JP2002097060A

JP2002097060A - 硫黄資材の製造方法

Info

Publication number: JP2002097060A
Application number: JP2000283350A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kumada; 文雄熊田; Hiroshi Hashimoto; 博橋本
Original assignee: IKARI KANKYO KAGAKU KENKYUSHO KK; NICHIMARU CO Ltd; Nippon Mitsubishi Oil Corp
Current assignee: IKARI KANKYO KAGAKU KENKYUSHO KK; NICHIMARU CO Ltd; Eneos Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-04-02

Abstract

(57)【要約】【課題】塩化ナトリウム等の塩化物が規定量より多く
含まれ、骨材として淡水洗浄等の前処理が必要な資材
（例えば海砂や焼却灰等）、又は、一般及び産業廃棄物
等のように有害物質を含むためコンクリート等に利用す
ることが困難だった資材（例えば焼却灰、飛灰、鉄鋼ス
ラグ等）等を硫黄又は変性硫黄により処理して、土木・
建築用コンクリート及びモルタルの骨材等の用途として
有用な硫黄資材を製造する方法を提供する。【解決手段】成分（Ａ）が硫黄結合材であり、成分
（Ｂ）が塩化物濃度０．０２〜１０ｍａｓｓ％の無機系
資材であり、前記成分（Ａ）１０〜５０ｍａｓｓ％、及
び成分（Ｂ）５０〜９０ｍａｓｓ％を１３５〜１５５℃
で溶融混合した後に、この溶融混合物を粒状化して硫黄
資材を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート資材
に適さない塩化ナトリウム等の塩化物が多量に含まれる
資材を硫黄で処理して、土木用、建築用の資材として有
用な硫黄資材を製造する廃棄物の再資源化利用技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】焼却灰等に代表されるような多量の塩化
ナトリウム等の塩化物が含まれている無機系資材をコン
クリートの骨材として使用した場合、塩化物の溶出によ
る影響により鉄筋等が腐食を引き起こすおそれがあり、
コンクリートのひび割れや剥がれの発生原因となり、コ
ンクリート構造物又は土木建築物の寿命を著しく縮めて
しまうことが考えられる。そのためコンクリートに使用
する骨材には、含有する塩化物が規定量より少ないもの
を選択的に使用するか、又は大量の塩化物を含む場合に
は淡水による長時間の洗浄処理を必要としてきた。しか
し、こうした手間は時間的にもコスト的にも非常に負担
が大きく、特定の資材を利用するために施工場所と材料
調達場所が必ずしも近隣にあるとは限らず、運搬にかか
るコストや時間が大きな負担となっており、資材を借り
置きする場所の確保と施工に必要なタイミングで必要な
資材を調達するための余剰ストックを常に抱えなければ
ならない問題がある。また、焼却灰のように有害な重金
属分を含む資材を利用する場合は水洗浄処理を行うこと
によって、有害な排水を大量に発生してしまうために、
廃水処理施設等の後処理施設が不可欠となり、設備的に
もコスト的にも実際的ではなかった。このような塩化ナ
トリウム等の塩化物が規定量より多く含まれ、骨材とし
て淡水洗浄等の前処理が必要な資材（例えば海砂や焼却
灰等）や、一般廃棄物及び産業廃棄物等のように有害物
質を含むためコンクリート等に利用することが困難だっ
た資材（例えば焼却灰、飛灰、鉄鋼スラグ等）を利用可
能とする技術が求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、塩化ナトリ
ウム等の塩化物が規定量より多く含まれ、骨材として淡
水洗浄等の前処理が必要な資材（例えば海砂や焼却灰
等）、又は、一般廃棄物及び産業廃棄物等のように有害
物質を含むためコンクリート等に利用することが困難だ
った資材（例えば焼却灰、飛灰、鉄鋼スラグ等）等を硫
黄又は変性硫黄により処理して、土木・建築用コンクリ
ート及びモルタルの骨材等の用途として有用な硫黄資材
を製造する方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、成分
（Ａ）が硫黄結合材であり、成分（Ｂ）が塩化物濃度
０．０２〜１０ｍａｓｓ％の無機系資材であり、前記成
分（Ａ）１０〜５０ｍａｓｓ％、及び成分（Ｂ）５０〜
９０ｍａｓｓ％を１１９〜１５５℃で溶融混合した後
に、この溶融混合物を粒状化して硫黄資材を製造するこ
とを特徴とする。前記成分（Ｂ）が、（Ｂ−１）塩化物
濃度０．０２〜２５ｍａｓｓ％の無機系資材と（Ｂ−
２）塩化物濃度０．０２ｍａｓｓ％未満の無機系資材と
からなり、かつ、（Ｂ−１）成分が４０〜１００ｍａｓ
ｓ％、（Ｂ−２）成分が０〜６０ｍａｓｓ％の割合で構
成されていることが好ましい。また、前記（Ａ）硫黄結
合材が、硫黄又は硫黄に硫黄変性剤を硫黄に対して０．
５〜５０ｍａｓｓ％添加し、これを加熱反応させて得ら
れる変性硫黄若しくはこれらの混合物であることが好ま
しい。また、これらの方法により製造された硫黄資材
が、コンクリートやモルタルの骨材として用いられるこ
とが好ましい。なお、本発明でいう塩化物濃度とは、土
木学会が定める「細骨材中の塩化物含有量試験（モール
法）」によって測定される値を意味している。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の内容をさらに詳細
に説明する。本発明の硫黄資材の製造方法は、成分
（Ａ）が硫黄結合材であり、成分（Ｂ）が塩化物濃度
０．０２〜１０ｍａｓｓ％の無機系資材であり、前記成
分（Ａ）を成分（Ｂ）との合計量に対して１０〜５０ｍ
ａｓｓ％、前記成分（Ｂ）を成分（Ａ）との合計量に対
して５０〜９０ｍａｓｓ％を１１９〜１５５℃で溶融混
合した後に、この溶融混合物を粒状化して硫黄資材を製
造するものである。

【０００６】本発明の成分（Ａ）の硫黄結合材として
は、硫黄又は硫黄を他の化合物との反応により変性処理
したいわゆる変性硫黄若しくはこれらの混合物等を使用
することができる。成分（Ａ）の含有量は、成分（Ｂ）
との合計量に対して１０〜５０ｍａｓｓ％である。成分
（Ａ）の含有量が１０ｍａｓｓ％未満では無機系資材を
十分に濡らし被覆することができないため塩化物の溶出
抑制が十分でないおそれがあり、一方、５０ｍａｓｓ％
を越えると硫黄資材がコンクリートやモルタル等の骨材
として十分な強度が得られない可能性がありそれぞれ好
ましくない。

【０００７】硫黄としては、通常の硫黄単体で、天然産
又は石油や天然ガスの脱硫によって生成した硫黄等が使
用できる。変性硫黄としては、硫黄変性剤により変性し
た硫黄、例えば硫黄に炭素数４〜２０のオレフィン系炭
化水素；ジオレフィン系炭化水素；ジシクロペンタジエ
ン及びそのオリゴマー、シクロペンタジエン、リモネ
ン、スチレン等の環状オレフィン系炭化水素等；スチレ
ン、ビニルトルエン、メチルスチレン等の芳香族炭化水
素等の硫黄変性剤を加えて所定温度で熱処理した変性硫
黄を使用することができ、ジシクロペンタジエンを使用
した変性硫黄は特に好ましく使用することができる。硫
黄変性剤の添加量は、通常、硫黄に対して０．５〜５０
ｍａｓｓ％、好ましくは２〜２０ｍａｓｓ％である。硫
黄結合材及び硫黄結合材を使用した硫黄資材の難燃性、
遮水性、耐硫黄酸化細菌性等の性質は硫黄変性剤の含有
量に関係し、通常は使用量が多いほどそれぞれの性能が
改善され、約１０ｍａｓｓ％で改善効果は飽和し、それ
以上では変化は少ないので３〜１０ｍａｓｓ％であれば
実質的に性能は満足されるので、硫黄変性剤の添加量は
さらに好ましくは３〜１０ｍａｓｓ％である。硫黄変性
剤の添加量が１０ｍａｓｓ％を超えると、弾性に粘性的
性質が加わり、資材は粘弾性を有し、さらに添加量が５
０ｍａｓｓ％を超えると、粘弾性が顕著になり好ましく
ない。一方、硫黄変性剤の添加量が０．５ｍａｓｓ％未
満では資材の強度が不足するおそれがあるため好ましく
ない。

【０００８】硫黄の変性は、先ず硫黄を加熱溶融する。
固体硫黄を加熱していくと、１１９℃で固体から液体へ
の相変化が始まる。液化後、全体を攪拌しつつ、適当な
粘度計例えばＢ型粘度計で粘度を測定しながら、反応温
度まで温度を上昇して反応を行う。反応温度は硫黄変性
剤に応じた温度範囲があり、例えばジシクロペンタジエ
ンは、反応温度は通常１３５〜１５５℃である。なお、
硫黄変性剤の混入は硫黄を加熱溶融した後でも前でもど
ちらでもよいが、溶融後の場合には予め加熱した状態で
混入することが好ましい。粘度については、１４０℃で
測定して、０．０５〜１．２Ｐａ・ｓの範囲が好ましい
が、硫黄結合材から製造される成型物の強度や製造工程
の作業性の観点から、より限定された０．０８〜０．５
Ｐａ・ｓが総合的に好ましい。変性硫黄の製造におい
て、使用する混合機は、混合が十分に行えるものであれ
ばなんでも良く、好ましくは液体攪拌用の混合機を用い
ることがよい。例えば、インターナルミキサー、ロール
ミル、ドラムミキサー、ポニーミキサー、リボンミキサ
ー、ホモミキサー、スタティックミキサー等が使用でき
る。本発明の変性硫黄は、前記粘度範囲になったあとは
高粘度化しないように反応温度以下、通常は１３５℃以
下に冷却することが好ましい。

【０００９】本発明の硫黄結合材には、本発明の目的を
損なわない範囲において他の材料が含有されていても良
い。該他の材料としては、珪酸ソーダ、硫化ソーダ、キ
レート剤等の重金属封鎖安定剤、アスファルト、硫酸ニ
ッケル、硫酸コバルト、硫酸銀、各種ポリマー等が挙げ
られる。他の材料の添加量は、硫黄結合材の総量に対し
て、３０重量％以下となるように配合することが好まし
い。

【００１０】本発明の成分（Ｂ）の無機系資材として
は、塩化物濃度が０．０２〜１０ｍａｓｓ％、好ましく
は１．０〜１０ｍａｓｓ％という高濃度の塩化物を含有
するような無機系資材である。成分（Ｂ）は、成分（Ｂ
−１）塩化物濃度０．０２〜２５ｍａｓｓ％という高塩
化物濃度の無機系資材と、成分（Ｂ−２）塩化物濃度
０．０２ｍａｓｓ％未満の低塩化物濃度の無機系資材と
から構成することが好ましい。この場合、成分（Ｂ−
１）と成分（Ｂ−２）とからなる成分（Ｂ）の塩化物濃
度が０．０２〜１０ｍａｓｓ％になる限りにおいては、
使用する成分（Ｂ−１）の塩化物濃度は１０ｍａｓｓ％
を超えてもよいことは言うまでもない。成分（Ｂ−１）
の配合量は成分（Ｂ）の総量に対して４０〜１００ｍａ
ｓｓ％であり、成分（Ｂ−２）の配合量は成分（Ｂ）の
総量に対して０〜６０ｍａｓｓ％である。成分（Ｂ−
１）は、塩化物濃度が高濃度でありすぎてコンクリート
骨材としては適さないことがあったり、硫黄結合材で処
理して造粒するときの粒径や強度が骨材として適してい
ないことがあるため、成分（Ｂ−２）の塩化物濃度が
０．０２ｍａｓｓ％未満の無機系資材と混合することが
好ましい。この場合、成分（Ｂ−２）の他の無機系資材
が骨材に適した粒径や強度を有する造粒物を製造するこ
とのできる無機系資材であることがより好ましい。

【００１１】成分（Ｂ−１）としては、塩化物濃度が
０．０２〜２５ｍａｓｓ％という高塩化物濃度の無機系
資材であれば特に限定されず、例えば、焼却灰・焼却飛
灰、都市ごみ高温溶融炉から発生する溶融飛灰等から選
ばれる一種もしくは二種以上の無機系資材を混合したも
の等が挙げられる。焼却灰は、都市ごみ焼却炉や産業廃
棄物焼却炉等各種の燃焼炉から排出され、主成分は、シ
リカ、アルミナ、酸化カルシウム、酸化鉄等の酸化物で
あるが、鉛、カドミウム、砒素等の有害金属の含有量も
多く、焼却灰は、汚水を出さない最終処分場で埋め立て
処理されてきた。成分（Ｂ−２）としては、塩化物濃度
が０．０２ｍａｓｓ％未満の低塩化物濃度の無機系資材
であれば特に限定されず、例えば、電力事業及び一般産
業から排出される石炭灰、流動床焼却装置で使用した流
動砂、研磨屑、各種金属製造時に副生する副生物（例え
ば鉄鋼スラグ・ダスト、フェロニッケルスラグ、アルミ
ドロス、銅スラグ）等から選ばれる一種もしくは二種以
上の無機系資材を混合したもの等が挙げられる。石炭灰
は、発電用、加熱用等各種の石炭焚燃焼炉から排出さ
れ、コンクリートや土木資材混合材として利用される。
鉄鋼スラグは、製鉄業から副生するスラグを指し、高炉
から排出される高炉スラグ、平炉や転炉から排出される
平炉スラグ、転炉スラグ等がある。鉄鋼スラグの主成分
は、シリカ、アルミナ、酸化カルシウム、酸化鉄等の酸
化物やその他無機硫化物も含まれる。成分（Ｂ）は特に
成分（Ｂ−１）として焼却灰、成分（Ｂ−２）として鉄
鋼スラグ及び/又は石炭灰を適量混合した塩化物濃度が
０．０２〜１０ｍａｓｓ％のものがよく、このような成
分（Ｂ）を有効利用することが可能となる。

【００１２】成分（Ｂ）の塩化物濃度が０．０２〜１０
ｍａｓｓ％であれば本発明の製造方法によって系外への
塩化物の溶出を規定値以下に抑制することができる。具
体的には、本発明により製造した硫黄資材は、土木学会
が定めたコンクリートやモルタルの細骨材中の塩化物含
有量試験（モール法）で塩化物の溶出量を測定した場合
に、塩化物の溶出量を著しく低減し、抽出時間１２０時
間後も０．１ｍａｓｓ％、好ましくは０．０６ｍａｓｓ
％を下回ることができる。本発明でいう塩化物とはコン
クリートを劣化するおそれのある無機系塩化物であり、
塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化
マグネシウム等をいう。

【００１３】本発明の硫黄資材は、（Ａ）硫黄結合材１
０〜５０ｍａｓｓ％と（Ｂ）塩化物濃度が０．０２〜１
０ｍａｓｓ％の無機系資材５０〜９０ｍａｓｓ％とを溶
融混合し、混合後、溶融混合物を例えば粒状化すること
により得られ、無機系資材が硫黄結合材で実質的に被覆
されたものである。このような本発明の硫黄資材は、土
木・建築用資材に好ましく、例えば、コンクリート、モ
ルタル、若しくは路盤材、路床材、ケイソンの中詰め
材、埋立材、盛土材等に用いる各種骨材等として好適に
用いることができる。溶融混合は、混合が十分に行われ
るように温度１３５〜１５５℃で行うことが好ましい。
溶融混合する際には、（Ｂ）無機系資材を予め１２５〜
１５５℃程度に加熱しておき、同じく１２５〜１５５℃
に昇温して加熱溶融した（Ａ）硫黄結合材を、１３５〜
１５５℃の温度に予熱した混合機にほぼ同時に投入し
て、溶融混合することが好ましい。

【００１４】溶融混合時間は、成分（Ａ）及び成分
（Ｂ）に応じて適宜異なるが、５分〜５時間である。特
に成分（Ａ）に変性硫黄を用いる場合には、変性硫黄の
製造を溶融混合と同時に行うか否かで溶融混合時間が大
きく異なる。例えば、硫黄結合材として予め製造した変
性硫黄（変性硫黄と硫黄との混合物も含む）を用いる場
合には５〜３０分である。これは、溶融混合温度が、１
５５℃以下で高温の方が変性硫黄の流動性が高く、混合
効率が高く、短時間で終了するが、高温では硬化反応が
進行する。一方、低温では流動性が低下する代りに、硬
化反応の進行が遅い。従って、より好ましい温度範囲と
しては、混合機を１４０〜１４５℃で予熱しておき、１
４０〜１４５℃の温度で溶融混合することが好ましく、
このような温度範囲では混合時間が５〜３０分であれば
十分に混合が行えるからである。混合時間は、硬化反応
を避けるため製造物の性状が許す範囲で、極力短時間の
方が望ましい。混合時間が短いと硫黄結合材と無機系資
材は十分混合されず、成型物又は粒状物は連続相となら
ず、隙間が開いたり、表面が滑らかにならない。攪拌が
十分であれば、成型物又は粒状物は完全な連続相とな
り、表面も滑らかである。

【００１５】本発明の（Ａ）硫黄結合材と（Ｂ）無機系
資材との混合は、取扱いが容易であることから、硫黄結
合材の１４０℃における粘度を０．０５〜１．２Ｐａ・
ｓの最適粘度範囲内に維持しながら行うことが好まし
い。硫黄結合材の１４０℃における粘度が０．０５Ｐａ
・ｓ未満では無機系資材への吸収により結合力が不足し
て資材性能が低下する恐れがあり、１．２Ｐａ・ｓを越
えると流動性が低下し、作業性が著しく低下するととも
に、無機系資材とのぬれが悪化するため、それぞれ好ま
しくない。粘度は、変性硫黄を使用したときには時間と
ともに上昇することがあるので特に製造時の取り扱いに
注意が必要である。本発明の（Ａ）硫黄結合材と（Ｂ）
無機系資材との混合に使用する混合機は混合が十分に行
えるものであればなんでも良く、例えば固液攪拌用を用
いることがよい。具体的には例えば、インターナルミキ
サー、ロールミル、ドラムミキサー、スクリュー押出し
機、パグミル、ポニーミキサー、リボンミキサー等が使
用できる。

【００１６】本発明の硫黄資材を製造する際において
は、硫黄結合材を製造し冷却固化した後に、再溶融して
から無機系資材を混合してもよいし、あるいは製造した
ばかりの硫黄結合材を冷却して固化する前に無機系資材
を混合するようにしてもよい。固化前に無機系資材を混
合するときは、最適粘度範囲になった硫黄結合材が得ら
れた直後あるいは最適粘度範囲になる硫黄結合材が得ら
れる前に予め無機系資材を混合することができるが、い
ずれの場合も最終的な硫黄結合材の最適粘度が得られる
ように反応時間や反応温度等によって制御しておくこと
が好ましい。また、本発明において、硫黄結合材の硫黄
に変性硫黄を用いる場合、硫黄変性剤による硫黄の変性
は、無機系資材と混合する前に行ってもよく、また、無
機系資材と溶融混合しながら行ってもよい。

【００１７】溶融混合物を粒状化する方法としては、特
に限定されず、例えば、溶融混合物を冷却固化しながら
造粒して粒状物とする造粒方法や、溶融混合物を冷却固
化して得た成型物を粉砕して粒状物とする方法等が挙げ
られる。造粒方法としては、例えば、通常のドラムや、
水平若しくは傾斜板を具備した、転動造粒機又は振動造
粒機を用い、転動造粒法又は振動造粒法により行なうこ
とが好ましい。これらの方法において、具体的条件は、
（Ａ）硫黄結合材及び（Ｂ）無機系資材の種類や配合割
合等に応じて得られる粒状物がコンクリートやモルタル
の骨材に適した粒径になるように適宜選択して決定され
るが、ＪＩＳ標準篩に基づき通常２〜４４．４ｍｍの任
意の大きさの粒子を製造するように設定することが好ま
しく、用途に応じて適宜粒径が選択されることは言うま
でもない。転動造粒法の場合、粒状物の粒径は、回転板
やドラムの傾斜角度、回転速度等によって調整できる。
ただし、所望する粒径により回転板やドラムのサイズを
考慮して選定する必要は特になく、例えば、同一回転板
の傾斜角度を変えることによって２〜４４．４ｍｍの任
意の大きさの粒子を製造することができる。傾斜角度は
一般に０〜７０°の範囲で調整される。振動造粒法の場
合、粒状物の粒径は、振動数や振幅、傾斜角度によって
調整することができる。例えば、振動数は３０００回／
分程度、振幅は０．３ｍｍ以上、振動時間は３０分〜３
時間で、溶融状態の硫黄固化物が飛散しない範囲で選定
される。傾斜角度は通常０〜６０°の範囲で調整され
る。振動方式は、往復式でも回転式でも又はこれらの混
合式でも良い。なお、回転ドラム等を使用し、実質的に
振動を与えて造粒することも可能である。また、成型品
を作成した後、破砕することによっても粒状物を得るこ
とができるが、任意の大きさの粒子を製造し難いことか
ら造粒法により粒状物を得る方が好ましい。なお、破砕
して得た粒状物については、コンクリートやモルタルの
骨材の使用に適した粒径分布を得るために、必要に応じ
てふるい分けして使用しても構わない。他の造粒法とし
て、溶融した硫黄を水中に落下させる方法があるが、こ
の方法は、水中に重金属が溶出すること、造粒物表面に
錆が発生することから無機系資材の被覆が完全でない場
合があるので好ましくない。本発明の硫黄資材の強度
（圧縮強度）は、通常１０〜１００Ｐａ、好ましくは２
０〜１００Ｐａ、より好ましくは３０〜１００Ｐａであ
る。

【００１８】

【実施例】以下、実施例及び比較例によって具体的に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。

【００１９】本実施例の土木構造物に用いるコンクリー
トにおける塩化物の上限値（表１、０．６０ｋｇ／ｍ³
又は０．３０ｋｇ／ｍ³）については、フレッシュコン
クリート中の各材料に含まれる塩化物の合計である。塩
化物を含む材料は、細骨材、セメント、水、混和材料等
があるが、最近では無塩化タイプの混和材料が一般的に
利用されている。また、普通ポルトランドセメントの塩
化物含有量の最大値は０．０１５％であり、水道水は塩
素の含有量の限度を２００ｐｐｍとしている。これらの
材料を一般的なコンクリートの混合割合である、単位セ
メント量を３５０ｋｇ／ｍ³、単位水量を１８０ｋｇ／
ｍ³、単位細骨材量を８００ｋｇ／ｍ³で混合したと仮定
して、細骨材中の塩化物の許容量を求めると表２の値と
なる。すなわち、土木構造物を対象としたコンクリート
細骨材中の塩化物の許容量は、コンクリートの塩化物の
上限値が０．６０ｋｇ／ｍ³の場合０．０６３９％、
０．３０ｋｇ／ｍ³の場合０．０２６４％と求められる
のでこれを基準値とした。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】［実施例１］予め乾燥しておいた高炉スラ
グ（塩化物濃度０ｍａｓｓ％）及び焼却灰（塩化物濃度
２．８ｍａｓｓ％）を５：４の混合比率で加えた（Ｂ）
無機系資材に、（Ａ）硫黄結合材（硫黄）と（Ｂ）無機
系資材の混合物を１００ｍａｓｓ％とした場合に硫黄が
１９ｍａｓｓ％（実施例１ａ）、２２ｍａｓｓ％（実施
例１ｂ）、２６ｍａｓｓ％（実施例１ｃ）となる量の硫
黄を加え、これらの混合物を１５０℃にて溶融・混練り
して各種（実施例１ａ，１ｂ，１ｃ）の溶融混合物を得
た。得られた各種の溶融混合物１０００ｇをテーブル型
振動機(村田精工(株)製、ＨＶ型振動機を２機使用し、
振動台として５００×５００ｍｍの鉄板を固定)に注
ぎ、振動数３０００回／分、振幅１ｍｍで１分間往復振
動を加えながら固化させ、各種の粒状硫黄固化物（硫黄
資材）を得た。得られた資材の粒径は、最大１０ｍｍ
で、実施例１ａでは平均粒径４ｍｍ、実施例１ｂでは平
均粒径５ｍｍ、実施例１ｃでは平均粒径６ｍｍであっ
た。得られた各種（実施例１ａ，１ｂ，１ｃ）の硫黄資
材は土木学会が定めたコンクリートやモルタルの細骨材
中の塩化物含有量試験（モール法）で塩化物の溶出量を
測定した。測定は、塩化物の溶出量が時間と共に増加し
ていないことを確認するために、溶出時間を１，３，
６，１２，１２０，１４０時間として行った。その結果
を表３及び図１に示した。表３及び図１に示すとおり、
いずれの場合についても溶出量は１００時間程度で上限
値に達し、それ以降の増加は確認されなかった。１２０
時間後に検出された溶出量以上に塩化物が溶出され続け
ることはない。さらに、これらの溶出量はいずれも資材
である焼却灰に含まれる塩化物イオン２.８ｍａｓｓ％
よりも溶出量を著しく低減し、一般の鉄筋コンクリート
用の基準値０.０６４ｍａｓｓ％を十分満たす値であっ
た。

【００２３】

【表３】

【００２４】［実施例２］硫黄９５ｍａｓｓ％とジシク
ロペンタジエン５ｍａｓｓ％の反応重合物１９０ｇを１
５０℃にて溶融し、予め乾燥しておいた高炉スラグ（塩
化物濃度０ｍａｓｓ％）４５０ｇ及び焼却灰（塩化物濃
度２．８ｍａｓｓ％）３６０ｇを混練りした。得られた
溶融混合物１０００ｇをテーブル型振動機(村田精工
(株)製、ＨＶ型振動機を２機使用し、振動台として５０
０×５００ｍｍの鉄板を固定)に注ぎ、振動数３０００
回／分、振幅１ｍｍで１分間往復振動を加えながら固化
させ、粒状硫黄固化物（硫黄資材）を得た。得られた資
材の粒径は、最大１０ｍｍで、平均粒径５ｍｍであっ
た。得られた硫黄資材は土木学会が定めたコンクリート
やモルタルの細骨材中の塩化物含有量試験（モール法）
で塩化物の溶出量を測定した。測定は、塩化物の溶出量
が時間と共に増加していないことを確認するために、溶
出時間を１，３，６，１２，１２０，１４０時間として
行った。その結果を表３及び図１に示した。表３及び図
１に示すとおり、硫黄を結合材に用いた場合と同様に、
溶出量は１００時間程度で上限値に達し、それ以降の増
加は確認されなかった。１２０時間後に検出された溶出
量以上に塩化物イオンが溶出され続けることはない。さ
らに、溶出量は０.０４２ｍａｓｓ％と資材である焼却
灰に含まれる塩素２.８ｍａｓｓ％よりも著しく少な
く、硫黄を結合材にした場合の０.０５９ｍａｓｓ％よ
りも３割程度少なく、一般の鉄筋コンクリート用の基準
値０.０６４ｍａｓｓ％を十分満たす値であった。

【００２５】［実施例３］予め乾燥しておいた高炉スラ
グ（塩化物濃度０ｍａｓｓ％）及び焼却灰（塩化物濃度
２．８ｍａｓｓ％）を５：４の混合比率で加えた資材に
対して、硫黄と資材の混合物を１００ｍａｓｓ％とした
場合に硫黄が１９ｍａｓｓ％となる量を加え、１５０℃
にて溶融し混練りした。得られた溶融混合物１０００ｇ
をテーブル型振動機(村田精工(株)製、ＨＶ型振動機を
２機使用し、振動台として５００×５００ｍｍの鉄板を
固定)に注ぎ、振動数３０００回／分、振幅１ｍｍで１
分間往復振動を加えながら固化させ、粒状硫黄固化物
（硫黄資材）が得られた。得られた資材の粒径は、最大
１０ｍｍで、平均粒径４ｍｍであった。こうして得られ
た資材を砕石の代わりの骨材として、コンクリートを作
成し、その強度を測定した。コンクリート作成において
は、セメントと水をあらかじめ混合した状態で骨材であ
る硫黄資材を混合する通常法とセメントと骨材である硫
黄資材を事前に混合し、後で水を添加するドライミック
ス法の２種類の方法を用いた。製造したコンクリート供
試体は２８日間の水養生を経た後に、圧縮強度、引っ張
り強度、そして、曲げ強度を測定し、普通コンクリート
とその値を比較した。その結果を表４に示した。通常法
とドライミックス法のいずれも普通のコンクリート並か
これより優れた強度が得られることが確認された。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【発明の効果】本発明の製造方法を用いることで、塩化
ナトリウム等の塩化物を大量に含む資材又は焼却灰等に
代表される産業廃棄物等をコンクリート等の骨材として
利用することができ、コンクリート製造時の骨材不足の
問題を解消し、さらにコスト削減、設備や時間の大幅節
減が可能となり、かつ、廃棄物を有効利用することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】抽出時間と塩化物濃度との関係を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 18:10 Ｃ０４Ｂ 111:00 ）Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 111:00 ３０３Ａ３０３Ｌ (72)発明者熊田文雄神奈川県横浜市中区千鳥町８番地日石三菱株式会社中央技術研究所内 (72)発明者橋本博神奈川県横浜市中区千鳥町８番地日石三菱株式会社中央技術研究所内Ｆターム(参考） 4D004 AA16 AA36 AA37 AB10 BA02 CA14 CA29 CC11 DA03 DA06 DA10 4G012 PA26 PA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成分（Ａ）が硫黄結合材であり、成分
（Ｂ）が塩化物濃度０．０２〜１０ｍａｓｓ％の無機系
資材であり、前記成分（Ａ）硫黄結合材１０〜５０ｍａ
ｓｓ％、及び成分（Ｂ）無機系資材５０〜９０ｍａｓｓ
％を１１９〜１５５℃で溶融混合した後に、該溶融混合
物を粒状化して硫黄資材を製造することを特徴とする硫
黄資材の製造方法。
【請求項２】成分（Ｂ）が、（Ｂ−１）塩化物濃度
０．０２〜２５ｍａｓｓ％の無機系資材と（Ｂ−２）塩
化物濃度０．０２ｍａｓｓ％未満の無機系資材とからな
り、かつ、（Ｂ−１）成分が４０〜１００ｍａｓｓ％、
（Ｂ−２）成分が０〜６０ｍａｓｓ％の割合で構成され
ている請求項１記載の硫黄資材の製造方法。
【請求項３】（Ａ）硫黄結合材が、硫黄又は硫黄に硫
黄変性剤を硫黄に対して０．５〜５０ｍａｓｓ％添加
し、これを加熱反応させて得られる変性硫黄若しくはこ
れらの混合物である請求項１又２に記載の硫黄資材の製
造方法。
【請求項４】請求項１〜３記載の方法により製造され
た硫黄資材が、コンクリートやモルタルの骨材として用
いられることを特徴とする硫黄資材。