JP7437210B2 - セメント系固化材及びセメント系固化材の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るセメント焼成プラントにおけるロータリーキルンを含む製造装置の一例を示す模式図である。図2は、本実施形態に係るセメント焼成プラントにおけるバイパスダストを回収するシステムの一例を示す模式図である。セメント焼成プラントの構成は、これに限定されない。ロータリーキルン1は、中心軸回りに回転可能に設けられている。ロータリーキルン1の上流側であるキルン後部(窯尻)2には、セメント原料を予熱するためのプレヒータ3が設けられている。ロータリーキルン1の下流側のキルン前部には、内部を加熱するための主バーナ4が設けられている。キルン前部には、焼成後のセメントクリンカーを冷却するためのクリンカークーラ5が設けられている。
セメント系固化材は、セメントクリンカーと、石膏と、バイパスダストとを含む。セメント系固化材のブレーン比表面積は、3000cm2/g以上であり、セメント系固化材へのバイパスダストの添加割合は、0.4質量%以上7.5質量%以下である。セメント系固化材における、バイパスダストに由来するヒ素含有量は、0.1mg/kg以上1.3mg/kg以下である。セメント系固化材のブレーン比表面積が3000cm2/g未満となると、固化処理土の一軸圧縮強さが低下することになり、好ましくない。また、セメント系固化材へのバイパスダストの添加割合が10.0%以上となると、固化処理土の一軸圧縮強さが低下することになり、好ましくない。
C3S量(質量%)=4.07×CaO(質量%)-7.60×SiO2(質量%)-6.72×Al2O3(質量%)-1.43×Fe2O3(質量%)-2.85×SO3(質量%) (1)
C2S量(質量%)=2.87×SiO2(質量%)-0.754×C3S(質量%) (2)
C3A量(質量%)=2.65×Al2O3(質量%)-1.69×Fe2O3(質量%) (3)
C4AF量(質量%)=3.04×Fe2O3(質量%) (4)
図3を用いて、セメントクリンカーと、石膏と、バイパスダストとを含むセメント系固化材の製造方法について、説明する。図3は、本実施形態に係るセメント系固化材の製造工程を示すフローチャートである。
本実施形態では、ブレーン比表面積が、3000cm2/g以上であり、セメント系固化材へのバイパスダストの添加割合が、0.4質量%以上7.5質量%以下であり、セメント系固化材における、前記バイパスダストに由来するヒ素含有量が、0.1mg/kg以上1.3mg/kg以下である。本実施形態は、セメント固化材全体中のバイパスダスト由来のヒ素含有量を低くし、セメントクリンカー由来のヒ素の含有量の割合を高める。本実施形態によれば、原燃料の種類あるいは原燃料原単位を制限するなどして、固化材中のヒ素含有量を低減しなくても、固化処理土からのヒ素溶出量が少ない固化材を製造できる。本実施形態によれば、原燃料の種類または原燃料単位を制限せずに、地盤改良後の土壌からのヒ素の溶出量を抑制できる。
次に、具体的な実施例を用いて、セメント系固化材について説明する。
固体材のブレーン値が4890cm2/g、バイパスダストは表3のDu-1を使用し、バイパスダストの添加割合が2.8%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が4.69mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1、配合No.2、配合No.3ともに、0.001mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4010cm2/g、バイパスダストは表3のDu-2を使用し、バイパスダストの添加割合が1.2%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.04mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1、配合No.2、配合No.3ともに、0.001mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4880cm2/g、バイパスダストは表3のDu-3を使用し、バイパスダストの添加割合が0.8%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.06mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3030cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が0.6%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.07mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4500cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が0.4%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.08mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4240cm2/g、バイパスダストは表3のDu-2を使用し、バイパスダストの添加割合が7.2%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.24mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2が、0.002mg/L、配合No.3が、0.003mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4410cm2/g、バイパスダストは表3のDu-3を使用し、バイパスダストの添加割合が4.9%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.36mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4530cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が3.5%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.61mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.43mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3760cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が2.3%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.48mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2が、0.002mg/L、配合No.3が、0.003mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4550cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が7.5%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.30mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が5.92mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3520cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が5.0%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.30mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が6.04mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4320cm2/g、バイパスダストは表3のDu-1を使用し、バイパスダストの添加割合が3.7%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が14.7mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3560cm2/g、バイパスダストは表3のDu-2を使用し、バイパスダストの添加割合が1.2%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が14.9mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4000cm2/g、バイパスダストは表3のDu-3を使用し、バイパスダストの添加割合が0.8%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.0mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4270cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が0.6%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.0mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2が、0.002mg/L、配合No.3が、0.003mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3850cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が0.4%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.0mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3640cm2/g、バイパスダストは表3のDu-2を使用し、バイパスダストの添加割合が7.2%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が14.5mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3950cm2/g、バイパスダストは表3のDu-3を使用し、バイパスダストの添加割合が4.9%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が14.9mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4210cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が3.5%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.61mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.1mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4440cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が2.3%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.3mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4580cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が7.5%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.30mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.2mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4390cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が5.0%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.30mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が15.5mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2が、0.002mg/L、配合No.3が、0.003mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4090cm2/g、バイパスダストは表3のDu-1を使用し、バイパスダストの添加割合が2.8%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.2mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4120cm2/g、バイパスダストは表3のDu-2を使用し、バイパスダストの添加割合が1.2%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.6mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.001mg/L、配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3960cm2/g、バイパスダストは表3のDu-3を使用し、バイパスダストの添加割合が0.8%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.8mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4150cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が0.6%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.9mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4420cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が0.4%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.10mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.9mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4140cm2/g、バイパスダストは表3のDu-2を使用し、バイパスダストの添加割合が7.2%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が28.4mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4850cm2/g、バイパスダストは表3のDu-3を使用し、バイパスダストの添加割合が4.9%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が28.5mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3530cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が3.5%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.61mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が30.0mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.002mg/L、配合No.3が、0.003mg/Lであった。
固体材のブレーン値が4760cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が2.3%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が0.60mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.9mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3580cm2/g、バイパスダストは表3のDu-4を使用し、バイパスダストの添加割合が7.5%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.30mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が29.0mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が、0.001mg/L、配合No.2及び配合No.3が、0.002mg/Lであった。
固体材のブレーン値が3990cm2/g、バイパスダストは表3のDu-5を使用し、バイパスダストの添加割合が5.0%、固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.30mg/kg、固化材全体のヒ素含有量が30.0mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が、0.002mg/L、配合No.3が、0.003mg/Lであった。
バイパスダストの添加割合が10.0%である。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.018mg/L、配合No.2が0.020mg/L、配合No.3が0.028mg/Lであった。
バイパスダストの添加割合が10.0%である。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が0.018mg/L、配合No.3が0.028mg/Lであった。
バイパスダストの添加割合が10.0%である。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.019mg/L、配合No.2が0.020mg/L、配合No.3が0.032mg/Lであった。
バイパスダストの添加割合が12.0%である。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.020mg/L、配合No.2が0.021mg/L、配合No.3が0.023mg/Lであった。
バイパスダストの添加割合が15.0%である。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.019mg/L、配合No.2が0.020mg/L、配合No.3が0.019mg/Lであった。
固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.73mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.045mg/L、配合No.2が0.052mg/L、配合No.3が0.055mg/Lであった。
固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が2.59mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.050mg/L、配合No.2が0.058mg/L、配合No.3が0.061mg/Lであった。
固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.38mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.020mg/L、配合No.2が0.021mg/L、配合No.3が0.020mg/Lであった。
固化材中のバイパスダスト由来のヒ素含有量が1.55mg/kgである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.020mg/L、配合No.2が0.022mg/L、配合No.3が0.022mg/Lであった。
固体材のブレーン値が2930cm2/gである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が0.015mg/L、配合No.3が0.017mg/Lであった。
固体材のブレーン値が2960cm2/gである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.020mg/L、配合No.2が0.016mg/L、配合No.3が0.018mg/Lであった。
固体材のブレーン値が2980cm2/gである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1、配合No.2及び配合No.3が0.018mg/Lであった。
固体材のブレーン値が2890cm2/gである。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1が0.011mg/L、配合No.2が0.017mg/L、配合No.3が0.018mg/Lであった。
バイパスダストを添加していない。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が0.002mg/L、配合No.3が0.003mg/Lであった。
バイパスダストを添加していない。固化処理土からのヒ素溶出量は、配合No.1及び配合No.2が0.001mg/L、配合No.3が0.003mg/Lであった。
2 キルン後部
3 プレヒータ
3a、3b、3c、3d、3e サイクロン
6 セメント原料の供給管
7a、7b、7c、7d、7e 移送管
8a、8b、8c、8d、8e 排ガス管
10 抽気管
11 ミキシングチャンバ
14 サイクロン
17 冷却塔
19 バグフィルタ
Claims (5)
- セメントクリンカーと、石膏と、バイパスダストとを含むセメント系固化材であって、
前記セメント系固化材のブレーン比表面積が、3000cm2/g以上であり、
前記セメント系固化材への前記バイパスダストの添加割合が、0.4質量%以上7.5質量%以下であり、
前記セメント系固化材への前記バイパスダストの添加割合をA(質量%)、前記バイパスダストのヒ素含有量をB(mg/kg)としたとき、B×A÷100が、0.1mg/kg以上1.3mg/kg以下である、
セメント系固化材。 - 前記セメント系固化材のブレーン比表面積が、4900cm2/g以下である、
請求項1に記載のセメント系固化材。 - 前記セメント系固化材のヒ素含有量が、5mg/kg以上30mg/kg以下である、
請求項1または請求項2に記載のセメント系固化材。 - さらに、石灰石粉、フライアッシュ、高炉スラグ粉、及び、シリカ質混合成分のうち1つ以上を含む、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のセメント系固化材。 - セメントクリンカーと、石膏と、バイパスダストとを含むセメント系固化材の製造方法であって、
前記セメントクリンカーのヒ素含有量を検出して、
検出した前記セメントクリンカーのヒ素含有量に基づいて、前記セメントクリンカーと前記バイパスダストとの配合を算出して、
算出した配合に応じて、前記セメントクリンカーと前記石膏と前記バイパスダストとを混合して、
前記セメント系固化材のブレーン比表面積が、3000cm2/g以上であり、
前記セメント系固化材への前記バイパスダストの添加割合が、0.4質量%以上7.5質量%以下であり、
前記セメント系固化材における、前記バイパスダストに由来するヒ素含有量が、0.1mg/kg以上1.3mg/kg以下である、
セメント系固化材の製造方法。
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