JPH08259292A - フライアッシュ質人工骨材の製造方法 - Google Patents
フライアッシュ質人工骨材の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 未燃焼の炭質物を燃焼除去したフライアッシ
ュを、酸素濃度が５体積％以下の雰囲気で焼成すること
により発泡を抑制した人工骨材を製造することを特徴と
するフライアッシュ質人工骨材の製造方法。 【効果】 骨材内部の発泡が抑制されるので、比重およ
び強度の大きなフライアッシュ質人工骨材を得ることが
でき、また比較的広い焼成温度において、比重および強
度にバラツキが少ない均質な骨材を得ることができる。
ュを、酸素濃度が５体積％以下の雰囲気で焼成すること
により発泡を抑制した人工骨材を製造することを特徴と
するフライアッシュ質人工骨材の製造方法。 【効果】 骨材内部の発泡が抑制されるので、比重およ
び強度の大きなフライアッシュ質人工骨材を得ることが
でき、また比較的広い焼成温度において、比重および強
度にバラツキが少ない均質な骨材を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フライアッシュを焼成
して得られる人工骨材の製造方法であって、焼成条件を
制御して発泡を抑制した人工骨材を製造する方法に関す
る。
して得られる人工骨材の製造方法であって、焼成条件を
制御して発泡を抑制した人工骨材を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】火力発電所のボイラー等で燃料として石
炭を用いると多量のフライアッシュが発生する。近年、
エネルギー事情の変化により、燃料の一部が石炭に切り
換えられ、フライアッシュの発生量は今後ますます増加
することが予想される。地球環境保全の立場からも、こ
のフライアッシュの有効利用が切望される。フライアッ
シュの一部は、コンクリート中の砂の代替、陶磁器原料
の代替、軽量骨材の原料として再利用されているもの
の、大部分は産業廃棄物として埋め立て廃棄により処理
されているのが現状である。
炭を用いると多量のフライアッシュが発生する。近年、
エネルギー事情の変化により、燃料の一部が石炭に切り
換えられ、フライアッシュの発生量は今後ますます増加
することが予想される。地球環境保全の立場からも、こ
のフライアッシュの有効利用が切望される。フライアッ
シュの一部は、コンクリート中の砂の代替、陶磁器原料
の代替、軽量骨材の原料として再利用されているもの
の、大部分は産業廃棄物として埋め立て廃棄により処理
されているのが現状である。
【０００３】フライアッシュは、主に球形のガラス質粒
子と、該粒子とは独立に存在する未燃焼の炭質物の集合
物である。フライアッシュを造粒、焼成して軽量骨材を
得る従来の製造方法では、原料のフライアッシュを造粒
し、これを１２００℃以上の高温で焼成し、Ｆｅ2 Ｏ3
と未燃焼炭素の反応によるＣＯ2 などのガス発生による
発泡、およびガラス質粒子中の炭質物の酸化による発泡
を生じさせて軽量骨材を製造している。
子と、該粒子とは独立に存在する未燃焼の炭質物の集合
物である。フライアッシュを造粒、焼成して軽量骨材を
得る従来の製造方法では、原料のフライアッシュを造粒
し、これを１２００℃以上の高温で焼成し、Ｆｅ2 Ｏ3
と未燃焼炭素の反応によるＣＯ2 などのガス発生による
発泡、およびガラス質粒子中の炭質物の酸化による発泡
を生じさせて軽量骨材を製造している。
【０００４】このように、フライアッシュを焼成して得
られる従来の人工骨材は、その高温における発泡特性を
利用して、発泡軽量骨材化を目指して開発研究が進めら
れてきた。ところが、従来の上記軽量骨材はコンクリー
トを軽量化できるものの、コンクリート強度が低いとい
う問題がある。また、フライアッシュの加熱による溶融
軟化と発泡の現象は、焼成温度の僅かな上昇に対して急
激に促進されるので、その制御が難しく、骨材の比重や
強度が不均一になり易く、これを抑えることが難しい。
更に、フライアッシュを大量に再利用するという観点に
立てば、出来るだけ密実な比重の大きな骨材として利用
するほうが望ましい。またこのような骨材をコンクリー
ト中で用いる場合、比重の大きな骨材の方が高強度のコ
ンクリートを作ることができる。
られる従来の人工骨材は、その高温における発泡特性を
利用して、発泡軽量骨材化を目指して開発研究が進めら
れてきた。ところが、従来の上記軽量骨材はコンクリー
トを軽量化できるものの、コンクリート強度が低いとい
う問題がある。また、フライアッシュの加熱による溶融
軟化と発泡の現象は、焼成温度の僅かな上昇に対して急
激に促進されるので、その制御が難しく、骨材の比重や
強度が不均一になり易く、これを抑えることが難しい。
更に、フライアッシュを大量に再利用するという観点に
立てば、出来るだけ密実な比重の大きな骨材として利用
するほうが望ましい。またこのような骨材をコンクリー
ト中で用いる場合、比重の大きな骨材の方が高強度のコ
ンクリートを作ることができる。
【０００５】
【発明の解決課題】本発明は、従来の上記問題を解決し
た製造方法を提供するものであり、フライアッシュを焼
成してなる人工骨材において、骨材の強度が大きく、し
かも比重と強度のバラツキが少ない人工骨材の製造方法
を提供することを目的とする。
た製造方法を提供するものであり、フライアッシュを焼
成してなる人工骨材において、骨材の強度が大きく、し
かも比重と強度のバラツキが少ない人工骨材の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題解決の手段】本発明者らは、フライアッシュを原
料とする人工骨材の製造において、骨材の発泡が焼成雰
囲気中の酸素濃度に対応することを見出し、この酸素濃
度を調整することにより発泡を制御できる知見を得た。
すなわち、焼成雰囲気中の酸素濃度が高いほど焼成温度
の上昇に伴う骨材の発泡は促進され、逆に、酸素濃度が
低いほど骨材の発泡が抑制される。
料とする人工骨材の製造において、骨材の発泡が焼成雰
囲気中の酸素濃度に対応することを見出し、この酸素濃
度を調整することにより発泡を制御できる知見を得た。
すなわち、焼成雰囲気中の酸素濃度が高いほど焼成温度
の上昇に伴う骨材の発泡は促進され、逆に、酸素濃度が
低いほど骨材の発泡が抑制される。
【０００７】本発明の製造方法は上記知見に基づくもの
であり、本発明によれば、以下の構成からなる人工骨材
の製造方法が提供される。 （１） 未燃焼の炭質物を燃焼除去したフライアッシュ
を、酸素濃度が５体積％以下の雰囲気で焼成することに
より発泡を抑制した人工骨材を製造することを特徴とす
るフライアッシュ質人工骨材の製造方法。 （２） フライアッシュを加熱して炭質物を燃焼除去し
た後に、造粒して焼成する上記(1) に記載の製造方法。 （３） 焼成温度が１３００〜１４５０℃である上記
(1) に記載の製造方法。
であり、本発明によれば、以下の構成からなる人工骨材
の製造方法が提供される。 （１） 未燃焼の炭質物を燃焼除去したフライアッシュ
を、酸素濃度が５体積％以下の雰囲気で焼成することに
より発泡を抑制した人工骨材を製造することを特徴とす
るフライアッシュ質人工骨材の製造方法。 （２） フライアッシュを加熱して炭質物を燃焼除去し
た後に、造粒して焼成する上記(1) に記載の製造方法。 （３） 焼成温度が１３００〜１４５０℃である上記
(1) に記載の製造方法。
【０００８】
【具体的な説明】本発明の製造方法は、フライアッシュ
を予め加熱し、未燃焼の炭質物を燃焼除去したものを原
料として用いる。未燃焼の炭質物を除去する手段として
は、物理的な分級、比重の差を利用した浮選などの方法
を用いることも可能であるが、より完全に除去するため
には加熱燃焼による方法が好ましい。加熱温度は未燃焼
の炭質物が燃焼する温度であれば良く、フライアッシュ
の状態にもよるが、概ね６００〜８００℃で２〜５時間
加熱すれば良い。
を予め加熱し、未燃焼の炭質物を燃焼除去したものを原
料として用いる。未燃焼の炭質物を除去する手段として
は、物理的な分級、比重の差を利用した浮選などの方法
を用いることも可能であるが、より完全に除去するため
には加熱燃焼による方法が好ましい。加熱温度は未燃焼
の炭質物が燃焼する温度であれば良く、フライアッシュ
の状態にもよるが、概ね６００〜８００℃で２〜５時間
加熱すれば良い。
【０００９】未燃焼の炭質物を燃焼除去したフライアッ
シュに、造粒材と緻密化促進材を添加混合し、加湿、造
粒後、乾燥して焼成用のペレットを製造する。造粒方法
は特に制約されないが、工業的量産を行う場合には、パ
ンペレタイザーや押出し成形機などによる造粒が適す
る。造粒材としてはベントナイトやカオリン、モンモリ
ロナイトなどの粘土が用いられる。緻密化促進材として
は炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを用いることがで
きる。これらをフライアッシュに対して４０重量部以下
の割合で添加する。ペレットの粒径は通常１０〜１５mm
φである。フライアッシュを造粒して焼成することによ
り比重の高い緻密な骨材を得ることができる。
シュに、造粒材と緻密化促進材を添加混合し、加湿、造
粒後、乾燥して焼成用のペレットを製造する。造粒方法
は特に制約されないが、工業的量産を行う場合には、パ
ンペレタイザーや押出し成形機などによる造粒が適す
る。造粒材としてはベントナイトやカオリン、モンモリ
ロナイトなどの粘土が用いられる。緻密化促進材として
は炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを用いることがで
きる。これらをフライアッシュに対して４０重量部以下
の割合で添加する。ペレットの粒径は通常１０〜１５mm
φである。フライアッシュを造粒して焼成することによ
り比重の高い緻密な骨材を得ることができる。
【００１０】フライアッシュの上記ペレットを、炉内の
酸素濃度を５体積％以下に調整することにより、発泡を
抑制して焼成し、比重の高い緻密な人工骨材を製造す
る。酸素濃度をコントロールする方法としては、窒素ま
たはアルゴンと酸素との混合ガスを用いることが望まし
いが、一酸化炭素や二酸化炭素であっても特に支障はな
い。焼成雰囲気中の酸素濃度は５体積％以下が適当であ
る。酸素濃度が７体積％を上回ると骨材の発泡が顕著と
なり骨材の比重低下と強度低下が著しくなる。なお、焼
成雰囲気が全量窒素やアルゴンであればより好ましい。
酸素濃度を５体積％以下に調整することにより、発泡を
抑制して焼成し、比重の高い緻密な人工骨材を製造す
る。酸素濃度をコントロールする方法としては、窒素ま
たはアルゴンと酸素との混合ガスを用いることが望まし
いが、一酸化炭素や二酸化炭素であっても特に支障はな
い。焼成雰囲気中の酸素濃度は５体積％以下が適当であ
る。酸素濃度が７体積％を上回ると骨材の発泡が顕著と
なり骨材の比重低下と強度低下が著しくなる。なお、焼
成雰囲気が全量窒素やアルゴンであればより好ましい。
【００１１】焼成温度は１３００〜１４５０℃、好まし
くは１３２５〜１４２５℃が適当である。１３００℃未
満では焼成が不十分となり、一方、１４５０℃を越える
と軟化が著しくなり形状を維持できない。本製造方法は
後述する実施例に示すように、上記焼成温度の比較的広
い範囲において、比重および強度のバラツキが少ない均
質な骨材が得られる。
くは１３２５〜１４２５℃が適当である。１３００℃未
満では焼成が不十分となり、一方、１４５０℃を越える
と軟化が著しくなり形状を維持できない。本製造方法は
後述する実施例に示すように、上記焼成温度の比較的広
い範囲において、比重および強度のバラツキが少ない均
質な骨材が得られる。
【００１２】
【実施例および比較例】以下、本発明の実施例を比較例
と共に示す。実施例１ フライアッシュを６００℃で５時間加熱して未燃焼の炭
質物を除去した原料粉末を得た（Ig.loss 2.8 wt％）。
この粉末１００重量部を主原料とし、これに緻密化促進
材として炭酸カルシウムを１３重量部、造粒粘結材とし
てベントナイトを６重量部添加し、ボールミルで十分に
混合した後、加湿しながらパンペレタイザーを用い、直
径が１０〜１５mmの造粒体を得た。次に得られた造粒体
を乾燥し、雰囲気調整が可能な管状炉を用いて、１３０
０〜１４００℃の範囲内の温度で１０分間保持すること
によって本発明の骨材を得た。焼成雰囲気には酸素とア
ルゴンを用い、焼成中のガス流量は０．５リットル/minと
し、酸素濃度を５％に調整した。この骨材の吸水率、絶
乾比重および引張強度を焼成温度ごとに表１に示した。
また、焼成温度に対する絶乾比重、焼成温度に対する引
張強度をおのおの図１、図２に示した。
と共に示す。実施例１ フライアッシュを６００℃で５時間加熱して未燃焼の炭
質物を除去した原料粉末を得た（Ig.loss 2.8 wt％）。
この粉末１００重量部を主原料とし、これに緻密化促進
材として炭酸カルシウムを１３重量部、造粒粘結材とし
てベントナイトを６重量部添加し、ボールミルで十分に
混合した後、加湿しながらパンペレタイザーを用い、直
径が１０〜１５mmの造粒体を得た。次に得られた造粒体
を乾燥し、雰囲気調整が可能な管状炉を用いて、１３０
０〜１４００℃の範囲内の温度で１０分間保持すること
によって本発明の骨材を得た。焼成雰囲気には酸素とア
ルゴンを用い、焼成中のガス流量は０．５リットル/minと
し、酸素濃度を５％に調整した。この骨材の吸水率、絶
乾比重および引張強度を焼成温度ごとに表１に示した。
また、焼成温度に対する絶乾比重、焼成温度に対する引
張強度をおのおの図１、図２に示した。
【００１３】実施例２〜５ 焼成雰囲気中の酸素濃度を２〜１％とした他は実施例１
と同様の方法によって骨材を得た。また焼成雰囲気をア
ルゴン、窒素とした他は実施例１と同様の方法によって
骨材を得た。これらの骨材について吸水率、絶乾比重お
よび引張強度を焼成温度ごとに表１に示した。また、焼
成温度に対する絶乾比重、焼成温度に対する引張強度を
おのおの図１、図２に示した。
と同様の方法によって骨材を得た。また焼成雰囲気をア
ルゴン、窒素とした他は実施例１と同様の方法によって
骨材を得た。これらの骨材について吸水率、絶乾比重お
よび引張強度を焼成温度ごとに表１に示した。また、焼
成温度に対する絶乾比重、焼成温度に対する引張強度を
おのおの図１、図２に示した。
【００１４】比較例１〜４ 焼成雰囲気中を酸素濃度を７％、１０％、２０％とした
他は実施例１と同様の方法によって骨材を得た。また、
予め未燃焼炭質物を除去せずに焼成雰囲気中を酸素濃度
を２％とした他は実施例１と同様の方法によって骨材を
得た。これらの骨材の吸水率、絶乾比重および引張強度
を焼成温度ごとに表２に示した。また、焼成温度に対す
る絶乾比重、焼成温度に対する引張強度をおのおの図
１、図２に示した。
他は実施例１と同様の方法によって骨材を得た。また、
予め未燃焼炭質物を除去せずに焼成雰囲気中を酸素濃度
を２％とした他は実施例１と同様の方法によって骨材を
得た。これらの骨材の吸水率、絶乾比重および引張強度
を焼成温度ごとに表２に示した。また、焼成温度に対す
る絶乾比重、焼成温度に対する引張強度をおのおの図
１、図２に示した。
【００１５】図１および図２に示すように、本実施例で
は、１３００〜１４００℃の範囲、とくに約１３２５〜
１４００℃の範囲において、大きな絶乾比重と引張強度
の骨材が得られ、比較的広い温度範囲で絶乾比重および
引張強度の近似した骨材が得られる。一方、比較例にお
いては、絶乾比重は約１３２５℃、引張強度は約１３５
０℃を境に急激に減少し、僅かな温度変化によって絶乾
比重および引張強度が大幅に変化する。このため絶乾比
重および引張強度のバラツキが大きく、均質な骨材を得
るのが難しい。
は、１３００〜１４００℃の範囲、とくに約１３２５〜
１４００℃の範囲において、大きな絶乾比重と引張強度
の骨材が得られ、比較的広い温度範囲で絶乾比重および
引張強度の近似した骨材が得られる。一方、比較例にお
いては、絶乾比重は約１３２５℃、引張強度は約１３５
０℃を境に急激に減少し、僅かな温度変化によって絶乾
比重および引張強度が大幅に変化する。このため絶乾比
重および引張強度のバラツキが大きく、均質な骨材を得
るのが難しい。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、骨材内部の
発泡が抑制されるので、比重および強度の大きなフライ
アッシュ質人工骨材を得ることができる。さらに、比較
的広い焼成温度において、比重および強度にバラツキが
少ない均質な骨材を得ることができる。従って、コンク
リート混練時に骨材が割れて破壊することがなく、水分
量の変化もないので良質のコンクリートを作ることがで
きる。また本発明の製法はフライアッシュを原料として
用いるので、廃棄処理に因るフライアッシュを有効に再
利用でき、環境保全のうえからも有益である。
発泡が抑制されるので、比重および強度の大きなフライ
アッシュ質人工骨材を得ることができる。さらに、比較
的広い焼成温度において、比重および強度にバラツキが
少ない均質な骨材を得ることができる。従って、コンク
リート混練時に骨材が割れて破壊することがなく、水分
量の変化もないので良質のコンクリートを作ることがで
きる。また本発明の製法はフライアッシュを原料として
用いるので、廃棄処理に因るフライアッシュを有効に再
利用でき、環境保全のうえからも有益である。
【図１】焼成温度に対する絶乾比重の変化を示すグラフ
【図２】焼成温度に対する引張強度の変化を示すグラフ
Claims (3)
- 【請求項１】 未燃焼の炭質物を燃焼除去したフライア
ッシュを、酸素濃度が５体積％以下の雰囲気で焼成する
ことにより発泡を抑制した人工骨材を製造することを特
徴とするフライアッシュ質人工骨材の製造方法。 - 【請求項２】 フライアッシュを加熱して炭質物を燃焼
除去した後に、造粒して焼成する請求項１に記載の製造
方法。 - 【請求項３】 焼成温度が１３００〜１４５０℃である
請求項１に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021995A JPH08259292A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | フライアッシュ質人工骨材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021995A JPH08259292A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | フライアッシュ質人工骨材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259292A true JPH08259292A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13992382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9021995A Pending JPH08259292A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | フライアッシュ質人工骨材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08259292A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001158649A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Taiheiyo Cement Corp | 高強度人工骨材とその製造方法 |
| JP2002274906A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Taiheiyo Cement Corp | 人工骨材原料の調整方法 |
| JP2009535288A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-10-01 | セラグリーン カンパニー リミテッド | 底灰を含む人工軽量骨材の製造方法 |
| CN111393174A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-07-10 | 山西超牌煅烧高岭土有限公司 | 利用粉煤灰制造m47耐火材料的方法 |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP9021995A patent/JPH08259292A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001158649A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Taiheiyo Cement Corp | 高強度人工骨材とその製造方法 |
| JP2002274906A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Taiheiyo Cement Corp | 人工骨材原料の調整方法 |
| JP2009535288A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-10-01 | セラグリーン カンパニー リミテッド | 底灰を含む人工軽量骨材の製造方法 |
| CN111393174A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-07-10 | 山西超牌煅烧高岭土有限公司 | 利用粉煤灰制造m47耐火材料的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040325 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |