の好ましい炭素原子数は１〜８である。
ポリビニルアルコール誘導体の添加量はスラグに対し0.
05〜10重量％が好ましい。
る。アルキル基の好ましい炭素原子数は１〜８である。
ポリビニルアルコール誘導体の添加量はスラグに対し0.
05〜10重量％が好ましい。
【００１７】染、顔料には有機あるいは無機系の顔料、
染料いずれも使用できるが、無機顔料が好ましく、さら
に耐候、耐酸、耐アルカリ性であることが好ましい。添
加量はスラグに対し、一般に0.3〜20重量％程度が適当
である。この量は、顔料セメントの種類及びセメントの
量、希望色価によりこの範囲外になることもある。
染料いずれも使用できるが、無機顔料が好ましく、さら
に耐候、耐酸、耐アルカリ性であることが好ましい。添
加量はスラグに対し、一般に0.3〜20重量％程度が適当
である。この量は、顔料セメントの種類及びセメントの
量、希望色価によりこの範囲外になることもある。
【００１８】カラースラグは、スラグ粉に染料又は顔料
と上記のポリビニルアルコール誘導体のアルカリ水溶液
を加えて混合することにより形成させることができる。
この混合により、極めて短時間に該誘導体のＳiＯ2反応
基はスラグ粒子表面のＳiＯ2基と化学反応し、不可逆的
に結合する。染、顔料はポリビニルアルコール誘導体と
同時に加えてもよく、予めスラグ粉に添加混合しておい
てもよい。上記のポリビニルアルコール誘導体のアルカ
リ水溶液には、これと相溶性を有するエチレン系共重合
体エマルジョン又は合成ゴムラテックスを加えことがで
きる。特に、効果の大きいのはメタアクリル酸メチルエ
ステルとアクリル酸ブチルエステル共重合エマルジョン
で、共重合体中にＣＯＯＨ、ＯＳＯ3Ｈ、ＳＯ3Ｈ又はこ
れらのＮa、Ｋ、アンモニウム塩を含み、分子量が100,0
00 〜1,500,000程度のものである。エマルジョンの粒子
径は0.15±0.02μ程度で、pH8.0±0.5、濃度40〜50重量
％のものが適当である。添加量は固形重量として、ポリ
ビニルアルコール誘導体１重量部に対し５〜100重量部
であり、好ましくは30〜80重量部である。又、高級脂肪
酸アルカリ塩を添加することができる。この高級脂肪酸
アルカリ塩は、炭素原子数10以上の飽和又は不飽和脂肪
酸であり、ステアリン酸、オレイン酸を始めトール油脂
肪酸、ロジン酸等をいずれも使用できる。添加量は上記
ＳiＯ2反応性官能基含有ポリビニルアルコール誘導体に
対し0.1〜50固形重量％、好ましくは0.2〜30固形重量％
である。カラースラグの製法の詳細は、特開昭63−2331
03号公報に記載されている方法に準拠して行えばよい。
と上記のポリビニルアルコール誘導体のアルカリ水溶液
を加えて混合することにより形成させることができる。
この混合により、極めて短時間に該誘導体のＳiＯ2反応
基はスラグ粒子表面のＳiＯ2基と化学反応し、不可逆的
に結合する。染、顔料はポリビニルアルコール誘導体と
同時に加えてもよく、予めスラグ粉に添加混合しておい
てもよい。上記のポリビニルアルコール誘導体のアルカ
リ水溶液には、これと相溶性を有するエチレン系共重合
体エマルジョン又は合成ゴムラテックスを加えことがで
きる。特に、効果の大きいのはメタアクリル酸メチルエ
ステルとアクリル酸ブチルエステル共重合エマルジョン
で、共重合体中にＣＯＯＨ、ＯＳＯ3Ｈ、ＳＯ3Ｈ又はこ
れらのＮa、Ｋ、アンモニウム塩を含み、分子量が100,0
00 〜1,500,000程度のものである。エマルジョンの粒子
径は0.15±0.02μ程度で、pH8.0±0.5、濃度40〜50重量
％のものが適当である。添加量は固形重量として、ポリ
ビニルアルコール誘導体１重量部に対し５〜100重量部
であり、好ましくは30〜80重量部である。又、高級脂肪
酸アルカリ塩を添加することができる。この高級脂肪酸
アルカリ塩は、炭素原子数10以上の飽和又は不飽和脂肪
酸であり、ステアリン酸、オレイン酸を始めトール油脂
肪酸、ロジン酸等をいずれも使用できる。添加量は上記
ＳiＯ2反応性官能基含有ポリビニルアルコール誘導体に
対し0.1〜50固形重量％、好ましくは0.2〜30固形重量％
である。カラースラグの製法の詳細は、特開昭63−2331
03号公報に記載されている方法に準拠して行えばよい。
【００１９】風砕スラグは、上記の方法によるカラース
ラグ化を行なわず、混練物に着色材を直接投入して着色
することも可能である。
ラグ化を行なわず、混練物に着色材を直接投入して着色
することも可能である。
【００２０】本発明の透水性カラー舗装板は公知の方法
に従って作成すればよく、例えば型枠に流し込めばよ
い。
に従って作成すればよく、例えば型枠に流し込めばよ
い。
【００２１】この舗装板は、透水性を確保するために気
孔率を20〜30容積％になるようにすることが好ましい。
孔率を20〜30容積％になるようにすることが好ましい。
【００２２】
【作用】下水汚泥スラグは、もともと強度が弱く摩耗し
やすい。これを風砕スラグとすることにより、強度及び
硬度は改善されたが、この風砕スラグは高炉風砕スラグ
と異なり、球状品に加えてウール状品とかおたまじゃく
し状品が発生し、品質形状が安定しなかった。本発明に
おいては、下水汚泥スラグ原料である焼却灰のc/s比に
着目し、これを1.0〜2.0の範囲に調整することによって
融点及び粘度を適正範囲に保って球状粒子を安定して得
ている。汚泥スラグの融点温度は、c/s＝１のときが最
も低く、1100〜1200℃である。c/s＝0.5では1150〜1250
℃、c/s＝2.0では1150〜1250、c/s＝3.0では1300以上と
なる。c/s比と球形化率（実線）及び融点（点線）の関
係を図１に示す。
やすい。これを風砕スラグとすることにより、強度及び
硬度は改善されたが、この風砕スラグは高炉風砕スラグ
と異なり、球状品に加えてウール状品とかおたまじゃく
し状品が発生し、品質形状が安定しなかった。本発明に
おいては、下水汚泥スラグ原料である焼却灰のc/s比に
着目し、これを1.0〜2.0の範囲に調整することによって
融点及び粘度を適正範囲に保って球状粒子を安定して得
ている。汚泥スラグの融点温度は、c/s＝１のときが最
も低く、1100〜1200℃である。c/s＝0.5では1150〜1250
℃、c/s＝2.0では1150〜1250、c/s＝3.0では1300以上と
なる。c/s比と球形化率（実線）及び融点（点線）の関
係を図１に示す。
【００２３】透水性の確保には、粒子間の空隙を確保す
る必要がある。本発明においては粒状の風砕スラグを用
いるとともに、エポキシ樹脂量を調整して空隙を確保し
ている。
る必要がある。本発明においては粒状の風砕スラグを用
いるとともに、エポキシ樹脂量を調整して空隙を確保し
ている。
【００２４】
(1) 風砕スラグの調製 下記の組成の無機系汚泥焼却灰を用いた。
【００２５】
【表３】
【００２６】この焼却灰をアーク炉で1400℃にて溶解
し、風速150m/sで風砕処理した。得られた粒は粒径0.5
〜３mm、比重2.9である。
し、風速150m/sで風砕処理した。得られた粒は粒径0.5
〜３mm、比重2.9である。
【００２７】 (2) ポリビニルアルコール誘導体アルカリ水溶液の調製 ＳiＯ2反応基含有 ポリビニルアルコール誘導体 2.5重量部 苛性ソーダ 0.07重量部 水を加えて 100重量部
【００２８】但し、ＳiＯ2反応基含有ポリビニルアルコ
ール誘導体は、前記式〔Ｉ〕中のＸ、Ｘ1、Ｘ2はＮa、
重合度2000、うちｌが1700、ｍが220、ｎが80のものを
使用した。
ール誘導体は、前記式〔Ｉ〕中のＸ、Ｘ1、Ｘ2はＮa、
重合度2000、うちｌが1700、ｍが220、ｎが80のものを
使用した。
【００２９】上記処方の混合液を80℃、20〜30RPMで1.5
〜２時間攪拌処理し、透明な粘稠液を得た。 上記処理液 200重量部 40％メタクリル酸メチル− アクリル酸ブチル共重合エマルジョン 450重量部 ５％トール油ケン化液 300重量部 ５％パラフィンエマルジョン 50重量部 1000重量部
〜２時間攪拌処理し、透明な粘稠液を得た。 上記処理液 200重量部 40％メタクリル酸メチル− アクリル酸ブチル共重合エマルジョン 450重量部 ５％トール油ケン化液 300重量部 ５％パラフィンエマルジョン 50重量部 1000重量部
【００３０】上記混合液を35RPMで攪拌し、pH8.2、粘度
（25℃）50c.p.以下のエマルジョンをポリビニルアルコ
ール誘導体アルカリ水溶液として得た。
（25℃）50c.p.以下のエマルジョンをポリビニルアルコ
ール誘導体アルカリ水溶液として得た。
【００３１】(3) カラースラグの調製 スラグ 1250ｇ 赤色顔料 42ｇ 本発明シリカ反応剤水溶液 20ｇ 水 50ｇ
【００３２】上記混合物を３分間攪拌し、自然乾燥して
水分10重量％、比重2.9のカラー水砕スラグを得た。
水分10重量％、比重2.9のカラー水砕スラグを得た。
【００３３】(4) 舗装板の作成 上記のカラー水砕スラグにエポキシ樹脂（花王、カオー
マット）を表４の割合で添加し、モルタルミキサーで混
練して混練物を得た。
マット）を表４の割合で添加し、モルタルミキサーで混
練して混練物を得た。
【００３４】
【表４】
【００３５】各混練物を道路路盤上にしきつめ、ローラ
ー転圧する。その後、約24時間ビニールシートをかぶせ
養生すると、カラー舗装板がえられる。
ー転圧する。その後、約24時間ビニールシートをかぶせ
養生すると、カラー舗装板がえられる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の舗装板は美麗であって強度も大
きく、透水性も高い。又、重金属の溶出による環境汚染
の問題もない。その結果、下水汚泥焼却炉から大量に排
出され、処理に考慮している焼却灰を有効利用すること
ができる。c/s比の調整に用いる石灰、ケイ砂は安価で
あり、レンガ、LDスラグは産業廃棄物を利用できる利点
がある。
きく、透水性も高い。又、重金属の溶出による環境汚染
の問題もない。その結果、下水汚泥焼却炉から大量に排
出され、処理に考慮している焼却灰を有効利用すること
ができる。c/s比の調整に用いる石灰、ケイ砂は安価で
あり、レンガ、LDスラグは産業廃棄物を利用できる利点
がある。
【図１】下水汚泥スラグのc/s比と球状化率及び融点の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E01C 5/22
Claims (1)
- 【請求項１】 下水汚泥の焼却灰に石灰、ケイ砂、レン
ガ又はLDスラグを加えて、カルシウム／ケイ素の比をＣ
aＯ／ＳiＯ2換算の重量比で1.0〜4.0とし、この焼却灰
の溶融物を風砕し、得られた風砕スラグにエポキシ樹脂
を加えて混練、成形することを特徴とする透水性舗装板
の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19445091A JP2853384B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19445091A JP2853384B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533304A JPH0533304A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2853384B2 true JP2853384B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=16324776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19445091A Expired - Lifetime JP2853384B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 下水汚泥スラグを利用した透水性舗装板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853384B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101776211B1 (ko) * | 2015-08-31 | 2017-09-07 | 주식회사 포스코 | 지주 고정용 블록 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5671723B2 (ja) * | 2010-07-07 | 2015-02-18 | 株式会社メーシック | 下水汚泥焼却灰の利用方法 |
| JP2012136840A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Kankyo Ryokka Hozen Consultant Co Ltd | 石炭灰を用いた舗装構造及びその施工法 |
| CN108623283A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-09 | 安庆仁创聚源生态环保科技有限公司 | 提高透水砖冻融循环强度损失率的制备方法 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP19445091A patent/JP2853384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101776211B1 (ko) * | 2015-08-31 | 2017-09-07 | 주식회사 포스코 | 지주 고정용 블록 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533304A (ja) | 1993-02-09 |
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