JPH02129082A - 硬質フライアッシュ成形材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は硬質フライ７ツシエ成形材の製造方法に関す
る。

〈発明の背景〉 国内の石炭灰発生量は近時の石炭利用の拡大に伴って増
大しているが、発生した石炭灰は産業廃棄物としてコス
トを掛けた埋立て処分が主体となでおり、一部はセメン
ト原料、セメント混和材、コンクリート骨材、道路路盤
材等に、その外需業製品への応用研究としては、瓦、レ
ンガ、タイル等の主原料である粘土中に一部代替品とし
て添加する例がある。いずれにしてもフライ７ツシユの
有効利用率は全体の３０％前後と推定されており、その
有効利用の拡大は石炭利用産業界で強く望まれている。

特にフライアッシュの粘度主体の窯業製品への利用は製
造工程の複雑化、設備増加等１こよりコスト高となる上
に製品の品質低下をもたらすという欠点があり、粘土を
主体とする材料の中で３５％前後の混合比率が限界であ
った。

く従来の技術〉 これに対し本発明者は他の発明者と共同して重量比で９
９％の７ライアツシユを利用した多孔質の成形焼成材を
製造する方法を、特願昭６２−３０７９９５号の明細書
及び図面に示される発明として先に提案している。

上記発明は石炭灰のうちの７ライアツシユを主原料とし
、成形性を高めるためのバインダーを選択し、低温焼成
することによって、フライアッシュのバルーンとしての
特徴を生がした新規素材を得るもので、プライアッシュ
（重量比９９％）と少量の有機性のバインダー（メチル
セルローズ）に適量の練製液（重量比約５０％の水）を
加えて混練したものを所定の形に成形し、該成形物を焼
成（焼成温度１１００℃〜１１４５℃）することにより
多孔質成形材を製造する方法である。

他方、上記プライアッシュ成形材の軽量化を実現するた
めに、材料混練時に過酸化水素水（＋１２０２）等を発
泡剤として添加し、成形材の比重を小さくする方法が本
発明者等によって提案されている（特願昭６３−２０７
９３５号）。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記有機質バインダーのみを添加した多孔質成形材は、
フライアッシュの有効利用を図れる点、通気性、透水性
を有する軽量な低コストの焼成材が得られる点、しかも
均一で高い寸法精度のものが得られる点等において画期
的なものであるが、多孔質であるためタイルやレンガと
して利用した場合の耐摩耗性が十分でなく曲げ強度（約
６０　ｋ　Ｂ　／　ｃ　＋。

２）や圧縮強度（約９０ｋｇ／ｃ＋ｎ２）の点で建材と
しての用途に制約があるという難点があった。

また有機質バインダーの他に発泡剤を添加する方法によ
る成形品では、発泡剤を加えないものに比して軽量化は
されるが強度や耐摩耗性の面で品質低下を免れないため
に用途は一層限られたものになる。

く課題を解決するための手段〉 Ｌ記のような課題を解決しなおかつ７ライアツシユの有
効利用の利点を維持しようとする本発明の方法は、プラ
イアッシュに対して少量の無機質又は有機質のバインダ
ーと、例えばプラス粉体及Ｖ酸化亜鉛等からなる焼結補
強材を添加し、さらに適量の練成液を加えて混練したも
のを所定の形に形成し、該成形物を７ライアツシユに含
有される未燃焼カーボン等の可燃物その他の不純物を酸
化又は蒸散等により略完全に除去させる温度と時間条件
及び酸化雰囲気の下に焼成することにより、多孔質成形
材を製造することを特徴としている。

く作　　　用〉 バルーン状の中空粒や未燃カーボンを含むフライアッシ
ュは有機質又は無機質のバインダー及び練製液と混練さ
れることにより、成形可能な粘性を与えられ、成形品を
乾燥させた後、一定収上の温度で一定時間かけて酸化雰
囲気の中で徐々に加熱すると（有機性バインダーを用い
たものでは先ずバインダーが、）先ず未燃カーボンが順
次酸化焼失しフライアッシュの主成分が（！＠磯貿バイ
ンダーを用いた場合は無機質バインダーとともに）最後
に焼結し、上記焼失部分は微小な中空となって多孔質の
焼結晶が得られる。上記過程で未燃カーボンの焼失によ
ってできた中空部は次の未燃カーボンの酸化を助長する
ものと推定され、また焼結補強剤は成形品の焼結強度を
高める。その結果連続気孔性の硬質な多孔質焼成材が得
られる。

く実　施　例〉 以下本発明の７ライアツシユ成形り法を、最も補強効果
の高い軽量（発泡剤添加）成形材の場合について説明す
る。

Ａ、試験体に使用した材料及び配合分量基　　　材−−
−一一一一一中国電力（株）火力発電所から採取したも
の。原料炭はオ ーストラリア産のものを主体とした だ混合炭　　　　　　　　（３０００ｇ）有機質バイン
ダーーーメチルセルロース４０００ｃｐｒ、　　　　（
２０ｇ） 発　泡　削−一一一一一一一過酸化水素水（ＩＬＯ２）
３５％溶８１（１５ｃｃ） 同一−−−一−−−−−−−−−−−過はう酸ナトリウ
ム（ＮａＢＯ，・４１１□０）　　（３０ｇ）気泡保持
剤−一一一一一一一硫酸力ルシツム（ＣＱＳｏ、２１１
２０）　　（１５０ｇ）焼結補強剤−−−−−−−−、
ｆラス粉　　（１５０Ｅ）同−一−−−−−−−−−−
−−−−酸化亜鉛（７口０）（＋５０．）ＩＩ　　＊　
　１−−−−−一−−水（＋１□０）　　　　（１，８
ｔ）Ｂ、試験体の製造工程 前記のうち固体材料を所定分量添加して乾式混合した後
に練＊ａ　＜水）を加えて攪拌混合するが、液状発泡剤
は予め水に、又は混練と並行して添加する。発泡剤は混
練の過程から混線後にかけて、フライアッシュと水の懸
濁液又は発泡補助剤と反応して発泡し、混線後数十秒で
発泡を完了する。

上記発泡後全型により試験体をレンガ状に押型成形し、
脱型後自然乾燥を経てさらに約１１０℃で２時間以上強
制通風乾燥を↑テう。焼成は電気炉により酸化雰囲気下
で徐々に加熱し、最終温度約１１５０°Ｃ前後で行い焼
成開始後数時間後焼結を完了する。この間４〜６時間で
先ず有ＰＩｉ質バインダーや不燃カーボン等が概ね６８
０℃〜８５０℃の間でイテわれるらのと見られ、その後
略ピークである１１５０℃に至り焼結を完了する迄の時
開は３〜４時間である。

上記焼成の過程でガラス粉は焼成材内部をセラミック質
に硬化させるものであるが、酸化亜鉛はカーボンと反応
し、亜鉛による金属質の強靭な硬度を形成するものであ
る。過はう酸ナトリウムは発泡剤であるが、内部に残存
して焼結補強剤としても作用する。

Ｃ１試験体の物質 焼成品は比重０１６５．圧縮強度４４ｋｇ／ｃｍ２＋と
軽量で且つ高強度の多孔質のものが得られた。

但し、前記焼結補強剤中ガラス粉と酸化亜鉛の役割は極
めて大きいものと推測され、これらのいずれかを欠くと
圧縮強度は１５ｋｇ／ｃｍ２＠後に低下する。ちなみに
と記２１ＩＭの焼結補強剤のいずれをも添加しないもの
は、比重はＯ１５〜０．６と本例のものよりやや軽量で
あるが、圧縮強度は最も良い条件のものでも８〜１４ｋ
ＦＩ／ｃｍ２であり、本例の焼結強度補強効果の大きい
ことがわかる。

尚、本例における上記のような焼結強度補強効果は発泡
剤を添加しないものやベントナイ）等の無機質パイング
ーを用いた場合にも認められるが、練製に際して発泡剤
を添加して軽量化したもの、換言すれば発泡せしめるこ
とｉこよって強度低下を免れない場合にその強度を高め
焼成材の用途が者しく広くなる点で効果が大きい。

〈発明の効果〉 本発明の方法は以上のように構成される結果、焼結強度
補強剤により強度や耐摩耗性が向上するので、これらの
点で難点があったプライアッシュ成形材の建材としての
用途がより広くなり、発泡剤を添加して軽量化したもの
ではこれらの効果は特別多大である。

その他本発明による焼成材は高価な粘土を使用せずにフ
ライアッシュを主原料とした多孔質で通気性及び透水性
を有する比較的低コストの成形品を得ることができ、併
せてコストを掛けたプライアッシュの廃棄も不要になる
という利点を生じる。

本発明による成形品は金型成形が可能であるために製品
の大きさが限定されず且つ寸法精度も均一で比較的高い
上、多孔質なので製品の研摩が容易でこれによりさらに
均一で高い寸法精度のものが得られ、−層均一な品質の
ものを得ることができる。

また本発明による成形品は内部にカーボン等の不純物が
殆ど残存せず特に棟瓦あるいはタイル等の建材として浸
れた特質を有するほか、軽量、多孔性９通気性、透水性
等を利用した広い利用分野が見込まれるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）フライアッシュに対して少量の無機質又は有機質の
   バインダーと、例えばガラス粉体及び酸化亜鉛等からな
   る焼結補強材を添加し、さらに適量の練成液を加えて混
   練したものを所定の形に形成し、該成形物をフライアッ
   シュに含有される未燃焼カーボン等の可燃物その他の不
   純物を酸化又は蒸散等により略完全に除去させる温度と
   時間条件及び酸化雰囲気の下に焼成することにより、多
   孔質成形材を製造する硬質フライアッシュ成形材の製造
   方法。