JP2016132586A - 発泡性焼成体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】シラスに発泡剤とその発泡剤の発泡を促進させる性質のある添加剤を使用して発泡性焼成体を得ることで、シラスの有効利用を図る。【解決手段】シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中から少なくともいずれかを添加し、さらに（ｄ）発泡剤を添加した混合物を得て、該混合物を１０００〜１２００℃という低い焼成温度で焼成して軽量で圧壊強度が高い発泡性焼成体とする。【選択図】図１
Description
本発明は、シラス、下水汚泥焼却灰及び石炭灰を使用して発泡性焼成体とする技術に関するものである。
シラス（南九州に大量に存在する火砕流堆積物の総称で、鉱物としての火山ガラスを約６０％含有する。以下、本明細書では「シラス」という。）は鹿児島県本土において、その約５０％を厚さ１０〜２００メートルで覆っており、その平均厚を５０ｍとすると埋蔵量は約７５０億ｍ3と無尽蔵である。その特徴は、水はけが良すぎて土壌の保水性の確保や肥沃化が簡単でないことなどから限られた農作物の栽培にしか適さず、梅雨時や豪雨が発生した際には崖崩れや土砂崩れが発生しやすく、大きな土砂災害を引き起こすこともある。
大量にあるシラスの利用や活用の研究は昭和２０年代から始まり、現在では日常生活用品の原料や緑化基盤材、建築材料など多用途に使用されているものの、そのシラスの膨大な埋蔵量やインフラ整備の施行時に発生するシラスの処分量及び自然災害等に対する事前の災害防止対策の計画や実際に災害が発生した場合の復旧に係るシラスの除去・処分量から見れば、その利用や活用されている量は、決して満足できるような状況ではなく、今後のさらなる利用・活用分野の拡大や開拓が強く期待されているという特徴をもつ天然資源である。
昭和４１年１０月の「材料」第１５巻第１５７号の論文：「シラスを原料とする人工軽量骨材について」における記載では、『シラスは溶融および発泡温度が比較的低く、焼成時間が短くてすむこと、均質な原料が容易にかつ豊富に得られることから、安価な人工軽量骨材が得られると考え試作した（以下この人工軽量骨材を、原料の成因にちなみ、「カルデライト」と仮称する）。カルデライトは必ずしも充分満足するものではなく、製法についてさらに研究を要すると思われる。しかし、火山灰を原料とする人工軽量骨材は、ほとんどその例を見ないので、ここにカルデライトの実用性を確かめるために行った基礎実験結果を報告する。』とあり、そこにおいてはカルデライト砂（細骨材に相当）とカルデライト砂利（粗骨材に相当）に使用する『原料のシラスは、カルデライト砂の製造には５ｍｍ以下、カルデライト砂利の製造には２．５ｍｍ以下のものを使用した。』と記載されており、さらにこの論文に記載されている篩分けの結果表より５ｍｍの篩を通過して２．５ｍｍの篩を通過するシラスは９０％以上、０．１５ｍｍの篩を通過するシラスは３０％以上となっている。
また、近年の九州地方でのコンクリート製造で使用される細骨材の枯渇状況に鑑み最近では、特に建築・土木分野において単品で大量に利用・活用が期待できるコンクリート用細骨材の代替資材として使用することの研究が進められており、この研究において使用しているシラスは、『５ｍｍの篩でふるい、細骨材として調整したシラスであり、粒径は０．１５ｍｍ〜０.０７５ｍｍの粒径のものが全体の２０〜４０％含まれており、さらに０.０７５ｍｍ以下の粒径のものも１０〜３０％含まれている。（「コンクリート用細骨材のシラスの諸物性」 コンクリート工学年次論文集，Vol.２８，Ｎｏ．１，２００６）』と記載されており、これらの論文の記載によればシラス全体量に対し、粒径２．５ｍｍ以下や０.１５ｍｍ以下の微細・微少なシラスが自然な状態で大量に存在していることも大きな特徴の一つである。
下水処理場で発生する下水汚泥は、汚泥処理施設における処理工程で脱水汚泥となり、最終的にその脱水汚泥を減容化する目的で焼却炉により焼却して灰（以下、下水汚泥焼却灰という。）にしているが、その下水汚泥焼却灰は、その大部分が資源化されずに埋立て条件を満たすように処理した後に埋立て処分されている。しかし、限りある埋立て処分場の延命化を図るため、産業廃棄物である下水汚泥焼却灰の資源化の促進が喫緊の要請課題であり、その課題の早急な解決が下水汚泥焼却灰を必須材料として成される場合には、産業廃棄物の資源化分野におけるイノベーションとなるものである。
また、ゴミ焼却灰はその発生量が膨大であり、溶融スラグ化して道路路盤材等として資源化している。このような積極的なゴミ焼却灰の資源化とその使用によって埋立て処分場の延命化を図っているが、それでも溶融スラグ化の際にも溶融飛灰が発生するので、その資源化の研究開発も急がれている。
同様に産業廃棄物である石炭灰は、火力発電プラント等から大量に排出されてセメントの原料などに資源化されているが、それでも大量に埋立て処分もされているため、石炭灰を大量にかつ安定的に利用できる分野の開拓や有効利用技術への積極的な取り組みが求められている。
さらに、亜鉛、銅、マンガンなどを含む工場廃液などは、それらの成分を除外施設等により排除基準を満たす水質になるまで、前記金属成分の含有量を減らして公共下水道等に排出され、処理後に残った亜鉛、銅、マンガンを含む濃縮廃液やドロス及びスラッジは専門処理業者に引き渡されて処分されているが、これら濃縮廃液やスラッジ等に含まれる金属の利用・活用が求められている。
その他の廃棄物おいては、製鉄所における高炉ダスト・転炉ダスト・電気炉ダストには亜鉛メッキが施されたスクラップを原料としているため、高濃度の亜鉛を含むダストが廃棄物として排出され、これについても有効利用が求められている。
また、使用済みのマンガン乾電池やアルカリ乾電池は、そのほとんどが一般廃棄物として自治体によって回収され、分別処理等がされている。そのうち自治体で分別されたものは、民間の資源化施設で乾電池に含まれる亜鉛やマンガン及び鉄などに再資源化する処理がされている。
しかし、民間の資源化施設（野村興産（株）、東邦亜鉛（株）など）は、国内に数か所ある程度で所在地（北海道北見市、群馬県安中市など）も遠方であるため、使用済みのマンガン乾電池やアルカリ乾電池の処理に伴う運搬費等の問題がある。そして、その他の分別されていない乾電池は、自治体によって不燃ごみや焼却後の焼却灰として埋立処分されている。このような現状に鑑み、資源を有効に活用するための合理的な処理方法等の研究が継続して進められている。
シラスを大量に使用できる資源化への有効利用方法としては、例えば、抗火石、シラス、流紋岩のような火山ガラス鉱物を平均粒径１０μｍ以下に粉砕し、これに発泡剤を加えて緻密な組織に造粒し、焼成する高強度コンクリート用軽量骨材の製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、下水汚泥焼却灰や石炭灰の有効利用方法としては、例えば、下水汚泥焼却灰及び石炭灰を主材原料として、両者の配合調整及び発泡剤の添加により発泡状態を制御し、骨材同士の融着を低減させて、吸水率が１０％以下の低吸水率で且つ内部組織が強度的に優れた多孔構造であり、比重が１．５以下である軽量骨材を製造する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
また、無機質充填材とバインダーとしての有機系材料に、発泡剤などの添加剤を配合したものを加熱発泡させて得られる難燃性または不燃性の発泡体を主体としたブロックを、柱、梁、床、壁、天井、屋根などの建造物の主たる構造材料として連結又は積層してなる超軽量建造物の発明が特許文献３に開示されている。
前記特許文献１記載の軽量骨材を得る方法は、抗火石、シラス、流紋岩のような火山ガラス鉱物を平均粒径１０μｍ以下に粉砕し、造粒して、焼成する高強度コンクリート用軽量骨材の製造方法であるが、原料の火山ガラス鉱物を平均粒径１０μｍ以下に粉砕することが必要不可欠な製造工程となっている。
前記特許文献２には軽量骨材を得る方法として、石炭灰を主成分とし、下水汚泥焼却灰を２〜３０重量％、炭化珪素などの発泡剤を１０重量％加えてなる混合物をロータリーキルン内で１２００〜１３００℃の温度で焼成する方法が開示されている。この特許文献２記載の製法で得られた軽量骨材の圧壊強度は、発泡剤を含む場合には比重１．３５〜０．９２で１１６〜５０ｋｇｆ、発泡剤を含まない場合は比重１．２８、０．８９でそれぞれ１１１ｋｇｆ、８３ｋｇｆ以下であり、圧壊強度がそれほど高くない。
また、前記特許文献３記載の超軽量建造物は、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムなどの無機質充填材５０〜９５重量部にバインダーとして有機系の高分子などを５〜５０重量部加えた混合物を加熱して得られるものであり、合成樹脂をバインダーとして使用していることから、その加熱温度は無機質充填材の焼成温度には程遠い低温のもとで行われたものと推測され、比重が０．０６〜０．１５ｇ／ｃｍ3、圧縮強度が０．１０Ｎ／ｍｍ2程度と本発明が目標とする高強度の軽量（発泡性）焼成構造体とは物性が大きくかけ離れている。
本発明の課題は、シラスを用いて軽量で圧壊強度の高い発泡性焼成体を得ることである。
本発明者は、上記の特徴を持つシラスを積極的に利用・活用することや下水汚泥焼却灰及び石炭灰の産業廃棄物が大量に資源化されていない状況を解決するために鋭意研究した結果、一つの例であるが、シラスに銅、マンガン、亜鉛の一種以上の金属物質に発泡剤を混合し又は、シラスに銅、マンガン、亜鉛の一種以上の金属物質を含む下水汚泥焼却灰及び石炭灰並びに発泡剤を混合したものを粒状や平板状などに成形を行って乾燥後、それを焼成することにより焼成体を得るものであるが、その際に使用する発泡剤の発泡促進の効果を低い焼成温度で発現することができ、かつ軽量（比重の小さい）で圧壊強度が高く多孔質である発泡性焼成体が出来ることを見出し、本発明を完成させたものである。
請求項１記載の発明は、シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかを添加し、さらに（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする発泡性焼成体である。
請求項２記載の発明は、シラスに（ａ）石炭灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項３記載の発明は、シラスに（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかと（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項３記載の発明は、シラスに（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかと（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項４記載の発明は、シラスに（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項５記載の発明は、シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項５記載の発明は、シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項６記載の発明は、シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかと（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体である。
請求項７記載の発明は、請求項１記載のシラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかを添加し、さらに（ｄ）発泡剤を添加した混合物を得て、該混合物を焼成することを特徴とする発泡性焼成体の製造方法である。
請求項８記載の発明は、前記該混合物の焼成温度を１０００〜１２００℃とすることを特徴とする請求項７記載の発泡性焼成体の製造方法である。
なお、銅、マンガン又は亜鉛の金属成分又はこれらの金属酸化物の少なくとも一種以上の成分を含む工場廃液などは、それらの成分を除外施設等により排除基準を満たす水質になるまで、上記金属成分の含有量を減らしながらも排水設備から公共下水道に排出される。従って、これら工場廃液を含む下水は汚泥処理施設における処理工程で脱水汚泥にするが、その脱水汚泥には、亜鉛、銅又はマンガンの金属成分が含まれている。
なお、銅、マンガン又は亜鉛の金属成分又はこれらの金属酸化物の少なくとも一種以上の成分を含む工場廃液などは、それらの成分を除外施設等により排除基準を満たす水質になるまで、上記金属成分の含有量を減らしながらも排水設備から公共下水道に排出される。従って、これら工場廃液を含む下水は汚泥処理施設における処理工程で脱水汚泥にするが、その脱水汚泥には、亜鉛、銅又はマンガンの金属成分が含まれている。
最終的にその脱水汚泥を減容化する目的で高温焼却炉により焼却して灰にし、発生した灰を集塵機で捕集している。このようにして得られた下水汚泥焼却灰又はごみ焼却灰（それぞれの溶融飛灰も含む）の化学組成分析の結果として銅、マンガン又は亜鉛の金属成分又はこれらの金属酸化物の少なくとも一種以上の成分を含む下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰も、本発明の焼成によって発泡剤の発泡を促進させる性質のある物質に包含されるものとする。そして、このような性質のある物質を本明細書では、「下水汚泥焼却灰」ということにする。
また、本発明では発泡剤（酸化反応や熱分解によりガスが発生する物質）として炭化珪素（ＳｉＣ）を用いるが、その他の発泡剤である、窒化珪素（Ｓi３Ｎ４）窒化アルミニウム（ＡｌＮ）炭酸カルシウム（ＣaＣo３）などを用いることもできる。
そして、本発明で用いるシラスに銅、マンガン又は亜鉛の金属成分又はこれらの金属酸化物の中の少なくとも一種以上の金属成分を配合することによって焼成体の発泡を促進させる性質があること、それと同時にそのシラスが適宜配合されることにより、目的の発泡性焼成体を低い焼成温度で焼成物とすることができ、かつその焼成物が軽量で圧壊強度の高い発泡性焼成体として得られることを本発明者は見出した。
請求項１〜請求項６記載の発明によれば、焼成によって発泡剤の発泡を促進させる性質のある材料若しくは当該材料を含む下水汚泥焼却灰と焼成温度の低減に効果のあるシラス、さらには石炭灰を使用して、軽量（比重の小さい）で圧壊強度が高い発泡性焼成体を低い焼成温度で得ることである。
請求項７と請求項８記載の発明によれば、請求項１〜請求項６に記載の混合物を成形した後に、例えば、１０００〜１２００℃で焼成することで、環境庁告示第４６号「土壌環境基準」（平成３年８月２３日告示）の重金属や有害物質の溶出抑制効果が得られる。
本発明の実施について以下に説明する。
本発明で使用するシラスの粒径は、篩５ｍｍを通過したものを使用し、作製する成形物の形状や寸法及び焼成の結果、目的とする保水性、透水性、比重、強度、遮音性等の物性を得るために、必要に応じて適宜に粒径を使い分けることができる。
本発明で使用するシラスの粒径は、篩５ｍｍを通過したものを使用し、作製する成形物の形状や寸法及び焼成の結果、目的とする保水性、透水性、比重、強度、遮音性等の物性を得るために、必要に応じて適宜に粒径を使い分けることができる。
なお、本発明で行った実施例、比較例で使用したシラスは、清新産業(株)の製品で粒径１５０μm以下のものを使用した。シラスが含有する成分の化学組成を、表Ａに示す。
また、下水汚泥焼却灰の成分は次の通りである。
都内２３区に所在する５か所の焼却施設にある１７基の焼却炉から採取した焼却灰の分析項目（主要成分）ごとの最小値から最大値を表Ｂに示す。
都内２３区に所在する５か所の焼却施設にある１７基の焼却炉から採取した焼却灰の分析項目（主要成分）ごとの最小値から最大値を表Ｂに示す。
都内２３区に所在する５か所の焼却施設にある１２基の焼却炉から採取した焼却灰の分析項目（微量成分）ごとの最小値から最大値の表を表Ｃに示す。
都内２３区に所在する５焼却施設と１２焼却炉から採取した焼却灰の微量成分である（Ｃｒ＋Ｃｕ＋Ｚｕ＋Ｍｎ）の合計の最小値から最大値の範囲は以下の通りである。
（微量成分）
分析項目：Ｃｒ＋Ｃｕ＋Ｚｕ＋Ｍｎ
最小値〜最大値：４，３３０〜１０，５００ｍｇ／Ｋｇ
下水汚泥焼却灰の粒径は、粒径の範囲が１．０μｍ〜４５０μｍで、粒径１5０μｍ以下の粒径の重量累計が８０％以上である。
（微量成分）
分析項目：Ｃｒ＋Ｃｕ＋Ｚｕ＋Ｍｎ
最小値〜最大値：４，３３０〜１０，５００ｍｇ／Ｋｇ
下水汚泥焼却灰の粒径は、粒径の範囲が１．０μｍ〜４５０μｍで、粒径１5０μｍ以下の粒径の重量累計が８０％以上である。
石炭灰は株式会社テクノ中部の碧南事業部から入手した。石炭灰の規格は出荷ＪＩＳII種で、その石炭灰の成分試験値を表Ｄに示す。
以下に、実施例と比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではなく、一例であり適宜変えることができる。また、上述した説明と下記の開示から容易に想到できる様々な態様は、本発明の範囲に包含される。
また、本発明で使用する酸化銅、酸化マンガン、酸化亜鉛はそれぞれ市販品を用いた。
また、本発明で使用する酸化銅、酸化マンガン、酸化亜鉛はそれぞれ市販品を用いた。
［実施例１］〜［実施例４］、［比較例１］
シラスを主材としてシラス（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．１％）した場合（比較例１）、シラス（１００重量部）に発泡剤（主材に対して外割で０．１％）と酸化銅（実施例１）、酸化マンガン（実施例２）、酸化亜鉛（実施例３）のうち１種類（主材に対して外割で０．５％）をそれぞれ配合した場合、シラス（１００重量部）に発泡剤（主材に対して外割で０．１％）と酸化銅（主材に対して外割で０．２％）、酸化マンガン（主材に対して外割で０．２％）、酸化亜鉛（主材に対して外割で０．３％）の３種類を配合した場合（実施例４）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形する目的の配合表を表１に示す。
シラスを主材としてシラス（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．１％）した場合（比較例１）、シラス（１００重量部）に発泡剤（主材に対して外割で０．１％）と酸化銅（実施例１）、酸化マンガン（実施例２）、酸化亜鉛（実施例３）のうち１種類（主材に対して外割で０．５％）をそれぞれ配合した場合、シラス（１００重量部）に発泡剤（主材に対して外割で０．１％）と酸化銅（主材に対して外割で０．２％）、酸化マンガン（主材に対して外割で０．２％）、酸化亜鉛（主材に対して外割で０．３％）の３種類を配合した場合（実施例４）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形する目的の配合表を表１に示す。
なお、上記の結合剤とは、各種材料を混練成形した後に、乾燥して焼成の炙りに入るまでの一連の製造工程の間で、成形品のハンドリング作業中における破損を防止する目的で混練前の材料に添加するものであり、例えば澱粉のり、廃糖蜜、メチルセルローズ、カルボキシルメチルセルローズ、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、デキストリン、パルプ廃液等の有機質材料のほかに、ベントナイト、珪酸ソーダ、珪酸カリ、燐酸アルミニュウム等の無機質材料等が使用される。
表１の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を示すグラフを図１に示す。
なお、本発明では試料の焼成は酸化焼成（超高速昇温電気炉、モトヤマ製：ＳＨ-２０３５Ｄ）の方法で行ったが、この焼成方法に特定されるものではない。
なお、本発明では試料の焼成は酸化焼成（超高速昇温電気炉、モトヤマ製：ＳＨ-２０３５Ｄ）の方法で行ったが、この焼成方法に特定されるものではない。
また、焼成電気炉の焼成温度パターンについては、特定されるものではないが次のように実施した。（ａ）常温から１０００℃までを１２０分で昇温し、（ｂ）目標の各焼成最高温度である、１１００℃から１２２０℃までは、３５分から１００分かけて昇温した。その後、（ｃ）各焼成最高温度の保持時間を３０分間行ってから、自然徐冷により焼成物を得た。
比較例１は、他の配合の焼成による比重の試験結果との比較の基準とする目的で行った配合である。焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、２．０２３９から０．８１７７と小さくなった。
実施例１は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．８２０１から０．８１３９と小さくなった。
実施例２は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．９５６９から０．８２２５と小さくなった。
実施例２は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．９５６９から０．８２２５と小さくなった。
実施例３は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、２．０５３７から０．７９３２と小さくなった。
実施例４は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５５９０から０．７６３３と小さくなった。
実施例４は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５５９０から０．７６３３と小さくなった。
以上の焼成物の試験結果（以下、「焼成結果」という。）より、シラスに発泡剤のみを添加した比較例１の焼成温度と比重の試験結果との関係を表２に示す。
表２から、実施例１から実施例４のすべての焼成温度と比重の試験結果との関係と比較した場合、比較例１より概ねすべての焼成温度において比重が小さいものとなった。 よって、表１の配合表では比較例の焼成体の発泡より実施例の配合のように銅、マンガン、亜鉛の一種以上を配合することによって、焼成体の発泡が促進した結果となった。
［実施例５］〜［実施例８］、［比較例２］
シラスを主材としてシラス（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（比較例２）、発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（実施例５）、酸化マンガン（実施例６）、酸化亜鉛（実施例７）のうち１種類（主材に対して外割で０．５％）をそれぞれ配合した場合、及び発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（主材に対して外割で０．２％）、酸化マンガン（主材に対して外割で０．２％）、酸化亜鉛（主材に対して外割で０．３％）の３種類を配合した場合（実施例８）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形する目的の配合表を表３に示す。この表３の配合と表１の配合との違いは、配合で使用する発泡剤の添加量を主材に対して外割で０．１％を同０．２％に増やしたものである。
シラスを主材としてシラス（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（比較例２）、発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（実施例５）、酸化マンガン（実施例６）、酸化亜鉛（実施例７）のうち１種類（主材に対して外割で０．５％）をそれぞれ配合した場合、及び発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（主材に対して外割で０．２％）、酸化マンガン（主材に対して外割で０．２％）、酸化亜鉛（主材に対して外割で０．３％）の３種類を配合した場合（実施例８）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形する目的の配合表を表３に示す。この表３の配合と表１の配合との違いは、配合で使用する発泡剤の添加量を主材に対して外割で０．１％を同０．２％に増やしたものである。
表３の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を示すグラフを図２に示す。
比較例２は、他の配合の焼成による比重の試験結果との比較の基準とする目的で行った配合である。焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７８０９から０．４９２４と小さくなった。
比較例２は、他の配合の焼成による比重の試験結果との比較の基準とする目的で行った配合である。焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７８０９から０．４９２４と小さくなった。
実施例５は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４９１４から０．４９７４と小さくなった。
実施例６は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４６５０から０．４８０５と小さくなった。
実施例６は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４６５０から０．４８０５と小さくなった。
実施例７は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５９３３から０．４８８０と小さくなった。
実施例８は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３３６０から０．４７３０と小さくなった。
実施例８は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３３６０から０．４７３０と小さくなった。
以上の焼成結果より、表４に示すように発泡剤のみを添加した比較例２の焼成温度と比重の試験結果との関係は、実施例５〜実施例８のすべての焼成温度と比重の試験結果との関係とを比較した場合、比較例２より概ねすべての焼成温度において比重が小さいものとなった。
このように、比較例２の焼成体の発泡より実施例５〜実施例８の配合のように銅、マンガン、亜鉛の一種以上を配合することによって、焼成体の発泡が促進した結果となった。
［実施例９］、［比較例３］、［比較例４］
シラスを主材としてシラスのみの場合（比較例３）とシラス（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．１％）した場合（比較例４）及びシラス（８０重量部）と下水汚泥焼却灰（２０重量部）の主材に発泡剤（主材に対して外割で０．１％）を添加した場合（実施例９）にそれぞれに結合剤と水を加えて造粒物（各試料８個分の配合）を成形する目的の配合表を表５に示す。
シラスを主材としてシラスのみの場合（比較例３）とシラス（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．１％）した場合（比較例４）及びシラス（８０重量部）と下水汚泥焼却灰（２０重量部）の主材に発泡剤（主材に対して外割で０．１％）を添加した場合（実施例９）にそれぞれに結合剤と水を加えて造粒物（各試料８個分の配合）を成形する目的の配合表を表５に示す。
表５の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を表６と図３のグラフに示す。
比較例３と比較例４の配合は、実施例９の配合の焼成による比重の試験結果と比較の基準とする目的で行った配合である。
比較例３は焼成温度１１２０℃から１１９０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、２．１７４５から２．０９２９と若干であるが小さくなった。
比較例３は焼成温度１１２０℃から１１９０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、２．１７４５から２．０９２９と若干であるが小さくなった。
比較例４は、焼成温度１１２０℃から１１８０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５４７０から０．９７１３と小さくなったが、１１９０℃の焼成温度では１．０６２８と１１８０℃での焼成の場合より大きくなった。
実施例９は、焼成温度１１２０℃から１１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、０．９１３６から０．８００６と小さくなり１１５０℃から１１９０℃の昇温過程では０．７９０９から０．７６９９と狭い範囲の中でのそれぞれの比重数値であった。
以上の焼成結果より、発泡剤を配合しなかった比較例３は、昇温過程での比重変化は僅かに小さくなった。発泡剤を配合した比較例４については、昇温過程での比重変化より発泡剤を添加した効果が発現したことが比較例３との比較により分かった。さらに実施例９はシラスと下水汚泥焼却灰を主剤として、それに発泡剤を配合したものであるが、比較例４の焼成温度と比重の試験結果より、実施例９の焼成温度と比重の試験結果が、すべての焼成温度において比重が小さいものとなった。
このように、配合表５と図３の焼成結果から、シラスと下水汚泥焼却灰を主材として、これらを適宜にそれぞれ配合することにより、低い焼成温度で、発泡剤を添加した焼成体の発泡が促進する結果となることが確認できた。
［実施例１０］〜［実施例１４］
主材を下水汚泥焼却灰：シラスの配合比率として、（９〜５）：（１〜５）で配合した実施例１０〜実施例１４に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）し、それぞれに結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形した。表７に配合結果を示す。
主材を下水汚泥焼却灰：シラスの配合比率として、（９〜５）：（１〜５）で配合した実施例１０〜実施例１４に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）し、それぞれに結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形した。表７に配合結果を示す。
また、表７の配合で得られた焼成物（焼成温度１１００℃のみ）の各実施例と比重の試験結果との関係を表８と図４のグラフに示す。
実施例１０は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで９：１の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．３１６１である。
実施例１１は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで８：２の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．４８８５である。
実施例１１は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで８：２の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．４８８５である。
実施例１２は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで７：３の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．６８４４である。
実施例１３は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで６：４の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．７９７９である。
実施例１３は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで６：４の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．７９７９である。
実施例１４は、主材を下水汚泥焼却灰：シラスで５：５の配合により得た試料を焼成温度１１００℃で焼成したもので、その焼成体の比重は、０．８９４２である。
よって、配合表７の各実施例の焼成結果から、シラスと下水汚泥焼却灰を主材としてこれらを適宜にそれぞれ配合することにより、低い焼成温度で、発泡剤を添加した焼成体の発泡が促進する結果となったことが確認できた。
よって、配合表７の各実施例の焼成結果から、シラスと下水汚泥焼却灰を主材としてこれらを適宜にそれぞれ配合することにより、低い焼成温度で、発泡剤を添加した焼成体の発泡が促進する結果となったことが確認できた。
［比較例５］〜［比較例７］
石炭灰を主材として石炭灰（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（比較例５）、石炭灰（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．５％）した場合（比較例６）及び石炭灰（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で１．０％）した場合（比較例 ７）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各配合９個分）を成形した。表９に配合結果を示す。
石炭灰を主材として石炭灰（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（比較例５）、石炭灰（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．５％）した場合（比較例６）及び石炭灰（１００重量部）に発泡剤を添加（主材に対して外割で１．０％）した場合（比較例 ７）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各配合９個分）を成形した。表９に配合結果を示す。
表９の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を示すグラフを図５に示す。比較例５〜比較例７は、石炭灰に対して配合する発泡剤の添加割合をそれぞれ変化させて、それらの焼成による焼成体の比重の変化を比較した。表１０に焼成温度と焼成後の比重の関係を示し、それをグラフ化した図を図５に示す。
比較例５は焼成温度１２００℃から１２２０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．９２１６から１．７３０１と少しであるが小さくなった。
比較例６は、焼成温度１２００℃から１２２０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．９０４２から１．６６７０と小さくなった。
比較例６は、焼成温度１２００℃から１２２０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．９０４２から１．６６７０と小さくなった。
比較例７は、焼成温度１１９０℃から１２２０℃の昇温過程において、１．８４６６から１．３４７７と小さくなった。
以上の結果から、各比較例５〜７のように配合する発泡剤の添加量を増やすことにより発泡を促進することが確認できた。しかし、焼成温度が１２００℃を超えなければ比重の低下に顕著な効果が表れないことも確認できた。
以上の結果から、各比較例５〜７のように配合する発泡剤の添加量を増やすことにより発泡を促進することが確認できた。しかし、焼成温度が１２００℃を超えなければ比重の低下に顕著な効果が表れないことも確認できた。
［実施例１５］〜［実施例１９］
主材を石炭灰：シラスの比率として、（９〜５）：（１〜５）の配合率とした実施例１５〜実施例１９に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）し、それぞれに結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形した。表１１に配合結果を示す。
主材を石炭灰：シラスの比率として、（９〜５）：（１〜５）の配合率とした実施例１５〜実施例１９に発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）し、それぞれに結合剤と水を加えて造粒物（各試料６個分の配合）を成形した。表１１に配合結果を示す。
また、表１１の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果を表１２と図６のグラフに示す。
実施例１５は、主材とする石炭灰とシラスの配合比率を９：１とした試料を焼成した結果、焼成温度１２００℃において、その焼成体の比重は、１．６８６０である。
実施例１６は、主材とする石炭灰とシラスの配合比率を８：２とした試料を焼成した結果、焼成温度１１８０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．８７０１から１．４５３６と小さくなった。
実施例１６は、主材とする石炭灰とシラスの配合比率を８：２とした試料を焼成した結果、焼成温度１１８０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．８７０１から１．４５３６と小さくなった。
実施例１７は、主材とする石炭灰とシラスの配合比率を７：３とした試料を焼成した結果、焼成温度１１６０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５４４３から１．０８２６と小さくなった。
実施例１８は、主材とする石炭灰とシラスの配合比率を６：４とした試料を焼成した結果、焼成温度１１４０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．６９５１から０．７８４５と小さくなった。
実施例１９は、主材とする石炭灰とシラスの配合比率を５：５とした試料を焼成した結果、焼成温度１１４０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５８４７から０．６３４８と小さくなった。
以上の焼成結果より、配合表９の主材を石炭灰のみで行った配合の試料を焼成した焼成体と配合表１１のように主材を石炭灰とシラスを使用して適宜配合した実施例１５〜実施例１９の試料を焼成した焼成体の比重の試験結果との関係を比較した場合、配合表１１の焼成結果は、配合表９のそれより比重は小さく、しかもその差は大きくなった。このことから、配合表１１の主材にシラスを適宜配合することによって、焼成温度を低くして比重の小さい発泡性焼成体を得ることができる。
以下に記載する表１３、表１５、表１７、表１９は配合表であるが、その配合の特徴は主材を下水汚泥焼却灰とシラス及び石炭灰とし、下水汚泥焼却灰の配合割合を一定にしてシラスと石炭灰の配合を増減して、それに発泡剤と結合剤・水を加えた配合（試料６個分の配合）を表したものである。
［実施例２０］〜［実施例２４］
下水汚泥焼却灰（５重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（８５〜４５重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（８５重量部）の配合（実施例２０）、シラス（２０重量部）と石炭灰（７５重量部）の配合（実施例２１）、シラス（３０重量部）と石炭灰（６５重量部）の配合（実施例２２）、シラス（４０重量部）と石炭灰（５５重量部）の配合（実施例２３）、シラス（５０重量部）と石炭灰（４５重量部）の配合（実施例２４）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表１３とした。また表１３の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果を表１４と図７のグラフに示した。
下水汚泥焼却灰（５重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（８５〜４５重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（８５重量部）の配合（実施例２０）、シラス（２０重量部）と石炭灰（７５重量部）の配合（実施例２１）、シラス（３０重量部）と石炭灰（６５重量部）の配合（実施例２２）、シラス（４０重量部）と石炭灰（５５重量部）の配合（実施例２３）、シラス（５０重量部）と石炭灰（４５重量部）の配合（実施例２４）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表１３とした。また表１３の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果を表１４と図７のグラフに示した。
実施例２０は、焼成温度１１６０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７９８０から１．２６５１と小さくなった。
実施例２１は、焼成温度１１６０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４５２８から０．９３６５と小さくなった。
実施例２１は、焼成温度１１６０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４５２８から０．９３６５と小さくなった。
実施例２２は、焼成温度１１４０℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４５５５から０．６６１５と小さくなった。
実施例２３は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７７６１から０．５５２４と小さくなった。
実施例２３は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７７６１から０．５５２４と小さくなった。
実施例２４は、焼成温度１１００℃から１２００℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７５６８から０．５０９６と小さくなった。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例２０〜実施例２４の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた。これらの実施例について、シラスを多くした実施例の比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスを多く配合することによって 低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例２０〜実施例２４の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた。これらの実施例について、シラスを多くした実施例の比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスを多く配合することによって 低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
［実施例２５］〜［実施例２９］
下水汚泥焼却灰量（２０重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（７０〜３０重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（７０重量部）の配合（実施例２５）、シラス（２０重量部）と石炭灰（６０重量部）の配合（実施例２６）、シラス（３０重量部）と石炭灰（５０重量部）の配合（実施例２７）、シラス（４０重量部）と石炭灰（４０重量部）の配合（実施例２８）、シラス（５０重量部）と石炭灰（３０重量部）の配合（実施例２９）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表を表１５に示す。
下水汚泥焼却灰量（２０重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（７０〜３０重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（７０重量部）の配合（実施例２５）、シラス（２０重量部）と石炭灰（６０重量部）の配合（実施例２６）、シラス（３０重量部）と石炭灰（５０重量部）の配合（実施例２７）、シラス（４０重量部）と石炭灰（４０重量部）の配合（実施例２８）、シラス（５０重量部）と石炭灰（３０重量部）の配合（実施例２９）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表を表１５に示す。
表１５の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果の関係を表１６と図８のグラフを示す。
実施例２５は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．８４６６から０．７２８２と小さくなった。
実施例２６は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７４６５から０．６４３４と小さくなった。
実施例２６は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．７４６５から０．６４３４と小さくなった。
実施例２７は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．６０２９から０．６２５５と小さくなった。
実施例２８は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４９０６から０．６６０７と小さくなった。
実施例２８は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４９０６から０．６６０７と小さくなった。
実施例２９は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３７７５から０．６６３８と小さくなった。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた実施例について、シラスを多くした実施例の比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスを多く配合することによって低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた実施例について、シラスを多くした実施例の比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスを多く配合することによって低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
［実施例３０］〜［実施例３４］
下水汚泥焼却灰（３０重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（６０〜２０重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（６０重量部）の配合（実施例３０）、シラス（２０重量部）と石炭灰（５０重量部）の配合（実施例３１）、シラス（３０重量部）と石炭灰（４０重量部）の配合（実施例３２）、シラス（４０重量部）と石炭灰（３０重量部）の配合（実施例３３）、シラス（５０重量部）と石炭灰（２０重量部）の配合（実施例３４）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表を表１７に示す。
下水汚泥焼却灰（３０重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（６０〜２０重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（６０重量部）の配合（実施例３０）、シラス（２０重量部）と石炭灰（５０重量部）の配合（実施例３１）、シラス（３０重量部）と石炭灰（４０重量部）の配合（実施例３２）、シラス（４０重量部）と石炭灰（３０重量部）の配合（実施例３３）、シラス（５０重量部）と石炭灰（２０重量部）の配合（実施例３４）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表を表１７に示す。
表１７の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を表１８と図９のグラフに示す。
実施例３０は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．６８９１から０．５８７５と小さくなった。
実施例３１は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５５５７から０．５９７２と小さくなった。
実施例３１は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５５５７から０．５９７２と小さくなった。
実施例３２は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３９９３から０．６２３９と小さくなった。
実施例３３は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３１７０から０．６５７８と小さくなった。
実施例３３は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３１７０から０．６５７８と小さくなった。
実施例３４は、焼成温度１１００℃から１１６０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．２２９０から０．６７１５と小さくなった。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例３０〜３４の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた実施例３０〜３４について、それぞれシラスの配合量を順次多くすると、実施例３０〜３４毎に順次比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスの配合量を順次多くすることによって、実施例３０〜３４毎に順次低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例３０〜３４の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた実施例３０〜３４について、それぞれシラスの配合量を順次多くすると、実施例３０〜３４毎に順次比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスの配合量を順次多くすることによって、実施例３０〜３４毎に順次低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
［実施例３５］〜［実施例３９］
下水汚泥焼却灰（４０重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（５０〜１０重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（５０重量部）の配合（実施例３５）、シラス（２０重量部）と石炭灰（４０重量部）の配合（実施例３６）、シラス（３０重量部）と石炭灰（３０重量部）の配合（実施例３７）、シラス（４０重量部）と石炭灰（２０重量部）の配合（実施例３８）、シラス（５０重量部）と石炭灰（１０重量部）の配合（実施例３９）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表を表１９に示す。
下水汚泥焼却灰（４０重量部）を一定にして、シラス（１０〜５０重量部）及び石炭灰（５０〜１０重量部）を主材とし、これに発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）する配合において、シラス（１０重量部）と石炭灰（５０重量部）の配合（実施例３５）、シラス（２０重量部）と石炭灰（４０重量部）の配合（実施例３６）、シラス（３０重量部）と石炭灰（３０重量部）の配合（実施例３７）、シラス（４０重量部）と石炭灰（２０重量部）の配合（実施例３８）、シラス（５０重量部）と石炭灰（１０重量部）の配合（実施例３９）として、これに結合剤と水を加えて造粒物（各配合６個分）を成形する目的の配合表を表１９に示す。
表１９の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を表２０と図１０のグラフに示す。
実施例３５は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．５５７９から０．６１４９と小さくなった。
実施例３６は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４５８５から０．６５７３と小さくなった。
実施例３６は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４５８５から０．６５７３と小さくなった。
実施例３７は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．３２５４から０．６５１０と小さくなった。
実施例３８は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．２０３４から０．６３６９と小さくなった。
実施例３８は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．２０３４から０．６３６９と小さくなった。
実施例３９は、焼成温度１１００℃から１１４０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．０５４７から０．６４６３と小さくなった。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例３５〜３９の順にシラスの配合量を順次増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた場合に、シラスを順次多くした実施例ほど、比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスをより多く配合することによって、より低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして実施例３５〜３９の順にシラスの配合量を順次増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた場合に、シラスを順次多くした実施例ほど、比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスをより多く配合することによって、より低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
以上、配合表の表１３、表１５、表１７、表１９における試料の焼成による焼成体の焼成結果は、主材の下水汚泥焼却灰とシラス及び石炭灰について、下水汚泥焼却灰の配合割合を増加させながらも各表のとおりシラス及び石炭灰の合計した量を一定量にして各配合表の実施例２０〜２４、２５〜２９、３０〜３４、３５〜３９の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させて焼成すると、比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスを多く配合することによって、低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
そして、シラス及び石炭灰の合計した量を一定量にして下水汚泥焼却灰の配合量を配合表１３，１５，１７、１９に示した順に増加させた場合、例えば実施例２４，２９，３４，３９の焼成温度１１００℃の比重試験結果が１．７５６８から１．０５４７へと順次小さくなる。同様に例えば実施例２４，２９，３４，３９の焼成後の比重を表した表１４，１６，１８，２０におけるそれぞれ同じ焼成温度における比重試験結果を対比すると、比重が順次小さくなる傾向があり、また、より低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果を高める結果となることが確認できた。
［実施例４０］〜［実施例４４］
主材に下水汚泥焼却灰、シラス、石炭灰を使用し、その配合割合をそれぞれ一定にして、発泡剤のみを添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（実施例４０）、発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（実施例４１）、酸化マンガン（実施例４２）、酸化亜鉛（実施例４３）のうち１種類（０．０７ｇ）をそれぞれ配合した場合、及び発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（０．０２ｇ）、酸化マンガン（０．０２ｇ）、酸化亜鉛（０．０４ｇ）の３種類を配合した場合（実施例４４）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料９個分の配合）を成形する目的の配合表を表２１に示す。
主材に下水汚泥焼却灰、シラス、石炭灰を使用し、その配合割合をそれぞれ一定にして、発泡剤のみを添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（実施例４０）、発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（実施例４１）、酸化マンガン（実施例４２）、酸化亜鉛（実施例４３）のうち１種類（０．０７ｇ）をそれぞれ配合した場合、及び発泡剤（主材に対して外割で０．２％）と酸化銅（０．０２ｇ）、酸化マンガン（０．０２ｇ）、酸化亜鉛（０．０４ｇ）の３種類を配合した場合（実施例４４）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料９個分の配合）を成形する目的の配合表を表２１に示す。
表２１の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を表２２と図１１のグラフに示す。
実施例４０は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．４４５６から０．６８７６と小さくなった。
実施例４１は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．２８３９から０．６１１０と小さくなった。
実施例４１は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．２８３９から０．６１１０と小さくなった。
実施例４２は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．３２７５から０．７０２０と小さくなった。
実施例４３は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．３６９１から０．６４６０と小さくなった。
実施例４３は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．３６９１から０．６４６０と小さくなった。
実施例４４は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の焼温過程において、その焼成体の比重は、１．３２０７から０．６０２９と小さくなった。
以上の焼成結果より、発泡剤のみを添加した実施例４０の焼成温度と比重の試験結果との関係は、実施例４１から実施例４４のすべての焼成温度と比重の試験結果との関係とを比較した場合、実施例４０よりすべての焼成温度において比重が小さいものとなった。
以上の焼成結果より、発泡剤のみを添加した実施例４０の焼成温度と比重の試験結果との関係は、実施例４１から実施例４４のすべての焼成温度と比重の試験結果との関係とを比較した場合、実施例４０よりすべての焼成温度において比重が小さいものとなった。
よって、実施例４１から実施例４４の配合のように銅、マンガン、亜鉛成分の一種以上を配合することによって、焼成体の発泡が促進した結果となった。
［実施例４５］〜［実施例４８］、［比較例８］
主材に下水汚泥焼却灰、石炭灰を使用し発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（比較例８）、主材に下水汚泥焼却灰、シラス、石炭灰を使用し発泡剤を添加（主材に対して外割で０．２％）した場合（実施例４５〜４８）にそれぞれ結合剤と水を加えて造粒物（各試料９個分の配合）を成形する目的の配合表を表２３に示す。
なお、比較例８は、他の配合の焼成による比重と圧壊強度の変化と比較の基準とする目的で行った配合である。
本配合の特徴は、主材の下水汚泥焼却灰の配合割合を一定にして、シラスと石炭灰の配合割合を変化させたことである。
本配合の特徴は、主材の下水汚泥焼却灰の配合割合を一定にして、シラスと石炭灰の配合割合を変化させたことである。
表２３の配合で得られた焼成物の焼成温度と比重の試験結果との関係を表２４と図１２のグラフに示す。また、表２３の配合で得られた焼成物の焼成温度と圧壊強度の試験結果との関係を表２５と図１３のグラフに示す。
上記した試験結果によれば、比較例８は、焼成温度１１６０℃から１２２０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．８６２４から０．８６４４と小さくなった。また、圧壊強度は、３１６１．２２Ｎから９７８．９９Ｎであった。
実施例４５は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．６９４６から０．８１７８と小さくなった。圧壊強度は、焼成温度１１５０℃から１１９０℃の昇温過程において、２７６６．２５Ｎから１００７．８１Ｎであった。
実施例４６は、焼成温度１１４０℃から１１９０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４４５６から０．６８７６と小さくなった。また、圧壊強度は、２３５５．３９Ｎから１０３３．２５Ｎであった。
実施例４７は、焼成温度１１２０℃から１１９０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．４４８３から０．５７９４と小さくなった。また、圧壊強度は、２３２６．５６Ｎから７９３．１２Ｎであった。
実施例４８は、焼成温度１１２０℃から１１９０℃の昇温過程において、その焼成体の比重は、１．２６４９から０．５５１３と小さくなった。また、圧壊強度は、１７１２．８０Ｎから９４９．８３Ｎであった。
以上の焼成結果より、主材のうち下水汚泥焼却灰を一定にして比較例をスタートにして実施例の順にシラスの配合量を増加させると同時に、石炭灰の配合量を減少させた実施例において、シラスを多くした実施例の比重が小さくなる傾向が確認でき、同時にシラスを多く配合することによって、低い焼成温度で焼成体の発泡を促進する効果が発現する結果となることも確認できた。
なお、本発明の実施例及び比較例で表示した比重は、島津分析天びんＡＵＸ１２０（島津製作所製）により、自動計算で表示された比重数値である。また、圧壊強度はストローク：１ｍｍ／分で、ＪＩＳ Ｚ ８８４１：１９９３（造粒物―強度試験方法）に準拠して行った結果、得られた数値である。
Claims (8)
- シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかを添加し、さらに（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする発泡性焼成体。
- シラスに（ａ）石炭灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体。
- シラスに（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかと（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体。
- シラスに（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体。
- シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体。
- シラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかと（ｄ）発泡剤を添加した混合物を焼成して得られることを特徴とする請求項１記載の発泡性焼成体。
- 請求項１記載のシラスに（ａ）石炭灰と（ｂ）下水汚泥焼却灰と（ｃ）銅、マンガン又は亜鉛の金属物質又はこれらの金属酸化物の中の少なくともいずれかを添加し、さらに（ｄ）発泡剤を添加した混合物を得て、該混合物を焼成することを特徴とする発泡性焼成体の製造方法。
- 前記該混合物の焼成温度を１０００〜１２００℃とすることを特徴とする請求項７記載の発泡性焼成体の製造方法。
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