JPH04270184A - フライアッシュ成形体の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は火力発電所等から産業廃
棄物として多量に排出されるフライアッシュを再利用す
るための技術に関するもので、不燃性の軽量建材、吸音
・防音材、透水・吸水材などに利用できる多孔質状のフ
ライアッシュ成形体に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、火力発電所などから多量に排出さ
れるフライアッシュは非常に軽量な微粉末であり、その
取扱いに苦慮しており、またこのフライアッシュの再利
用法としては主としてセメント材料やタイル材料などに
約２０〜３０％ほど混合して使用されている程度であり
、これ位の再利用ではフライアッシュの排出量には到底
追い付けない状況となっているのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、フライアッ
シュを多量に再利用できる技術を開発することを目的と
するものであり、ほぼ１００％のフライアッシュのみか
らなる成形体であって、しかも建材、土木材などとして
有効に利用できるという製品の製造法を提供しようとす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに鋭意研究した結果、このフライアッシュと有機バイ
ンダーを混合して成形し高温焼成すれば非常にすぐれた
材質の成形体が得られることを見い出したのである。

【０００５】すなわち本発明は、フライアッシュ微粉末
に有機バインダーの水溶液またはエマルジョンを混合し
、この混合物を所望の形状にプレス成形してのち高温焼
成して前記有機バインダーを焼失させると共に前記フラ
イアッシュ微粉末を多孔質状に焼結させることを特徴と
するフライアッシュ成形体の製造方法、を要旨とするも
のである。

【０００６】本発明におけるフライアッシュとは、石炭
や石油ピッチなどを燃焼させた後に残る灰であり、その
主成分は酸化珪素と酸化アルミニウムであるが、このフ
ライアッシュの成分を詳細に示すと、下記の如くである
。

【０００７】 フライアッシュの組成　　　　　　　　含有率酸化珪素
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４８〜６３
％酸化アルミニウム　　　　　　　　　　　　３５〜２
４％酸化チタン　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１．７〜２．２％酸化第二鉄　　　　　　　　　　　　
　　　　　　５．４〜１．４％酸化カルシウム　　　　
　　　　　　　　　　１１〜０．７％酸化マグネシウム
　　　　　　　　　　　　０．５〜１．５％酸化ナトリ
ウム　　　　　　　　　　　　　　０．１〜０．９％酸
化カリウム　　　　　　　　　　　　　　　　０．７〜
０．２％

【０００８】この様な組成からなるフライアッ
シュの微粉末（通常０．３〜２ミクロンの粒径）を原料
として使用し、まずこれに有機バインダーの水溶液また
はエマルジョンを混合するのである。

【０００９】この有機バインダーの水溶液としてはデン
プン、メトキシメチルセルローズ、カルボキシメチルセ
ルローズ（ＣＭＣ）、アルギン酸ソーダ、トラカントガ
ムなどの水溶性糊剤があげられる。

【００１０】また、有機バインダーのエマルジョンとし
ては、ポリアクリル酸エステル系、ポリウレタン系、ポ
リ酢酸ビニル系、その他各種の合成樹脂系、天然ゴム系
、合成ゴム系などのエマルジョンが使用できるものであ
る。

【００１１】例えば、原料フライアッシュの重量に対し
て固形分比で０．３〜２％量の有機バインダーを同じく
原料フライアッシュ重量に対して１０〜２０％量の水に
溶解またはエマルジョン化したものを用いてフライアッ
シュに混入して、混合機にて混合するのである。

【００１２】この様にして充分混合すると高粘度の成形
しやすい材料になり、この混合物を所望の形状にプレス
成形するのである。

【００１３】ついで、プレス成形した成形体を脱型して
高温焼成するのであるが、予め乾燥してから焼成窯に収
納しても良いし、乾燥せずにそのまま焼成窯に入れて焼
成の昇温段階により乾燥しても良いものである。

【００１４】この高温焼成の方法としては、徐々に昇温
して１０００℃で約２時間焼成し、さらに昇温して１３
００℃にて約２時間焼成し、その後、自然に降温させる
方法が好適であり、最初の昇温から降温まで約２４時間
を要するものである。なお、この焼成による成形体の収
縮はほとんどないものである。

【００１５】この高温焼成により、有機バインダーは当
然に焼失するし、一方、フライアッシュはその微粉末同
志がその接触部で焼結して強固な成形体を作り、同時に
有機バインダーの焼失部とフライアッシュ微粉末間の非
接触部により形成される隙間とからなる微細な連続気孔
を無数に形成するため、この成形体はほぼ１００％フラ
イアッシュのみからなる連続性多孔質状の焼結体となっ
ているのである。

【００１６】したがって得られた成形体は、不燃性であ
ることは勿論のこと、軽量性にすぐれていると共に防音
・吸音性、吸水性、通気・透水性等の物性を備えている
のである。

【００１７】この成形体の物性を実際に測定すると、そ
の空隙率は１５〜２５％と高く、また見掛け比重は０．
６〜０．７であり非常に軽量な材質となっている。

【００１８】更に、吸水率は２０〜３０％と高く、吸水
性、保水性、透水性、通気性にすぐれていることが認め
られ、しかもその硬度は６〜７（旧モース硬度）と高く
強度も大きいことを示しているのである。

【００１９】本発明による成形体は上記の様な物性を有
しているため、軽量でかつ吸音・防音性を有する建材（
壁材、天井材）やフェンス材、また透水性の舗装材など
としての用途を有しているのである。

【００２０】なお、本発明による成形体はほとんどの場
合１００％のフライアッシュのみからなるものであるが
、このフライアッシュはその材質に多少の変動があるた
め、これを修正するために不足した成分の無機粉体（例
えば酸化アルミニウム粉末）を少量追加することがある
ので、「ほぼ１００％」という表現を用いているのであ
る。

【００２１】

【実施例】下記の主要成分からなる組成のフライアッシ
ュであって粒径約０．５〜２ミクロンの微粉末を原料と
して使用した。

【００２２】 フライアッシュの主要成分 酸化珪素　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５
５．９１％酸化アルミニウム　　　　　　　　　　　　
２９．４２％酸化チタン　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２．１８％酸化第二鉄　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　２．３４％酸化カルシウム　　
　　　　　　　　　　　　　　１．０９％（他の成分は
１％未満のため省略）

【００２３】このフライアッシュ微粉末１０ｋｇに対し
て、ＣＭＣの３％水溶液１５００ｇを用いて混合機にて
混合し、高粘度の成形しやすい材質の混合物を得た。

【００２４】この混合物をプレス成形機にて厚さ１０ｍ
ｍで５０ｍｍ×５０ｍｍのタイル形状に、多数成形した
。

【００２５】この成形体を焼成窯に収納して乾燥しなが
ら昇温し、約６時間後に１０００℃にしてこの温度で２
時間焼成をつづけ、さらに約２時間かけて昇温し１３０
０℃とした。この１３００℃にて２時間焼成してのち加
熱を徐々に弱めて止め、約６時間の放置後に窯から取り
出した。

【００２６】その結果、この成形体はほとんど収縮せず
に焼成されていた。この様にして得られたフライアッシ
ュ成形体の諸物性を測定したところ下記のような結果が
得られた。

【００２７】 吸水性　　　　　　　　　　　　２６％見掛け比重　　
　　　　　　０．６８ 空隙率　　　　　　　　　　　　２２％硬度（旧モース
）　　７

【００２８】この結果から、本発明によるフライアッシ
ュ成形体は軽量で通気性、吸水性、透水性を有し、した
がってまた吸音・防音性を備え、しかも硬度が高くて強
度的にもすぐれていることが認められるのである。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上の様なものであり、ほぼ１
００％のフライアッシュのみからなる成形体の製造方法
であって、本発明製造方法によって得られた成形体は建
材や土木材として有用性の高い物性を備えているのであ
る。

【００３０】すなわち、１００％無機物の焼結体である
ため不燃性であり、かつ高温焼成時の有機バインダーの
焼失とフライアッシュ微粉末間の隙間とによって形成さ
れる微細な連続気孔が無数に存在するため、軽量であり
、通気性、吸水性、透水性、吸音・防音性等のすぐれた
物性を持っているのである。

【００３１】したがって、不燃性の軽量建材、防音・吸
音性の天井材や壁材、高速道路の防音フェンス、透水性
の道路舗装材など極めて広い用途を有しているのである
。

【００３２】その結果、本発明成形体は大量に使用され
ることになり、しかも産業廃棄物であるフライアッシュ
を原料とするため安価であり、したがってきわめて多大
な使用量を期待できるものであって、現在の社会問題の
一つである産業廃棄物の再利用に大きく貢献できるもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フライアッシュ微粉末に有機バインダ
   ーの水溶液またはエマルジョンを混合し、この混合物を
   所望の形状にプレス成形してのち高温焼成して前記有機
   バインダーを焼失させると共に前記フライアッシュ微粉
   末を多孔質状に焼結させることを特徴とするフライアッ
   シュ成形体の製造方法。