JPH0733249B2 - 非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品 - Google Patents
非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品Info
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- JPH0733249B2 JPH0733249B2 JP2742092A JP2742092A JPH0733249B2 JP H0733249 B2 JPH0733249 B2 JP H0733249B2 JP 2742092 A JP2742092 A JP 2742092A JP 2742092 A JP2742092 A JP 2742092A JP H0733249 B2 JPH0733249 B2 JP H0733249B2
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- silica fine
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-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/101—Burned rice husks or other burned vegetable material
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
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- Silicon Compounds (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、籾殻を原料とする非晶
質シリカ微粉末の製造方法、及びこの非晶質シリカ微粉
末を混入した高強度のコンクリート製品に関する。
質シリカ微粉末の製造方法、及びこの非晶質シリカ微粉
末を混入した高強度のコンクリート製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種非晶質シリカ微粉末は、ア
ーク式電気炉によって、金属シリコンやフエロシリコン
合金等の珪素合金を精練する際の排気ガス中に含まれる
副産物として集じん装置により回収されるもので、これ
は一般にシリカヒュームと呼ばれている。
ーク式電気炉によって、金属シリコンやフエロシリコン
合金等の珪素合金を精練する際の排気ガス中に含まれる
副産物として集じん装置により回収されるもので、これ
は一般にシリカヒュームと呼ばれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
のシリカヒュームは副産物として得られるものであり、
品質的にバラツキが大きく、生産量のコントロールも難
しいとゝもに、高価であるといった諸欠点がある。従っ
て、このシリカヒュームをコンクリートに混入した場
合、コンクリート製品の強度が一定せず、又コストアッ
プにつながるとなるといった諸問題点があった。
のシリカヒュームは副産物として得られるものであり、
品質的にバラツキが大きく、生産量のコントロールも難
しいとゝもに、高価であるといった諸欠点がある。従っ
て、このシリカヒュームをコンクリートに混入した場
合、コンクリート製品の強度が一定せず、又コストアッ
プにつながるとなるといった諸問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記のよう
な従来の問題点を解決するためになされたもので、工業
的に利用されことが殆どなく、廃棄するために運賃をか
けて廃棄したり、或いは焼却していた米作地帯等で容易
に入手可能な籾殻を原料とする非晶質シリカ微粉末を提
供することを目的としたものであり、その要旨は、塩酸
溶液に浸漬せしめた籾殻を焼成するとゝもに、この焼成
灰を粉砕して微粉末としたことを特徴とする非晶質シリ
カ微粉末の製造方法、及び塩酸溶液に浸漬せしめた籾殻
を焼成するとゝもに、この焼成灰を粉砕して得た非晶質
シリカ微粉末がセメント内に混入された構成であること
を特徴とするコンクリート製品にある。
な従来の問題点を解決するためになされたもので、工業
的に利用されことが殆どなく、廃棄するために運賃をか
けて廃棄したり、或いは焼却していた米作地帯等で容易
に入手可能な籾殻を原料とする非晶質シリカ微粉末を提
供することを目的としたものであり、その要旨は、塩酸
溶液に浸漬せしめた籾殻を焼成するとゝもに、この焼成
灰を粉砕して微粉末としたことを特徴とする非晶質シリ
カ微粉末の製造方法、及び塩酸溶液に浸漬せしめた籾殻
を焼成するとゝもに、この焼成灰を粉砕して得た非晶質
シリカ微粉末がセメント内に混入された構成であること
を特徴とするコンクリート製品にある。
【０００５】
【実施例】以下、本願発明を図１乃至図４の実施例に基
づき詳細に説明する。なお、図１は本願発明に係る製造
工程を示すブロック図、図２は燃焼温度と燃焼時間によ
る結晶格子のＸ線回析スペクトル図、図３及び図４は同
粉砕工程の粉砕による粒度分布を示す。
づき詳細に説明する。なお、図１は本願発明に係る製造
工程を示すブロック図、図２は燃焼温度と燃焼時間によ
る結晶格子のＸ線回析スペクトル図、図３及び図４は同
粉砕工程の粉砕による粒度分布を示す。
【０００６】図において、１は原料となる籾殻で、この
籾殻１を前処理工程２において、約１０％の塩酸溶液
（ＨＣｌ）に短時間浸漬する。これにより、籾殻１の約
８割を占めるカリウム等のアルカリ有機成分を溶融せし
めることができる。そして、この前処理工程２におい
て、塩酸溶液を使用するのは、表１に示すように、他の
処理方法に比べて処理後の籾殻１に含まれるシリカ含有
率が高いためである。
籾殻１を前処理工程２において、約１０％の塩酸溶液
（ＨＣｌ）に短時間浸漬する。これにより、籾殻１の約
８割を占めるカリウム等のアルカリ有機成分を溶融せし
めることができる。そして、この前処理工程２におい
て、塩酸溶液を使用するのは、表１に示すように、他の
処理方法に比べて処理後の籾殻１に含まれるシリカ含有
率が高いためである。
【０００７】
【表１】
【０００８】３は焼成工程で、上記前処理工程２で処理
した籾殻１をロータリーキルン，シャフトキルン或いは
流動床炉等などの焼成装置で焼成し、籾殻１の焼成灰を
得るものであり、この焼成工程３における籾殻の焼成温
度は６００〜７００℃、焼成時間は１〜２時間であるこ
とが望ましい。なお、上記燃焼温度と燃焼時間は実験結
果により定めたものであるが、その実験例として、例え
ば図２に示すように、焼成灰は焼成温度が高すぎるとク
リストバライトという結晶（石英の結晶）になってしま
い、ポゾラン活性が小さくなってしまう。
した籾殻１をロータリーキルン，シャフトキルン或いは
流動床炉等などの焼成装置で焼成し、籾殻１の焼成灰を
得るものであり、この焼成工程３における籾殻の焼成温
度は６００〜７００℃、焼成時間は１〜２時間であるこ
とが望ましい。なお、上記燃焼温度と燃焼時間は実験結
果により定めたものであるが、その実験例として、例え
ば図２に示すように、焼成灰は焼成温度が高すぎるとク
リストバライトという結晶（石英の結晶）になってしま
い、ポゾラン活性が小さくなってしまう。
【０００９】すなわち、Ｘ線の回析と結晶格子の関係を
示す図２において、Ａのケース（焼成温度６００℃，燃
焼時間８ｈｒ）や、Ｂのケース（焼成温度７００℃，焼
成時間８ｈｒ）の場合は非晶質でポゾラン活性を有する
が、これより高い焼成温度であるＣのケース（焼成温度
８００℃，燃焼時間４ｈｒ）では、回析角２１〜２２度
におけるＸ線の反射線（図のＫ部分）で明らかなよう
に、クリストバライト化現象が生じ、ポゾラン活性が小
さくなってしまうる。また、表２に示すように、焼成時
間が長すぎると表面積が小さくなり、活性指数が低下す
る傾向がある。ここで、ポゾラン活性とは、二酸化けい
素やアルミナ等の可溶性のけい酸等がセメントが水和す
る際に生成する水酸化カルシウムと常温のもとで徐々に
セメントと化合し、不活性の安定したけい酸カルシウム
等を生成する性質であり、その結果セメントペースト硬
化体が緻密になり、コンクリート強度が向上する。
示す図２において、Ａのケース（焼成温度６００℃，燃
焼時間８ｈｒ）や、Ｂのケース（焼成温度７００℃，焼
成時間８ｈｒ）の場合は非晶質でポゾラン活性を有する
が、これより高い焼成温度であるＣのケース（焼成温度
８００℃，燃焼時間４ｈｒ）では、回析角２１〜２２度
におけるＸ線の反射線（図のＫ部分）で明らかなよう
に、クリストバライト化現象が生じ、ポゾラン活性が小
さくなってしまうる。また、表２に示すように、焼成時
間が長すぎると表面積が小さくなり、活性指数が低下す
る傾向がある。ここで、ポゾラン活性とは、二酸化けい
素やアルミナ等の可溶性のけい酸等がセメントが水和す
る際に生成する水酸化カルシウムと常温のもとで徐々に
セメントと化合し、不活性の安定したけい酸カルシウム
等を生成する性質であり、その結果セメントペースト硬
化体が緻密になり、コンクリート強度が向上する。
【００１０】
【表２】
【００１１】４は粉砕工程で、上記焼成工程３で得られ
た籾殻の焼成灰をボールミル粉砕により微粉末にする処
理工程である。なお、ミルの回転速度Ｎ（ｒ．ｐ．
ｍ．）は３２／ルートＤ（Ｄはボールミルの円筒の内径
ｍ）により計算される値によっている。ミルの回転速度
をこの値に制御することにより、１〜５μｍの粒径の非
晶質シリカ微粉末を最も多く得ることが出来る。すなわ
ち、焼成灰の粉砕時におけるミルの上記回転速度Ｎは実
験により決めたものであるが、この実験例として、例え
ば図３に示すように、ミルの回転速度Ｎが３２／ルート
Ｄの場合には、１〜５μｍの粒径のものが５０．７％
（重量パーセント）を占めて最も多く、この１〜５μｍ
の粒径の微粉末はこれをコンクリートへ混入する際の混
練性能が最も優れている。
た籾殻の焼成灰をボールミル粉砕により微粉末にする処
理工程である。なお、ミルの回転速度Ｎ（ｒ．ｐ．
ｍ．）は３２／ルートＤ（Ｄはボールミルの円筒の内径
ｍ）により計算される値によっている。ミルの回転速度
をこの値に制御することにより、１〜５μｍの粒径の非
晶質シリカ微粉末を最も多く得ることが出来る。すなわ
ち、焼成灰の粉砕時におけるミルの上記回転速度Ｎは実
験により決めたものであるが、この実験例として、例え
ば図３に示すように、ミルの回転速度Ｎが３２／ルート
Ｄの場合には、１〜５μｍの粒径のものが５０．７％
（重量パーセント）を占めて最も多く、この１〜５μｍ
の粒径の微粉末はこれをコンクリートへ混入する際の混
練性能が最も優れている。
【００１２】また、図４に示すものは、ミルの回転速度
Ｎが２０／ルートＤの場合の粒度分布を示し、この時に
は１μｍ以下の粒径のものが６６．７％を占めて最も多
く、この粒径の微粉末はこれをコンクリートへ混入する
際に流動性が悪く、混練性能が劣る。したがって、ボー
ルミル粉砕においては、ミルの回転速度を小さくする
と、図４に示すように、ミル内のボールにより潰されて
微細粒径のものが多くなり、回転速度を大きくすると、
図３に示すように、粗粒になる傾向がある。実験結果と
して、微粉末の粒径が１〜５μｍの範囲のものを多く得
る為には、ミルの回転速度Ｎを約３２／ルートＤにすれ
ばよい。そしてこの範囲の粒径の微粉末が高強度コンク
リートを得るのに適し、これより粒径が細かすぎると混
練時及び成形時の流動性が悪くなり、またこれより粒径
が粗すぎると充填効果が期待できず、高強度コンクリー
トが得られない。
Ｎが２０／ルートＤの場合の粒度分布を示し、この時に
は１μｍ以下の粒径のものが６６．７％を占めて最も多
く、この粒径の微粉末はこれをコンクリートへ混入する
際に流動性が悪く、混練性能が劣る。したがって、ボー
ルミル粉砕においては、ミルの回転速度を小さくする
と、図４に示すように、ミル内のボールにより潰されて
微細粒径のものが多くなり、回転速度を大きくすると、
図３に示すように、粗粒になる傾向がある。実験結果と
して、微粉末の粒径が１〜５μｍの範囲のものを多く得
る為には、ミルの回転速度Ｎを約３２／ルートＤにすれ
ばよい。そしてこの範囲の粒径の微粉末が高強度コンク
リートを得るのに適し、これより粒径が細かすぎると混
練時及び成形時の流動性が悪くなり、またこれより粒径
が粗すぎると充填効果が期待できず、高強度コンクリー
トが得られない。
【００１３】５はコンクリート混入工程で、上記粉砕工
程４により得られた非晶質シリカ微粉末をコンクリート
に混入する工程である。すなわち、コンクリートの混練
時にセメントに対して非晶質シリカ微粉末を水，骨材，
混和材等とともに混入して形成する。セメントに対する
非晶質シリカ微粉末の混合割合は約２０％（重量比）が
望ましい。そして、この非晶質シリカ微粉末を混入した
コンクリートの圧縮強度は、表３に示すように、市販の
シリカヒュームを混入したコンクリートに比べて遜色の
ない、高強度コンクリートを得ることができる。
程４により得られた非晶質シリカ微粉末をコンクリート
に混入する工程である。すなわち、コンクリートの混練
時にセメントに対して非晶質シリカ微粉末を水，骨材，
混和材等とともに混入して形成する。セメントに対する
非晶質シリカ微粉末の混合割合は約２０％（重量比）が
望ましい。そして、この非晶質シリカ微粉末を混入した
コンクリートの圧縮強度は、表３に示すように、市販の
シリカヒュームを混入したコンクリートに比べて遜色の
ない、高強度コンクリートを得ることができる。
【００１４】
【表３】
【００１５】
【発明の効果】本願発明は、上記のような構成であるか
ら、原料は大量に入手可能な籾殻であり、そして前処理
での塩酸処理を施した後、その焼成と粉砕といった比較
的容易な処理方法によって得ることができるものである
から、廉価に製造することが出来るとゝもに、品質が均
一であり、且つポゾラン活性に富む非晶質シリカ微粉末
を得ることができる。また、市販のボールミル等の粉砕
装置より適切な粒径のものに簡単に制御することができ
るとゝもに、これをコンクリート混入することにより、
一定強度の高強度コンクリートが得られるという諸効果
がある。
ら、原料は大量に入手可能な籾殻であり、そして前処理
での塩酸処理を施した後、その焼成と粉砕といった比較
的容易な処理方法によって得ることができるものである
から、廉価に製造することが出来るとゝもに、品質が均
一であり、且つポゾラン活性に富む非晶質シリカ微粉末
を得ることができる。また、市販のボールミル等の粉砕
装置より適切な粒径のものに簡単に制御することができ
るとゝもに、これをコンクリート混入することにより、
一定強度の高強度コンクリートが得られるという諸効果
がある。
【図１】本願発明に係る非晶質シリカ微粉末の製造工程
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】燃焼温度と燃焼時間による結晶格子のＸ線回析
スペクトル図である。
スペクトル図である。
【図３】ミルの回転速度３２／ルートＤ（但しＤはミル
の内径ｍ）時における粒径の分布図である。
の内径ｍ）時における粒径の分布図である。
【図４】ミルの回転速度３０／ルートＤ（但しＤはミル
の内径ｍ）時における粒径の分布図である。
の内径ｍ）時における粒径の分布図である。
１ 籾殻 ２ 前処理工程 ３ 焼成工程 ４ 粉砕工程 ５ コンクリート混入工程
Claims (2)
- 【請求項１】 塩酸溶液に浸漬せしめた籾殻を焼成する
とゝもに、この焼成灰を粉砕して微粉末としたことを特
徴とする非晶質シリカ微粉末の製造方法。 - 【請求項２】 塩酸溶液に浸漬せしめた籾殻を焼成する
とゝもに、この焼成灰を粉砕して得た非晶質シリカ微粉
末がセメント内に混入された構成であることを特徴とす
るコンクリート製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2742092A JPH0733249B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2742092A JPH0733249B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194007A JPH05194007A (ja) | 1993-08-03 |
| JPH0733249B2 true JPH0733249B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=12220608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2742092A Expired - Fee Related JPH0733249B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733249B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102311249A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 侯美丽 | 含稻壳灰的混凝土 |
| CN107735839A (zh) * | 2015-07-31 | 2018-02-23 | 近藤胜义 | 放射性废物处置场用水泥类材料 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444186B1 (en) * | 2000-01-28 | 2002-09-03 | Chk Group, Inc. | Composition and method of forming low-carbon, amorphous siliceous ash from siliceous waste material |
| EP1362006A1 (en) * | 2001-02-19 | 2003-11-19 | Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de s o Paulo (FAPESP) | Oxides extracted from vegetal matter and process therefor |
| WO2007026680A1 (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Kurimoto, Ltd. | アモルファス酸化ケイ素粉末およびその製造方法 |
| US7998448B2 (en) | 2006-10-27 | 2011-08-16 | Kurimoto, Ltd. | Amorphous silica and its manufacturing method |
| JP2008214158A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Maywa Co Ltd | 籾殻から非晶質シリカの製造方法 |
| JP5069056B2 (ja) * | 2007-08-06 | 2012-11-07 | 勝義 近藤 | 重金属汚染土壌の浄化方法 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP2742092A patent/JPH0733249B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102311249A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 侯美丽 | 含稻壳灰的混凝土 |
| CN107735839A (zh) * | 2015-07-31 | 2018-02-23 | 近藤胜义 | 放射性废物处置场用水泥类材料 |
| CN107735839B (zh) * | 2015-07-31 | 2019-08-23 | 近藤胜义 | 放射性废物处置场用水泥类材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05194007A (ja) | 1993-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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