JP2001342053A - フライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品及びその製造方法 - Google Patents

フライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品及びその製造方法

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JP2001342053A
JP2001342053A JP2000161508A JP2000161508A JP2001342053A JP 2001342053 A JP2001342053 A JP 2001342053A JP 2000161508 A JP2000161508 A JP 2000161508A JP 2000161508 A JP2000161508 A JP 2000161508A JP 2001342053 A JP2001342053 A JP 2001342053A
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autoclave
weight
product
molding
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JP2000161508A
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Hideo Tsunoda
英雄 角田
Katsuyuki Ueda
勝征 植田
Akira Hashimoto
彰 橋本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/52—Sound-insulating materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで強度が高くしかも廉価なフライア
ッシュ含有オートクレーブ養生成形品及びその製造方法
を提供することを課題とする。 【解決手段】 フライアッシュ含有オートクレーブ養生
成形品である吸音材２２は、セメント１１とフライアッ
シュ１０とを配合してなり、水１２を添加した後に成形
し、１００℃以上のオートクレーブ養生２１をしてなる
フライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品であっ
て、セメント１１が２０重量％以上４０重量％以下、フ
ライアッシュ１０が８０重量％未満６０重量％以上であ
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、石炭焚発電所等か
ら発生するフライアッシュを用いた材料およびこの材料
を利用した成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】我が国の火力発電所から発生するフライ
アッシュは、年間約５３０万トン（平成８年）にも達
し、その約６０％をリサイクルすることができるもの
の、残りの約４０％がリサイクルできずに埋立処分され
ている。これは、使用する石炭の産地や発電時の運転出
力などにより、フライアッシュの品質（未燃焼成分量
（カーボン量）や比表面積（粒度）など）がバラついて
しまい、ＪＩＳで規定されている条件を満たしにくいか
らである。
【０００３】また、リサイクルされるフライアッシュに
おいては、粘土の代替としてのセメントや窯業の原料が
大半であり、ＪＩＳで規定されているコンクリート混和
剤として利用できるものがほんの僅かでしかなく、多量
に使用されることがない。
【０００４】今後、石炭焚発電所の増加に伴い、フライ
アッシュの発生量が年間７００万トンを超えると予想さ
れており、フライアッシュの埋立処分が次第に厳しくな
っていく状況を考えると、フライアッシュをリサイクル
利用することは非常に重要なことである。
【０００５】このため、フライアッシュをさらに有効に
利用できるような手段がこれまでにも各種検討されてき
た。具体的には、例えば、フライアッシュを造粒して焼
成することにより砕石の代替品として利用したり、フラ
イアッシュをプラズマ溶融することにより、上述と同様
に砕石の代替品として利用することが考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これまでにも、フライ
アッシュを珪酸質の一部として使用する製品の提案はあ
るが、その大半の製品は珪石等の一部として使用したも
のである。ここで使用されるフライアッシュは、ポゾラ
ン反応促進剤としてセメントの改質用であり、骨材とし
ては、強度が高い珪石を主体とするものである。ところ
が、石炭の組成が産地により異なることから、生成する
フライアッシュも石炭の炭種ごとに組成が異なってしま
うため、前述したようなフライアッシュを同一条件で高
温加熱処理することができず、均一な品質に仕上げるこ
とが難しいだけでなく、高温加熱処理にかかるコストが
比較的大きかった。
【０００７】また、従来においていわゆるＡＬＣ（Auto
claved Lightweight concrete ）建材が提案されている
が、該建材は嵩密度は低いものの強度が低いので、骨材
を配することが必須であり、該骨材を配する工程が必要
であるという問題がある。
【０００８】本発明は上記問題に鑑み、低コストで強度
が高くしかも廉価なフライアッシュ含有オートクレーブ
養生成形品及びその製造方法を提供することを課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これまでにもフライアッ
シュを珪酸質の一部として使用することの提案はある
が、本発明では、珪酸質の全てをフライアッシュとする
ことで、セメント以外の石灰質原料を配合しなくても、
フライアッシュとセメントとを所定量配合して成形し、
所定の条件下においてオートクレーブ養生することで、
簡易でしかも強度が高い新規なフライアッシュ含有オー
トクレーブ養生成形品を得ることができることを知見
し、本発明を完成した。
【００１０】かかる知見に基づく前述した課題を解決す
る本発明の［請求項１］の発明は、セメント原料とフラ
イアッシュ原料とを配合してなり、水を添加した後に成
形し、１００℃以上のオートクレーブ養生をしてなるフ
ライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品であって、
セメント原料が２０重量％以上４０重量％以下であり、
フライアッシュ原料が８０重量％未満６０重量％以上で
あることを特徴とする。
【００１１】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記オートクレーブ養生が１７０〜１８０℃で飽和
蒸気圧下で行うことを特徴とする。
【００１２】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、上記フライアッシュが、火力発電所から発生す
る発生フライアッシュであることを特徴とする。
【００１３】［請求項４］の発明は、請求項３におい
て、上記火力発電所から発生する発生フライアッシュの
未燃焼成分が２％以下であることを特徴とする。
【００１４】［請求項５］の発明は、請求項４におい
て、上記発生フライアッシュが分級されたフライアッシ
ュを配合してなることを特徴とする。
【００１５】［請求項６］の発明は、請求項４におい
て、上記発生フライアッシュが粉砕されたフライアッシ
ュを配合してなることを特徴とする。
【００１６】［請求項７］の発明は、請求項５におい
て、上記発生フライアッシュが数〜数１００μｍであ
り、フライアッシュ分級粉が数〜１００μｍであること
を特徴とする。
【００１７】［請求項８］の発明は、請求項６におい
て、上記粉砕フライアッシュ粉が0.５〜１０μｍである
ことを特徴とする。
【００１８】［請求項９］の発明は、請求項１乃至８の
いずれか１項において、嵩密度が0.６ｇ／ｃｍ3 以上で
剪断応力が２００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であることを特徴
とする。
【００１９】［請求項１０］の発明は、請求項１乃至８
のいずれか１項において、フライアッシュ含有オートク
レーブ養生成形品が多孔質吸音材、多孔質断熱材、押出
成形材又はタイルのいずれかであることを特徴とする。
【００２０】［請求項１１］の発明は、請求項１０にお
いて、上記押出成形材が嵩密度が1.4 ｇ／ｃｍ3 以上で
剪断応力が２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であることを特徴
とする。
【００２１】［請求項１２］のフライアッシュ含有オー
トクレーブ養生成形品の製造方法の発明は、２０重量％
以上４０重量％以下のセメント原料と、８０重量％未満
６０重量％以上のフライアッシュ原料とを混合してフラ
イアッシュ含有材料を得た後、水を添加して成形し、そ
の後オートクレーブ養生し、フライアッシュ含有オート
クレーブ養生成形品を得ることを特徴とする。
【００２２】［請求項１３］の発明は、２０重量％以上
４０重量％以下のセメント原料と、８０重量％未満６０
重量％以上のフライアッシュ原料とを混合してフライア
ッシュ含有材料を得た後、水を添加して成形し、その後
１７０℃で飽和蒸気圧下でオートクレーブ養生し、嵩密
度が0.６ｇ／ｃｍ3 以上で剪断応力が２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 以上のフライアッシュ含有オートクレーブ養生成形
品を得ることを特徴とする。
【００２３】［請求項１４］の発明は、請求項１２又は
１３において、上記成形方法が、フライアッシュ含有材
料に沈降防止材と増粘剤とを混合したスラリを鋳込む鋳
込み成形であることを特徴とする。
【００２４】［請求項１５］の発明は、請求項１２又は
１３において、上記成形方法が、内部に独立気孔又は連
続気孔を有する成形であることを特徴とする。
【００２５】［請求項１６］の発明は、請求項１２又は
１３において、上記成形方法が、沈降防止材と樹脂とを
混合した押出成形であることを特徴とする。
【００２６】［請求項１７］の発明は、請求項１２又は
１３において、上記成形方法が、プレス成形であること
を特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明にかかる実施の形態を以下
に説明するが、本発明は、これらの実施の形態に限定さ
れるものではない。
【００２８】本発明のフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品は、セメント原料とフライアッシュ原料と
を配合してなり、水を添加した後に成形し、１００℃以
上のオートクレーブ養生をしてなるフライアッシュ含有
オートクレーブ養生成形品であって、セメント原料が２
０重量％以上４０重量％以下、フライアッシュ原料が８
０重量％未満６０重量％以上としている。
【００２９】ここで、フライアッシュとセメントとの混
合割合をセメント原料が２０重量％以上４０重量％以
下、フライアッシュ原料が８０重量％未満６０重量％以
上とするは、硬化後の耐水性及び製品の緻密化のためで
ある。例えば金型プレス成形したサンプルを水中に２０
日間浸漬して耐水性を調べた結果、フライアッシュ原料
が８０重量％を超えると、耐水性が低下して水中に溶出
してしまうことが判明し、一方、フライアッシュ原料が
６０重量％以下であると、フライアッシュの使用量が大
幅に少なく、本発明の趣旨に沿わなくなってしまうから
である。
【００３０】本発明でオートクレーブ養生の条件は、１
００℃以上好ましくは１２０℃以上で養生するのが好ま
しく、さらに、オートクレーブ養生が１７０〜１８０℃
で飽和蒸気圧下で行うと水熱合成がさらに進行し、強度
の高い製品を得ることができるので、より好ましい。図
７にオートクレーブ養生の有無によるＸ線回折図を示
す。図７に示すように、一般のＡＬＣ建材に代表的なト
バモライト［Ｃａ5 （ ＯＨ）2 ・Ｓｉ6 Ｏ16・４Ｈ2
Ｏ］のピークは観測されなかった。フライアッシュ中に
含まれる微粒ＳｉＯ2 は活性なことが判明しており、オ
ートクレーブ養生によってセメントとの反応が促進され
ている。これにより、硬度が向上することになる。
【００３１】上記フライアッシュは、産業廃棄物として
のフライアッシュを用いるものであり、原料費用は廉価
である。特に本発明では、火力発電所から発生する発生
フライアッシュを用いるものである。
【００３２】上記火力発電所から発生する発生フライア
ッシュには、未燃焼成分であるカーボン等が配合されて
いるが、本発明では、その未燃焼成分を２％以下とする
ことでセメント中に含まれている減水剤の吸着による添
加水量の増大を防止し、強度の低下となるのを防止して
いる。
【００３３】上記発電所から発生される発生フライアッ
シュは、好適には分級して粒度を調整したものを用いる
のがよい。また、分級後に粉砕して粉砕したフライアッ
シュを配合することもできる。
【００３４】一般に発生フライアッシュは数〜数１００
μｍの粒径であるので、１００μｍ程度の篩を用いるこ
とで、フライアッシュ分級粉を数〜１００μｍとしてい
る。また、分級後のフライアッシュを粉砕手段により粉
砕することで、0.５〜１０μｍのフライアッシュ粉砕粉
としている。
【００３５】本発明で発生フライアッシュを分級するの
は以下の理由による。これまでフライアッシュが製品の
主成分として使用されなかった大きな理由は、石炭種類
や発電出力の影響が大きく安定した製品ができなかった
ためである。特に、粉体と水分を配合してスラリー化す
る際に粘度のバラツキが大きい欠点があった。フライア
ッシュ中に燃え残った石炭や、凝集した粗粒が混じるた
めである。これらの粒子はスラリー粘度だけでなく製品
に色むらを生じ、製品の見栄えを著しく損なう。
【００３６】本発明では、これらの粒子を多く含むフラ
イアッシュについては、これを１００μｍ程度の篩を通
して取り除いておく。これによって、スラリー粘度を安
定させ、見栄えを改善することができる。
【００３７】また、この粉体の一部または全量は、あら
かじめ数μｍ程度に粉砕して微粉にする。この粉砕する
ことによって、水を加えてスラリー化した場合、その粘
度を大幅に減少させることができる。
【００３８】また、粉砕する際に粗粒炭素を含むと、炭
素はスラリーに分散して黒変させるため、粉砕する場合
には分級して炭素をあらかじめ取り除いておくようにし
ている。
【００３９】本発明では、フライアッシュ原料として、
発生ままのフライアッシュ粗粉（粒径が数〜数百μ
ｍ）、篩で分級した分級フライアッシュ粉（粒径が数
〜１００μｍ）、さらに上記分級フライアッシュを粉
砕したフライアッシュ粉砕粉（粒径が0.５〜１０μｍ）
の三種類を用い、これらを単独又は適宜所定量で配合し
てフライアッシュ原料とする。
【００４０】ここで、三種類のフライアッシュを利用す
るのは、スラリー粘度を調整するためである。前述した
ようにフライアッシュは、石炭種類や発電出力によって
性状が変化する。この三種類を配合してスラリー粘度を
調整する。本発明で好適なスラリー粘度としては４００
ポアズ（Ｐ．）とするのが好ましい。
【００４１】よって、本発明のフライアッシュ原料の配
合としては、粗粉フライアッシュをベースにし、粘度が
高い場合（約１０００ポアズ以上）の場合には、分級粉
あるいは粉砕粉を添加して調整するのが好ましい。配合
割合は、発電出力が高い場合は、石炭種類によっては粗
粉のみ、逆に発電出力が低い場合は、粗粉：粉砕粉＝８
０：２０程度の割合となる。その調合割合は、同一石炭
の場合は、発電出力によって決まるため、一定となる。
【００４２】ここで、上記混合物中の粗粉末の割合が半
分以上（粉砕粉の割合が半分以下）であると好ましい。
なぜなら、粉砕粉の割合が半分を超えると、フライアッ
シュ含有材料が硬化した際に割れ等を生じやすくなって
しまうだけでなく、粉砕工程を要する粉砕粉の使用量が
多くなり、コストの上昇を招くからである。
【００４３】なお、上記混合物中の粗粉末と粉砕末との
混合割合が７０：３０であると特に好ましい。なぜな
ら、上記割合であると、粗粉末と粉砕粉とを最密充填す
ることができ、フライアッシュ含有材料を高密度化する
ことができ、硬化時の高強度化を図ることができるから
である。
【００４４】このように分級したフライアッシュや粉砕
したフライアッシュを用いて所定の配合とすることで、
フライアッシュのバラツキをなくし一定のスラリー特性
を持った粉体となる。尚、三種類の粉体を配合する工程
は原料調合工程ではなく、その次のセメントや水などと
の混合工程においても良い。
【００４５】本発明のフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品は、その成形方法により種々ものもを提供
できるが、例えば多孔質吸音材、多孔質断熱材、押出成
形材又はタイル等の窯業成形体を提供することができ
る。
【００４６】また、本発明のフライアッシュ含有オート
クレーブ養生成形品はその嵩密度が0.６ｇ／ｃｍ3 以上
で剪断応力が２００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上ものとすること
ができる。
【００４７】また、上記成形体において押出成形体は、
嵩密度が1.4 ｇ／ｃｍ3 以上で剪断応力が２５０ｋｇｆ
／ｃｍ2 以上ものとすることができる。
【００４８】本発明のフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品を製造するには、２０重量％以上４０重量
％以下のセメント原料と、８０重量％未満６０重量％以
上のフライアッシュ原料とを混合してフライアッシュ含
有材料を得た後、水を添加して成形し、その後オートク
レーブ養生するものである。
【００４９】また、鋳込み成形とするには上記成形方法
において、フライアッシュ含有材料に沈降防止材と増粘
剤とを混合してスラリーを形成し、その後鋳型に鋳込み
成形するようにしている。
【００５０】また、その内部に独立気孔や連続気孔を内
包するようにして成形体を形成し、その後オートクレー
ブ養生するようにしてもよい。
【００５１】また、押出し成形とするには、沈降防止材
と樹脂とを混合してニーダ押出し機等を用いて押出成形
するようにしている。
【００５２】また、プレス成形とするには、金型にスラ
リーを入れた後、所定圧力でプレス成形するようにして
いる。
【００５３】本発明の成形の一例を以下に説明する。 (1) フライアッシュ吸音板 図１はフライアッシュ含有材料を用いた吸音材の製造の
一例を示す手順の図である。図１に示すように、上記所
定の配合のフライアッシュ１０にセメント１１及び水１
２を添加した後、混合スラリー化１４してフライアッシ
ュ含有材料１５とする。ここで、スラリー化するのに必
要な水分は、フライアッシュとセメントとの混合粉体１
００重量部に対して６０〜８０重量部とするのが好まし
い。
【００５４】上記フライアッシュ含有材料１５には、増
粘剤１６、樹脂材料１７又は繊維１８を適宜加えること
もできる。上記増粘剤は、水に対して数〜５％程度添加
するのが好ましい。上記樹脂材料は、ポリビニールアル
コールやメチルセルロースなどの水溶性の樹脂を用いる
のが好ましい。ここで、上記増粘剤は溶けにくいので予
め水に溶かした水溶液にしておいた方が好ましい。上記
繊維は、ガラス繊維や木綿等繊維状のものであればいず
れのものでも良く、その形状は短繊維のチョップドスト
ランドのようなものが好ましい。ここで上記繊維を添加
するのは、巻き込んだ空気を内部にとどめるためのもの
であり、その添加量は粉体の数％程度とすればよい。
【００５５】これらを配合した後、混合機で攪拌１９す
る。混合機は、できるだけ空気を巻き込むものが望まし
い。また、攪拌容器に空気を送り込む機構があれば尚好
ましい。
【００５６】次に、このスラリーを型に流し込み、スラ
リー鋳込み成形２０を行う。吸音板は、連続気孔を多く
発生させるほうが音の減衰効果が大きく望ましい。型材
は石膏など吸水性を持ったものが好ましい。注入後、型
接触部が硬化した段階で離型する。
【００５７】次に、脱型したものを所定条件でオートク
レーブ養生２１し、吸音材２２を得る。なお、成形体を
完全に硬化しない段階で寸法を整えるために予め切断工
程などを経てオートクレーブ養生工程に送るようにすれ
ばよい。
【００５８】ここで、オートクレーブ温度は１００℃以
上で可能であるが、望ましくは１７０から１８０℃飽和
蒸気下で行うとよい。圧力が高いので短時間で内部まで
反応が完了する。
【００５９】このオートクレーブ養生のスチーム源とし
て火力発電所の排蒸気を転用することもできる。このオ
ートクレーブ養生により、結晶が析出することになり、
強度を比重で割った比強度が著しく高いものを得ること
ができる。このように連続気孔を多く発生すると共に、
その強度が高い良好な吸音材を提供することができる。
【００６０】上記吸音材としては、連続気孔を有するも
のが好ましく、連続気孔を良好に得る鋳型を図５を用い
て説明する。図５に示すように、本発明の製造用鋳型１
００は、型部１０１内の底面に細孔１０２を形成してな
り、外部から空気導入口１０３を介して空気１０４送給
してなるものである。この供給された空気１０４は底面
の細孔１０２から空気１０４を送出してバブリングしな
がら鋳込み成形することにより、連続気孔１０６が内部
に多数形成された吸音性能を向上させた成形材１０５を
製造することができる。
【００６１】このようにして製造された成形体１０５
は、嵩密度が０．５となり、従来の吸音材と比べても何
ら遜色がなかった。
【００６２】したがって、このような成形体１０５によ
れば、従来の吸音材と同等の特性を有しながらも、低コ
ストなフライアッシュ含有材料からなるので、価格を大
幅に低下させることができる。
【００６３】なお、本実施の形態では、鋳型１００の型
部１０１の底面の細孔１０２から空気１０４を送出して
バブリングしながら鋳込み成形することにより、連続し
た気孔が内部に多数形成された吸音材を製造するように
したが、例えば、スラリを流し込んだ鋳型の内部にホー
スを複数挿入して空気をバブリングしたり、鋳型に流し
込まれたスラリにクシを多数差し込むことにより、連続
した気孔が内部に多数形成された吸音材４０を製造する
ようにしてもよい。
【００６４】(2) フライアッシュＡＬＣ板（断熱材） 図２はフライアッシュ含有材料を用いた断熱材の製造の
一例を示す手順の図である。フライアッシュ含有材料１
５をスラリー状とするまでは上記吸音板と同様に操作す
る。必要に応じて沈降防止剤２３、界面活性剤２４及び
発砲剤２５を添加する。次に、攪拌機で充分に攪拌し１
９、独立気泡を多数内包した状態でスラリーを型材に鋳
込み、鋳込み成形２０を行う。上記沈降防止剤は、ガラ
ス繊維などのような沈降を阻害するような材料であれば
いずれのものでも良い。上記界面活性剤は、例えばポリ
カルボン酸系や芳香族スルホン酸ホルマリン系のような
コンクリート等で一般的に使用されている減水効果を持
つ材料であればいずれのものでも良い。上記発砲剤とし
ては、空気を巻き込む特性が高いものが望ましい。石鹸
が泡立つのは空気を巻き込むためである。糊として一般
的なポリビニルアルコールのような増粘作用の大きなも
のを数％程度添加して、混合中に巻き込んだ空気を逃が
さない作用を持つものや、ＡＥ剤（空気連行剤）、ポリ
オキシエチレンリン酸エステル等のように空気を導入し
やすいものでもよい。また、通常のＡＬＣ建材に添加す
るような金属Ａｌ粉を添加するようにしてもよい。
【００６５】本発明では、通常のＡＬＣと同じように鉄
筋を組み込んだ状態にしたものでもよいが、本発明の成
形体はオートクレーブ処理後の強度が、一般のＡＬＣ建
材の１０〜２０倍以上もあるため、鉄筋なしで断熱材２
６を製造することができる。これにより、コスト的にも
有利な製品とすることができる。なお、必要に応じてさ
らに高い強度のものとする場合には鉄筋等の骨材を配設
するようにすればよい。
【００６６】(3) フライアッシュ煉瓦 図３はフライアッシュ含有材料を用いた煉瓦の製造の一
例を示す手順の図である。粉体配合は図１に示す吸音材
のスラリーと同様である。但し、水分量は粉体１００重
量部に対し１０〜３０重量部とする。混合１４は、スラ
リー混合機ではなくミキサーで混合して原料とする。こ
れを金型を用いたプレス成形２７する。成形圧は、１０
０から５００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度である。プレス成形
は、プレスして固めた後すぐに離型する。その後オート
クレーブ養生２１を行い、タイル，煉瓦２８を得る。
【００６７】(4) フライアッシュ押出成形板 図４はフライアッシュ含有材料を用いた煉瓦の製造の一
例を示す手順の図である。粉体配合は、スラリーなどと
同様であるが、押出成形するためにはメチルセルロース
等の増粘剤１６を加える。また、吸水性を上げるために
木粉等を加えるようにしてもよい。粉体をニーダ混練機
などで混練２９して可塑性を持った杯土とし、これを押
出成形機を用いた押出し成形３０を行る。その後オート
クレーブ養生２１を行い、遮音材３１を得る。
【００６８】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を示す。乾式
プレス品、鋳込み品及び押出し形成品を各々得た後その
嵩密度及び最大剪断効力を測定した。
【００６９】［実施例１］鋳込み品は火力発電所から発
生するフライアッシュを７０重量％とセメント３０重量
％を配合し、これに増粘剤，繊維，水を加えて均一化し
たスラリーとし、このスラリーを鋳型に鋳込み成形し、
その後１７０℃飽和蒸気圧（９気圧）で３時間オートク
レーブ養生した。上記火力発電所で用いた炭種類はクー
ルンフォンテンとドレイトンとを１：１の割合で配合し
たものである。なお、未燃焼分は１重量％以下とした。
【００７０】［実施例２］乾式プレス品は火力発電所か
ら発生するフライアッシュを７０重量％とセメント３０
重量％を配合し、これに水を加えてプレス成形し、その
後１７０℃飽和蒸気圧（９気圧）で３時間オートクレー
ブ養生した。
【００７１】［実施例３］押出し品は火力発電所から発
生するフライアッシュを７０重量％とセメント３０重量
％を配合し、これに増粘剤としてメチルセルロースを添
加した後水を加えてニーダ混練機で押出し成形し、その
後１７０℃飽和蒸気圧（９気圧）で３時間オートクレー
ブ養生した。比較例１として市販のＡＬＣ建材（小野田
社製『ＡＬＣデュロックス』（商品名））を用い、比較
例２として市販の押出しセメント建材（三菱マテリアル
社製『メース』（商品名））とを用いた。
【００７２】この結果を図６に示す。図６に示すよう
に、本発明の実施例１のスリップキャスティング成形体
は嵩密度が低くしかも最大剪断効力が２００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 であるが、市販の断熱材として用いられるＡＬＣ建
材は嵩密度は低いものの、最大剪断効力が２００ｋｇｆ
／ｃｍ2 であるが、市販のＡＬＣ建材は最大剪断効力が
５ｋｇｆ／ｃｍ2 と極めて低いものである。なお、嵩密
度が0.９ｇ／ｃｍ3 、最大剪断効力が２５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 のものは実施例１の配合に比べて粒度を調整したも
のであり、さらに強度が向上している。
【００７３】また、本発明の実施例２の乾式プレス成形
体は嵩密度が1.１ｇ／ｃｍ3 であり、最大剪断効力が３
００ｋｇｆ／ｃｍ2 であるが、市販の断熱材として用い
られるＡＬＣ建材は嵩密度は低いものの、最大剪断効力
が２００ｋｇｆ／ｃｍ2 であるが、市販のＡＬＣ建材は
最大剪断効力が５ｋｇｆ／ｃｍ2 と極めて低いものであ
る。
【００７４】図６に示すように、本発明による実施例３
の押圧成形体は嵩密度が1.１ｇ／ｃｍ3 であり、最大剪
断効力が３２０ｋｇｆ／ｃｍ2 と高く、市販の比較例２
の建材と比べて強度が同程度で嵩密度は低いもののとな
り、施工性が良好なものとなる。
【００７５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の［請求項
１］の発明によれば、セメント原料とフライアッシュ原
料とを配合してなり、水を添加した後に成形し、１００
℃以上のオートクレーブ養生をしてなるフライアッシュ
含有オートクレーブ養生成形品であって、セメント原料
が２０重量％以上４０重量％以下であり、フライアッシ
ュ原料が８０重量％未満６０重量％以上であるので、嵩
密度が低いにもからわらず強度が高い成形体を提供する
ことができる。
【００７６】［請求項２］の発明によれば、請求項１に
おいて、上記オートクレーブ養生が１７０〜１８０℃で
飽和蒸気圧下で行うので、最大剪断効力が２００ｋｇｆ
／ｃｍ2 以上の成形体を得ることができる。
【００７７】［請求項３］の発明によれば、請求項１又
は２において、上記フライアッシュが、火力発電所から
発生する発生フライアッシュであるので、廃棄フライア
ッシュの有効利用を図ることができる。
【００７８】［請求項４］の発明によれば、請求項３に
おいて、上記火力発電所から発生する発生フライアッシ
ュの未燃焼成分が２％以下であるので、強度の低下を防
止することができる。
【００７９】［請求項５］の発明によれば、請求項４に
おいて、上記発生フライアッシュが分級されたフライア
ッシュを配合してなるので、スラリー粘度を安定させ、
良好な成形体を得ることができる。
【００８０】［請求項６］の発明によれば、請求項４に
おいて、上記発生フライアッシュが粉砕されたフライア
ッシュを配合してなるので、粗粒と配合して細密充填が
可能となり、硬化時の高強度化を図ることができる。
【００８１】［請求項７］の発明によれば、請求項５に
おいて、上記発生フライアッシュが数〜数１００μｍで
あり、フライアッシュ分級粉が数〜１００μｍであるの
で、スラリー粘度の安定が図られ、しかも強度が高い良
好な成形体を得ることができる。
【００８２】［請求項８］の発明によれば、請求項６に
おいて、上記粉砕フライアッシュ粉が0.５〜１０μｍで
あるので、粗粒と配合して細密充填が可能となり、硬化
時の高強度化を図ることができる。
【００８３】［請求項９］の発明によれば、請求項１乃
至８のいずれか１項において、嵩密度が0.６ｇ／ｃｍ3
以上で剪断応力が２００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であるの
で、各種建材として用いて好適である。
【００８４】［請求項１０］の発明によれば、請求項１
乃至８のいずれか１項において、フライアッシュ含有オ
ートクレーブ養生成形品が多孔質吸音材、多孔質断熱
材、押出成形材又はタイルのいずれかであるので、特定
用途の強度が高い建材を廉価に提供することができる。
【００８５】［請求項１１］の発明によれば、請求項１
０において、上記押出成形材が嵩密度が1.4 ｇ／ｃｍ3
以上で剪断応力が２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であるの
で、強度が高い割に、軽い製品を提供することができ、
施工性が向上する。
【００８６】［請求項１２］のフライアッシュ含有オー
トクレーブ養生成形品の製造方法の発明によれば、２０
重量％以上４０重量％以下のセメント原料と、８０重量
％未満６０重量％以上のフライアッシュ原料とを混合し
てフライアッシュ含有材料を得た後、水を添加して成形
し、その後オートクレーブ養生し、フライアッシュ含有
オートクレーブ養生成形品を得るので、嵩密度が低いに
もからわらず強度が高い成形体を製造することができ
る。
【００８７】［請求項１３］の発明によれば、２０重量
％以上４０重量％以下のセメント原料と、８０重量％未
満６０重量％以上のフライアッシュ原料とを混合してフ
ライアッシュ含有材料を得た後、水を添加して成形し、
その後１７０℃で飽和蒸気圧下でオートクレーブ養生
し、嵩密度が0.６ｇ／ｃｍ3 以上で剪断応力が２００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 以上のフライアッシュ含有オートクレーブ
養生成形品を得るので、建材として有効な嵩密度が低い
にもからわらず強度が高い成形体を製造することができ
る。
【００８８】［請求項１４］の発明によれば、請求項１
２又は１３において、上記成形方法が、フライアッシュ
含有材料に沈降防止材と増粘剤とを混合したスラリを鋳
込む鋳込み成形であるので、強度の高い建材を簡易に製
造することができる。
【００８９】［請求項１５］の発明によれば、請求項１
２又は１３において、上記成形方法が、内部に独立気孔
又は連続気孔を有する成形であるので、断熱性及び吸音
性が向上し、しかも強度の高い建材を簡易に製造するこ
とができる。
【００９０】［請求項１６］の発明によれば、請求項１
２又は１３において、上記成形方法が、沈降防止材と樹
脂とを混合した押出成形であるので、嵩密度が低く強度
の高い建材を簡易に製造することができる。
【００９１】［請求項１７］の発明によれば、請求項１
２又は１３において、上記成形方法が、プレス成形であ
るので、強度の高い煉瓦，タイル等を簡易に製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品（吸音材）の製造手順のフロー図である。
【図２】本発明によるフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品（断熱材）の製造手順のフロー図である。
【図３】本発明によるフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品（煉瓦）の製造手順のフロー図である。
【図４】本発明によるフライアッシュ含有オートクレー
ブ養生成形品（遮音材）の製造手順のフロー図である。
【図５】吸音材の製造に使用する鋳型の概略構成図であ
る。
【図６】実施例と比較例の嵩密度と最大剪断応力との関
係を示す図である。
【図７】オートクレーブ養生成形体のＸ線回折図であ
る。
【符号の説明】
１００ 鋳型 １０１ 型部 １０２ 細孔 １０３ 空気導入口 １０４ 空気 １０５ 成形体 １０６ 連続細孔 １０ フライアッシュ １１ セメント １２ 水 １３ スラリー化 １４ 混合 １５ フライアッシュ含有材料 １６ 増粘剤 １７ 樹脂材料 １８ 繊維 １９ 攪拌 ２０ スラリー鋳込み成形 ２１ オートクレーブ養生 ２２ 吸音板 ２３ 沈降防止剤 ２４ 界面活性剤 ２５ 発砲剤 ２６ 断熱材 ２７ プレス成形 ２８ タイル，煉瓦 ２９ 混練 ３０ 押出し成形 ３１ 遮音材
───────────────────────────────────────────────────── 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 38/02 Ｃ０４Ｂ 38/02 Ｅ 40/02 40/02 (Ｃ０４Ｂ 28/18 //(Ｃ０４Ｂ 28/18 24:38 Ａ 24:38 16:02 Ｚ 16:02 16:06） Ｂ 16:06） 111:40 111:40 Ｂ２８Ｂ 11/00 Ａ (72)発明者 橋本 彰 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 4G012 PA22 PA24 PB02 PB31 PB40 PC02 PC08 PE03 PE06 RA03 RA05 4G019 HA01 HC02 4G054 AA01 BD01 4G055 AA03 AB01 AB03 AC01 BA04 BA42

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セメント原料とフライアッシュ原料とを
    配合してなり、水を添加した後に成形し、１００℃以上
    のオートクレーブ養生をしてなるフライアッシュ含有オ
    ートクレーブ養生成形品であって、 セメント原料が２０重量％以上４０重量％以下であり、
    フライアッシュ原料が８０重量％未満６０重量％以上で
    あることを特徴とするフライアッシュ含有オートクレー
    ブ養生成形品。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 上記オートクレーブ養生が１７０〜１８０℃で飽和蒸気
    圧下で行うことを特徴とするフライアッシュ含有オート
    クレーブ養生成形品。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 上記フライアッシュが、火力発電所から発生する発生フ
    ライアッシュであることを特徴とするフライアッシュ含
    有オートクレーブ養生成形品。
  4. 【請求項４】 請求項３において、 上記火力発電所から発生する発生フライアッシュの未燃
    焼成分が２％以下であることを特徴とするフライアッシ
    ュ含有オートクレーブ養生成形品。
  5. 【請求項５】 請求項４において、 上記発生フライアッシュが分級されたフライアッシュを
    配合してなることを特徴とするフライアッシュ含有オー
    トクレーブ養生成形品。
  6. 【請求項６】 請求項４において、 上記発生フライアッシュが粉砕されたフライアッシュを
    配合してなることを特徴とするフライアッシュ含有オー
    トクレーブ養生成形品。
  7. 【請求項７】 請求項５において、 上記発生フライアッシュが数〜数１００μｍであり、フ
    ライアッシュ分級粉が数〜１００μｍであることを特徴
    とするフライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品。
  8. 【請求項８】 請求項６において、 上記粉砕フライアッシュ粉が0.５〜１０μｍであること
    を特徴とするフライアッシュ含有オートクレーブ養生成
    形品。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項におい
    て、 嵩密度が0.６ｇ／ｃｍ3 以上で剪断応力が２００ｋｇｆ
    ／ｃｍ2 以上であることを特徴とするフライアッシュ含
    有オートクレーブ養生成形品。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれか１項におい
    て、 フライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品が多孔質
    吸音材、多孔質断熱材、押出成形材又はタイルのいずれ
    かであることを特徴とするフライアッシュ含有オートク
    レーブ養生成形品。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、 上記押出成形材が嵩密度が1.4 ｇ／ｃｍ3 以上で剪断応
    力が２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であることを特徴とする
    フライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品。
  12. 【請求項１２】 ２０重量％以上４０重量％以下のセメ
    ント原料と、８０重量％未満６０重量％以上のフライア
    ッシュ原料とを混合してフライアッシュ含有材料を得た
    後、 水を添加して成形し、 その後オートクレーブ養生し、 フライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品を得るこ
    とを特徴とするフライアッシュ含有オートクレーブ養生
    成形品の製造方法。
  13. 【請求項１３】 ２０重量％以上４０重量％以下のセメ
    ント原料と、８０重量％未満６０重量％以上のフライア
    ッシュ原料とを混合してフライアッシュ含有材料を得た
    後、 水を添加して成形し、 その後１７０℃で飽和蒸気圧下でオートクレーブ養生
    し、 嵩密度が0.６ｇ／ｃｍ3 以上で剪断応力が２００ｋｇｆ
    ／ｃｍ2 以上のフライアッシュ含有オートクレーブ養生
    成形品を得ることを特徴とするフライアッシュ含有オー
    トクレーブ養生成形品の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１２又は１３において、 上記成形方法が、フライアッシュ含有材料に沈降防止材
    と増粘剤とを混合したスラリを鋳込む鋳込み成形である
    ことを特徴とするフライアッシュ含有オートクレーブ養
    生成形品の製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１２又は１３において、 上記成形方法が、内部に独立気孔又は連続気孔を有する
    成形であることを特徴とするフライアッシュ含有オート
    クレーブ養生成形品の製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１２又は１３において、 上記成形方法が、沈降防止材と樹脂とを混合した押出成
    形であることを特徴とするフライアッシュ含有オートク
    レーブ養生成形品の製造方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１２又は１３において、 上記成形方法が、プレス成形であることを特徴とするフ
    ライアッシュ含有オートクレーブ養生成形品の製造方
    法。
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