特許 6558256 石炭灰造粒物の製造方法及び石炭灰造粒物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6558256

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】石炭灰造粒物の製造方法及び石炭灰造粒物

(51)【国際特許分類】

   B01J 2/12 20060101AFI20190805BHJP

   C04B 18/10 20060101ALI20190805BHJP

   C04B 14/02 20060101ALI20190805BHJP

   C04B 28/02 20060101ALI20190805BHJP

   B01J 2/00 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   B01J2/12

   C04B18/10 A

   C04B14/02 A

   C04B28/02

   B01J2/00 B

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-10049(P2016-10049)

(22)【出願日】2016年1月21日

(65)【公開番号】特開2017-127828(P2017-127828A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2018年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 勝

(72)【発明者】

【氏名】及川 ▲隆▼仁

(72)【発明者】

【氏名】中本 健二

(72)【発明者】

【氏名】松尾 暢

(72)【発明者】

【氏名】杉原 聡

【審査官】 菊地 寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２４３５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３０１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１９６８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４８８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１５２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２９９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８２２６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２／１２

Ｂ０１Ｊ ２／００

Ｃ０４Ｂ １４／０２

Ｃ０４Ｂ １８／１０

Ｃ０４Ｂ ２８／０２

Ｃ０２Ｆ ３／１０

Ｂ０９Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

石炭灰とセメントとを混合して粉体状の石炭灰混合物を生成する石炭灰混合ステップと、
前記石炭灰と異なる色の着色材と、セメントとを混合して粉体状の着色材混合物を生成する着色材混合ステップと、
前記石炭灰混合物の集合体である一次造粒物を生成する一次造粒ステップと、
前記一次造粒物の表面に反応水を添加する反応水添加ステップと、
前記一次造粒物の表面に前記着色材混合物を付着させて、前記一次造粒物の表面に前記着色材混合物が被覆された二次造粒物を生成する二次造粒ステップと、
前記二次造粒物中のセメントと前記反応水とを水和反応させて、石炭灰造粒物を生成する反応ステップと、を有する石炭灰造粒物の製造方法。

【請求項2】

前記反応ステップは、前記一次造粒物中のセメントと前記反応水とを水和反応させて、前記石炭灰とセメントと水との混合物である石炭灰造粒層を生成し、前記着色材混合物中のセメントと前記反応水とを水和反応させて、前記着色材とセメントと水との混合物であり、前記石炭灰造粒層の表面を覆う着色層を生成する、請求項１に記載の石炭灰造粒物の製造方法。

【請求項3】

前記石炭灰混合ステップは、前記石炭灰とセメントとを互いに付着させるための水を添加し、前記一次造粒ステップは、前記水が添加された石炭灰混合物を転動させることにより、前記石炭灰混合物を集合させて前記一次造粒物を生成する、請求項１又は請求項２に記載の石炭灰造粒物の製造方法。

【請求項4】

前記着色材混合ステップは、前記着色材とセメントとを互いに付着させるための水を添加する、請求項３に記載の石炭灰造粒物の製造方法。

【請求項5】

石炭灰とセメントと水との混合物である石炭灰造粒層と、
前記石炭灰と異なる色の着色材と、セメントと水との混合物であり、前記石炭灰造粒層の表面を覆う着色層と、を有する石炭灰造粒物。

【請求項6】

前記着色材は、Ｃａを主成分として含有する無機材料である、請求項５に記載の石炭灰造粒物。

【請求項7】

前記着色層は、全体の５重量％以上５０重量％以下である、請求項５又は請求項６に記載の石炭灰造粒物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、石炭灰造粒物の製造方法及び石炭灰造粒物に関する。

【背景技術】

【0002】

内湾や入江、湖沼などの閉鎖性水域の底泥は有機物の堆積が顕著である。このような閉鎖性水域の底泥では、微生物等による有機物の酸化的分解によって溶存酸素が消費されるため、底泥は還元的な環境になりやすい。還元的な環境下では、硫酸還元菌によって硫酸イオンが還元され、硫化水素が発生する。硫化水素は水中で酸化され、青潮や貧酸素水塊の発生などにより、底質及び水質悪化を招く。

【0003】

このような水質悪化を抑制するため、例えば特許文献１には、石炭灰（フライアッシュ）とセメントとを混合して造粒した造粒物で水底を覆砂する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２２０３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、石炭灰とセメントとを混合して造粒した造粒物は、主成分である石炭灰の色である灰色となる。従って、水底が見える水域に造粒物が覆砂された場合、水底が灰色となり、景観を損ねる場合がある。また、造粒物が砂浜に打ち上げられたりした場合にも、この造粒物が砂浜の中で目立ち、景観を損ねる場合がある。従って、景観を損ねないように、石炭灰造粒物を灰色以外の色に着色することが求められている。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために、適切な着色を施した石炭灰造粒物の製造方法、及び適切な着色を施した石炭灰造粒物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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の石炭灰造粒物の製造方法は、石炭灰とセメントとを混合して粉体状の石炭灰混合物を生成する石炭灰混合ステップと、前記石炭灰と異なる色の着色材と、セメントとを混合して粉体状の着色材混合物を生成する着色材混合ステップと、前記石炭灰混合物の集合体である一次造粒物を生成する一次造粒ステップと、前記一次造粒物の表面に反応水を添加する反応水添加ステップと、前記一次造粒物の表面に前記着色材混合物を付着させて、前記一次造粒物の表面に前記着色材混合物が被覆された二次造粒物を生成する二次造粒ステップと、前記二次造粒物中のセメントと前記反応水とを水和反応させて、石炭灰造粒物を生成する反応ステップと、を有する。

【0008】

前記石炭灰造粒物の製造方法において、前記反応ステップは、前記一次造粒物中のセメントと前記反応水とを水和反応させて、前記石炭灰とセメントと水との混合物である石炭灰造粒層を生成し、前記着色材混合物中のセメントと前記反応水とを水和反応させて、前記着色材とセメントと水との混合物であり、前記石炭灰造粒層の表面を覆う着色層を生成することが好ましい。

【0009】

前記石炭灰造粒物の製造方法において、前記石炭灰混合ステップは、前記石炭灰とセメントとを互いに付着させるための水を添加し、前記一次造粒ステップは、前記水が添加された石炭灰混合物を転動させることにより、前記石炭灰混合物を集合させて前記一次造粒物を生成することが好ましい。

【0010】

前記石炭灰造粒物の製造方法において、前記着色材混合ステップは、前記着色材とセメントとを互いに付着させるための水を添加することが好ましい。

【0011】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の石炭灰造粒物は、石炭灰とセメントと水との混合物である石炭灰造粒層と、前記石炭灰と異なる色の着色材と、セメントと水との混合物であり、前記石炭灰造粒層の表面を覆う着色層と、を有する。

【0012】

前記石炭灰造粒物において、前記着色材は、Ｃａを主成分として含有する無機材料であることが好ましい。

【0013】

前記石炭灰造粒物において、前記着色層は、全体の５重量％以上５０重量％以下であることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、石炭灰造粒物に適切な着色を施すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本実施形態に係る石炭灰造粒物の模式的な断面図である。

【図2】図２は、石炭灰造粒システムの構成を模式的に示すブロック図である。

【図3】図３は、造粒装置の模式図である。

【図4】図４は、石炭灰造粒物の製造方法を説明するフローチャートである。

【図5】図５は、実施例に係る石炭灰造粒物の写真である。

【図6】図６は、比較例に係る石炭灰造粒物の写真である。

【図7】図７は、比較例に係る石炭灰造粒物の写真である。

【図8】図８は、実施例に係る石炭灰造粒物の圧壊強度を比較したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

【0017】

（石炭灰造粒物）
図１は、本実施形態に係る石炭灰造粒物の模式的な断面図である。本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａは、石炭灰造粒層１と、着色層２とを有する。石炭灰造粒物Ａは、母材としての粒状の石炭灰造粒層１の表面に、着色層２が被覆された粒体である。石炭灰造粒物Ａは、例えば内湾や入江、湖沼などの閉鎖性水域などの水底を覆うことで、この水域の環境改善を行うことができる。

【0018】

石炭灰造粒層１は、石炭灰とセメントと水との混合物で構成される層である。すなわち、石炭灰造粒層１は、石炭灰を含む水和物である。石炭灰は、本実施形態ではフライアッシュであるが、例えばクリンカアッシュなど、任意の石炭灰であってよい。石炭灰は、灰色である。セメントは、高炉セメントであるが、これに限られず任意のセメントであってよい。石炭灰造粒層１は、石炭灰とセメントとの総配合量に対し、石炭灰が７０重量％以上となるように配合され、それに所定量の水を加えることによって生成された水和物である。

【0019】

着色層２は、着色材とセメントと水との混合物で構成される層である。すなわち、着色層２は、着色材を含む水和物である。着色材は、石炭灰と異なる色の材料である。着色材は、水と化学反応を起こさない無機材料であることが好ましい。本実施形態における着色材は、Ｃａ（カルシウム）成分を主成分として含む無機材料である。着色材としては、以上説明した無機材料であって、牡蠣殻などの貝殻、瓦、高炉スラグなど、廃棄物を利用することが好ましい。また、着色材は、利用する環境に応じて、その環境における景観を損ねない色となるものを選定すればよい。セメントは、高炉セメントであるが、これに限られず任意のセメントであってよい。着色層２は、着色材とセメントとの総配合量に対し、着色材が５重量％以上５０重量％以下となるように配合され、それに所定量の水を加えることによって生成された水和物である。

【0020】

石炭灰造粒物Ａは、着色層２が、全体の５重量％以上５０重量％以下である。また、石炭灰造粒物Ａは、粒径が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。石炭灰造粒物Ａは、石炭灰造粒層１及び着色層２が多孔層であるため、例えば気孔率が３５％以上の多孔体となっている。

【0021】

（石炭灰造粒システム）
次に、石炭灰造粒物Ａを製造するための石炭灰造粒システム１０について説明する。図２は、石炭灰造粒システムの構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る石炭灰造粒システム１０は、石炭灰混合装置２０、着色材混合装置３０、造粒装置４０、及び乾燥装置５０を有する。

【0022】

石炭灰混合装置２０は、石炭灰とセメントとを混合して、粉体状の石炭灰混合物Ａ１を生成する装置である。石炭灰混合装置２０は、例えば粉体を空練するミキサーである。石炭灰混合装置２０は、石炭灰とセメントとの総配合量に対し、石炭灰が７０重量％以上となるような配合比で、粉体である石炭灰と粉体であるセメントとが投入される。石炭灰混合装置２０は、それらを空練して混合する。その後、石炭灰混合装置２０は、水Ｗ１が添加され、さらに混合を行う。水Ｗ１は、混合された石炭灰とセメントとを湿らせることにより、石炭灰とセメントとを付着させ、後述する一次造粒物Ａ２の造粒を容易にするために添加される。水Ｗ１の添加量は、石炭灰とセメントとを湿らせる程度の量であればよく、石炭灰とセメントとが完全に水和するよりも少ない量である。さらに言えば、水Ｗ１の添加量は、後述する反応水Ｗ３の添加量より少ない。より詳しくは、水Ｗ１の添加量は、石炭灰混合物Ａ１全体の１０重量％以上３０重量％以下である。従って、石炭灰混合物Ａ１は、水和により固化した水和物となっているものでなく、石炭灰とセメントとが混合された状態で存在する粉体状になっている。

【0023】

なお、本実施形態では、石炭灰混合物Ａ１を生成するのに、石炭灰混合装置２０を用いているが、石炭灰混合装置２０を用いずに、作業者が石炭灰とセメントとを混合して、石炭灰混合物Ａ１を生成してもよい。

【0024】

着色材混合装置３０は、着色材とセメントとを混合して、粉体状の着色材混合物を生成する装置である。着色材混合装置３０は、例えば粉体を空練するミキサーである。着色材混合装置３０は、着色材とセメントとの総配合量に対し、着色材が５重量％以上５０重量％以下となるような配合比で、粉体である着色材と粉体であるセメントとが投入される。着色材混合装置３０は、それらを空練して混合する。その後、着色材混合装置３０には、水Ｗ２が添加され、さらに混合を行う。水Ｗ２は、混合された着色材とセメントとを湿らせることにより、着色材とセメントとを付着させ、後述する二次造粒物Ａ３の造粒を容易にするために添加される。水Ｗ２の添加量は、着色材とセメントとを湿らせる程度の量であればよく、着色材とセメントとが完全に水和するよりも少ない量である。さらに言えば、水Ｗ２の添加量は、後述する反応水Ｗ３の添加量より少ない。より詳しくは、水Ｗ２の添加量は、着色材混合物全体の１０重量％以上３０重量％以下である。従って、着色材混合物は、水和により固化した水和物となっているものでなく、着色材とセメントとが混合された状態で存在する粉体状になっている。

【0025】

なお、着色材は、上述のように粉体状であるが、後述する一次造粒物Ａ２の粒径よりも小さいものであれば、粒径は任意である。例えば、着色材は、粒径が２ｍｍ以下であることが好ましい。また、本実施形態では、着色材混合物を生成するのに、着色材混合装置３０を用いているが、着色材混合装置３０を用いずに、作業者が着色材とセメントとを混合して、着色材混合物を生成してもよい。

【0026】

造粒装置４０は、石炭灰混合物Ａ１を集合させて一次造粒物を生成した後、後述する反応水Ｗ３及び着色材混合物を添加することにより、二次造粒物を生成する装置である。図３は、造粒装置の模式図である。図３に示すように、造粒装置４０は、軸部４１と、容器部４２とを有する。軸部４１は、軸状の部材であり、動力により回転する。容器部４２は、外周に壁を有する容器である。容器部４２は、軸部４１の周囲に設けられており、軸部４１の回転に伴い回転する。

【0027】

造粒装置４０は、容器部４２に石炭灰混合物Ａ１が投入される。造粒装置４０は、軸部４１を回転させて容器部４２内の石炭灰混合物Ａ１を転動させる。石炭灰混合物Ａ１は、水Ｗ１が添加されているため、転動することにより、水Ｗ１をバインダとして石炭灰混合物Ａ１が集合して造粒物を生成する。造粒装置４０は、このように石炭灰混合物Ａ１を転動することにより整粒して、複数の一次造粒物Ａ２を生成する。一次造粒物Ａ２は、粒径が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の粒体である。

【0028】

その後、造粒装置４０は、一次造粒物Ａ２の表面に反応水Ｗ３を添加する。反応水Ｗ３は、石炭灰混合物Ａ１中のセメントを水和反応させるための水であり、かつ、一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物を付着させるためのバインダとして用いられる水である。反応水Ｗ３の添加量は、一次造粒物Ａ２の１０重量％以上３０重量％以下である。一次造粒物Ａ２は、反応水Ｗ３が添加されていても、水和反応により固化した水和物となっているものでなく、粉体である石炭灰と粉体であるセメントとが集合した塊（造粒体）である。言い換えれば、一次造粒物Ａ２は、水和反応が開始する前の状態、又は水和反応の進行段階の状態であるため、固化しておらず、ある程度の粘性を有する粘性体である。

【0029】

その後、造粒装置４０は、容器部４２内に着色材混合物が添加される。着色材混合物は、石炭灰混合物Ａ１と着色材混合物の総量に対して、５重量％以上５０重量％以下となるように添加される。この際、造粒装置４０は、反応水Ｗ３が表面に添加された一次造粒物Ａ２を転動させている。また、着色材混合物の各粉体の粒径は、一次造粒物Ａ２より小さい。そのため、造粒装置４０は、反応水Ｗ３をバインダとして一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物を付着させ、さらには一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物を被覆させる。言い換えれば、造粒装置４０は、一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物が被覆した二次造粒物Ａ３を生成する。二次造粒物Ａ３も、一次造粒物Ａ２と同様に、水和反応が開始する前の状態、又は水和反応の進行段階の状態であるため、固化しておらず、粉体であるセメント、石炭灰、及び着色材とが集合した塊（造粒体）である。二次造粒物Ａ３も、ある程度の粘性を有する粘性体となっている。

【0030】

造粒装置４０は、以上のように二次造粒物Ａ３を製造するが、一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物が被覆した二次造粒物Ａ３を生成するものであれば、その構造及び製造方法は任意である。

【0031】

乾燥装置５０は、内部に二次造粒物Ａ３を収納する容器である。乾燥装置５０は、内部の湿度が所定値以下に保たれている。乾燥装置５０内に収納された二次造粒物Ａ３は、反応水Ｗ３により水和反応が進行して固化し、水和物である石炭灰造粒物Ａとなる。二次造粒物Ａ３内部の一次造粒物Ａ２は、反応水Ｗ３によって水和して、石炭灰造粒層１となる。二次造粒物Ａ３の表面の着色材混合物は、反応水Ｗ３によって水和し、石炭灰造粒層１の表面に結合した着色層２となる。

【0032】

以下、石炭灰造粒システム１０を用いた石炭灰造粒物Ａの製造方法について、フローチャートを用いて説明する。図４は、石炭灰造粒物の製造方法を説明するフローチャートである。図４に示すように、石炭灰造粒システム１０は、石炭灰混合装置２０により、石炭灰とセメントとを混合する（ステップＳ１０）。ここでの混合、すなわち空練の時間は、例えば３０秒である。石炭灰とセメントとを混合した後、石炭灰造粒システム１０は、石炭灰混合装置２０により、石炭灰とセメントとに水Ｗ１を添加して混合し、石炭灰混合物Ａ１を生成する（ステップＳ１２）。ここでの混合、すなわち空練の時間は、例えば１分である。石炭灰混合物Ａ１は、水Ｗ１によって湿らされた粉体であり、水和生成物ではない。

【0033】

石炭灰造粒システム１０は、着色材混合装置３０により、着色材とセメントとを混合する（ステップＳ１４）。ここでの混合、すなわち空練の時間は、例えば３０秒である。着色材とセメントとを混合した後、石炭灰造粒システム１０は、着色材混合装置３０により、着色材とセメントとに水Ｗ２を添加して混合し、着色材混合物を生成する（ステップＳ１６）。ここでの混合、すなわち空練の時間は、例えば１分である。着色材混合物は、水Ｗ２によって湿らされた粉体であり、水和生成物ではない。なお、ステップＳ１４及びステップＳ１６は、後述するステップＳ２２より前であれば、どのタイミングで実行されてもよい。

【0034】

石炭灰混合物Ａ１を生成した後、石炭灰造粒システム１０は、造粒装置４０により、石炭灰混合物Ａ１同士を集合させて、一次造粒物Ａ２を生成する（ステップＳ１８）。具体的には、造粒装置４０は、容器部４２内の石炭灰混合物Ａ１を転動させることにより、石炭灰混合物Ａ１同士を集合させて整粒し、複数の一次造粒物Ａ２を生成する。一次造粒物Ａ２を生成した後、石炭灰造粒システム１０は、造粒装置４０により、一次造粒物Ａ２の表面に反応水Ｗ３を添加し（ステップＳ２０）、さらに一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物を被覆させて、二次造粒物Ａ３を生成する（ステップＳ２２）。具体的には、造粒装置４０は、一次造粒物Ａ２の表面に反応水を添加して一次造粒物Ａ２の表面を湿らせた後、一次造粒物Ａ２を転動させつつ、容器部４２内に着色材混合物を投入する。一次造粒物Ａ２の表面が湿っており、かつ、着色材混合物の粒径が一次造粒物Ａ２より小さいため、着色材混合物は、一次造粒物Ａ２の表面に付着する。そして、造粒装置４０は、一次造粒物Ａ２を転動させることにより、一次造粒物Ａ２の表面全体に着色材混合物を付着させて、一次造粒物Ａ２の表面を着色材混合物で被覆する。

【0035】

二次造粒物Ａ３を生成した後、例えば作業者が、二次造粒物Ａ３を乾燥装置５０内に収納する。二次造粒物Ａ３は、乾燥装置５０内に、例えば３日間程度収納される。石炭灰造粒システム１０は、乾燥装置５０内に収納された二次造粒物Ａ３を水和反応させて、石炭灰造粒物Ａを生成し（ステップＳ２４）、石炭灰造粒物Ａの製造処理は終了する。二次造粒物Ａ３は、添加された反応水Ｗ３と二次造粒物Ａ３中のセメントとが水和反応して固化し、水和生成物である石炭灰造粒物Ａとなる。具体的には、二次造粒物Ａ３の内部の一次造粒物Ａ２中のセメントと石炭灰と反応水Ｗ３とが水和反応して、石炭灰造粒層１となる。また、二次造粒物Ａ３の表面の着色材混合物中のセメントと反応水Ｗ３とが水和反応して、着色層２となる。なお、本実施形態では、二次造粒物Ａ３を乾燥装置５０内に収納して水和反応を進行させたが、乾燥装置５０は必ずしも必要なく、乾燥装置５０内に二次造粒物Ａ３を収納させずに水和反応を進行させてもよい。ただし、石炭灰造粒システム１０は、二次造粒物Ａ３を乾燥装置５０に収納することで、二次造粒物Ａ３中の余分な水、すなわち水和反応に不要な水を除去するため、水和反応をより適切に行わせることが可能となる。

【0036】

以上説明したように、本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａの製造方法は、石炭灰混合ステップと、着色材混合ステップと、一次造粒ステップと、反応水添加ステップと、二次造粒ステップと、反応ステップとを有する。石炭灰混合ステップは、石炭灰とセメントとを混合して粉体状の石炭灰混合物Ａ１を生成する。着色材混合ステップは、石炭灰と異なる色の着色材と、セメントとを混合して粉体状の着色材混合物を生成する。一次造粒ステップは、石炭灰混合物Ａ１の集合体である一次造粒物Ａ２を生成する。反応水添加ステップは、一次造粒物Ａ２の表面に反応水Ｗ３を添加する。二次造粒ステップは、一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物を付着させて、一次造粒物Ａ２の表面に着色材混合物が被覆された二次造粒物Ａ３を生成する。反応ステップは、二次造粒物Ａ３中のセメントと反応水Ｗ３とを水和反応させて、石炭灰造粒物Ａを生成する。このようにして生成された石炭灰造粒物Ａは、石炭灰造粒層１の表面を着色層２が覆ったものとなる。

【0037】

石炭灰を主成分として造粒物を製造した場合、その造粒物の色は、主成分の石炭灰の色である灰色となる。このようにして製造した造粒物で水底を覆砂した場合、水底が見える水域では、水底が灰色となり、景観を損ねる場合がある。また、造粒物が砂浜に打ち上げられたりした場合にも、この造粒物が砂浜の中で目立ち、景観を損ねる場合がある。従って、このような造粒物に、使用水域に応じた適切な着色を施すことが求められている。しかし、着色のために、石炭灰と着色材とを混合して造粒物を製造しても、石炭灰の灰色成分が強いため、灰色と異なる色に着色することが困難である。本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａは、石炭灰が含有された石炭灰造粒層１の表面に、石炭灰が含有されず着色材が含有された着色層２が被覆されている。着色層２は、石炭灰を含まないため、石炭灰の色にならず、着色材由来の色となる。従って、石炭灰造粒物Ａは、表面の色を着色層２の色にすることができ、適切な着色が施されたものとなる。

【0038】

また、石炭灰造粒物Ａは、石炭灰造粒層１と着色層２との二層となっているため、その製造方法によっては、一層からなる造粒物の製造よりも、製造時間が大幅に長くなるおそれがある。例えば、石炭灰造粒層１を水和反応により生成した後、表面に着色材混合物を付着させてから水和させて、着色層２を生成する場合、石炭灰造粒層１の水和反応に要する時間と、着色層２の水和反応に要する時間とが必要となる。水和反応に要する時間は、例えば数日と長いため、このように２回の水和反応を別のタイミングで行う場合、一層の造粒物の製造時間に比べ、製造時間が大幅に長くなる。しかし、本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａの製造方法は、水和反応前の一次造粒物Ａ２を生成した後、その表面を着色材混合物で被覆して二次造粒物Ａ３を生成し、その後に水和反応させて石炭灰造粒物Ａを生成する。すわなち、この石炭灰造粒物Ａの製造方法は、内部の一次造粒物Ａ２と表面の着色材混合物とを、同じタイミングで水和反応させる。これにより、本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａの製造方法は、製造時間が長くなることを抑制することができる。ただし、石炭灰造粒物Ａは、石炭灰造粒層１の表面に着色層２が被覆されたものであれば、石炭灰造粒層１を水和反応により生成した後、着色層２を水和反応により生成する方法で製造されてもよい。

【0039】

また、反応ステップは、一次造粒物Ａ２中のセメントと反応水Ｗ３とを水和反応させて石炭灰造粒層１を生成し、着色材混合物中のセメントと反応水Ｗ３とを水和反応させて、石炭灰造粒層１の表面を覆う着色層２を生成する。本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａの製造方法は、このように石炭灰造粒層１と着色層２とを生成することにより、石炭灰を主成分とした内部の石炭灰造粒層１と、所定の色に着色された表面の着色層２とを、適切に製造することが可能となる。

【0040】

また、石炭灰混合ステップは、石炭灰とセメントとを互いに付着させるための水Ｗ１を添加し、一次造粒ステップは、水Ｗ１が添加された石炭灰混合物Ａ１を転動させることにより、一次造粒物Ａ２を生成する。石炭灰混合物Ａ１は、水Ｗ１が添加されているため、転動することにより、水Ｗ１をバインダとして石炭灰混合物Ａ１が集合する。そのため、本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａの製造方法は、石炭灰混合物Ａ１を適切に整粒して、一次造粒物Ａ２を製造することができる。また、水Ｗ１は、石炭灰混合物Ａ１の転動前、すなわち造粒装置４０への投入前に添加される。これにより、本実施形態に係る製造方法は、粉体である石炭灰とセメントとが、造粒装置４０内で舞い上がって粉塵状になることを抑制して、一次造粒物Ａ２の生成を容易にする。

【0041】

また、着色材混合ステップは、着色材とセメントとを互いに付着させるための水Ｗ２を添加する。すなわち、水Ｗ２は、着色材混合物の石炭灰混合物Ａ１への添加前、すなわち造粒装置４０への投入前に添加される。これにより、本実施形態に係る製造方法は、粉体である着色材とセメントとが、造粒装置４０内で舞い上がって粉塵状になることを抑制して、二次造粒物Ａ３の生成を容易にする。

【0042】

また、本実施形態における着色材は、Ｃａを主成分として含有する無機材料である。従って、石炭灰造粒物Ａは、水環境に悪影響を及ぼすことを抑制しつつ、適切に着色が施される。

【0043】

（実施例）
次に、本実施形態に係る石炭灰造粒物Ａの実施例について説明する。図５は、実施例に係る石炭灰造粒物の写真である。図６及び図７は、比較例に係る石炭灰造粒物の写真である。図５に示した実施例に係る石炭灰造粒物Ａａは、石炭灰混合物Ａ１と着色材混合物との総量に対して、着色材混合物が３０重量％となるように、着色材混合物が配合されている。また、実施例に係る石炭灰造粒物Ａａにおいて、石炭灰混合物Ａ１は、石炭灰とセメントとの総配合量に対し石炭灰が８５重量％となるように配合されている。また、実施例に係る石炭灰造粒物Ａａにおいて、着色材混合物は、着色材とセメントとの総配合量に対し着色材が７５重量％となるように配合されている。実施例に係る石炭灰造粒物Ａａは、着色材として、牡蠣殻を砕いた粉体を使用している。

【0044】

図６及び図７に示した比較例に係る石炭灰造粒物Ｘ１、Ｘ２は、本実施形態とは異なり、石炭灰混合物Ａ１と着色材混合物とを混合して生成されたものである。すなわち、石炭灰造粒物Ｘ１、Ｘ２は、石炭灰と着色材とセメントとが混合された粉体状の混合物に、反応水Ｗ３を添加して生成されたものであり、一つの層のみを有している。図６に示す比較例に係る石炭灰造粒物Ｘ１は、石炭灰混合物Ａ１と着色材混合物との総量に対して、着色材混合物が３７．５重量％となるように、着色材混合物が配合されている。その他の配合条件は、実施例と同じである。また、図７に示す比較例に係る石炭灰造粒物Ｘ２は、石炭灰混合物Ａ１と着色材混合物との総量に対して、着色材混合物が５０重量％となるように、着色材混合物が配合されている。その他の配合条件は、実施例と同じである。

【0045】

図５、図６、及び図７において、左側と中央との写真は、石炭灰造粒物の断面の写真であり、右側の写真は、石炭灰造粒物の表面の写真である。図５に示す実施例に係る石炭灰造粒物Ａａは、図６及び図７の比較例に係る石炭灰造粒物Ｘ１、Ｘ２よりも、着色材混合物の配合量が少ないにも関わらず、表面が薄い色、すなわち表面が石炭灰の色と異なる色になっている。このように、実施例に係る石炭灰造粒物Ａａは、表面に石炭灰を有さない着色層２が設けられているため、比較例と比べ、適切な着色が施される。

【0046】

次に、異なる着色材を用い、また着色材混合物中のセメント配合比を変化させた実施例について説明する。図８は、実施例に係る石炭灰造粒物の圧壊強度を比較したグラフである。実施例に係る石炭灰造粒物Ａｂは、着色材として高炉スラグを砕いた粉体を用いており、着色材とセメントとの総配合量に対し、セメントが２５重量％（着色材が７５重量％）となっている。実施例に係る石炭灰造粒物Ａｃは、着色材として瓦を砕いた粉体を用いており、着色材とセメントとの総配合量に対し、セメントが２５重量％（着色材が７５重量％）となっている。実施例に係る石炭灰造粒物Ａｄは、着色材として牡蠣殻を砕いた粉体を用いており、着色材とセメントとの総配合量に対し、セメントが２５重量％（着色材が７５重量％）となっている。実施例に係る石炭灰造粒物Ａｅは、着色材として牡蠣殻を砕いた粉体を用いており、着色材とセメントとの総配合量に対し、セメントが５０重量％（着色材が５０重量％）となっている。石炭灰造粒物Ａｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅのその他の配合条件は、石炭灰造粒物Ａａと同じである。

【0047】

図８は、石炭灰造粒物Ａｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅの圧壊強度を示している。石炭灰造粒物Ａｂの圧壊強度は、１．５４Ｎ／ｍｍ^２であり、石炭灰造粒物Ａｃの圧壊強度は、０．７８Ｎ／ｍｍ^２であり、石炭灰造粒物Ａｄの圧壊強度は、０．９５Ｎ／ｍｍ^２であり、石炭灰造粒物Ａｅの圧壊強度は、１．５７Ｎ／ｍｍ^２であった。図８に示す基準圧壊強度は、着色材を用いない石炭灰造粒物（石炭灰とセメントとの総量に対し、セメントが１５重量％配合）の圧壊強度の一例であり、ここでは、１．２Ｎ／ｍｍ^２である。石炭灰造粒物Ａｂ、Ａｅの圧壊強度は、基準圧壊強度以上の値となっている。すなわち、石炭灰造粒物Ａｂは、着色材として高炉スラグを用いた着色層２を有することにより、着色材を用いないものよりも、圧壊強度が向上する。また、石炭灰造粒物Ａｄ、Ａｅの圧壊強度が示すように、着色材混合物中のセメント配合比を増加させることで、圧壊強度を向上させることができる。この場合、石炭灰混合物Ａ１中のセメントの配合量を変えずに、着色材混合物におけるセメントの配合量のみを増加させているため、着色材を用いない石炭灰造粒物よりも、セメントの増加量を抑制しながら、圧壊強度を向上させることが可能となる。着色材として瓦を用いた場合でも、着色材混合物中のセメント配合比を増加させることで、セメントの増加量を抑制しながら、圧壊強度を向上させることが可能となる。

【0048】

以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0049】

１ 石炭灰造粒層
２ 着色層
１０ 石炭灰造粒システム
２０ 石炭灰混合装置
３０ 着色材混合装置
４０ 造粒装置
５０ 乾燥装置
Ａ 石炭灰造粒物
Ａ１ 石炭灰混合物
Ａ２ 一次造粒物
Ａ３ 二次造粒物
Ｗ１、Ｗ２ 水
Ｗ３ 反応水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】