JPH08319179A - 多孔質焼結体とその製造方法 - Google Patents
多孔質焼結体とその製造方法Info
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- JPH08319179A JPH08319179A JP12654995A JP12654995A JPH08319179A JP H08319179 A JPH08319179 A JP H08319179A JP 12654995 A JP12654995 A JP 12654995A JP 12654995 A JP12654995 A JP 12654995A JP H08319179 A JPH08319179 A JP H08319179A
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- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
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- C04B38/064—Natural expanding materials, e.g. clay
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 天然シルト土壌のような保水性と透水性を兼
ね備えた高強度で軽く、耐候性の高い多孔質セラミック
焼結体とその製造方法を提供する。 【構成】 従来の陶器質焼結体と全く異なる気孔の構
造、即ち、骨材粒子の膨張と結合相の収縮によって引起
される引剥し亀裂反応によって生成される材料構造とし
て、層状のトンネル構造をもつ飽和度の高い毛細管気孔
を造りあげる。保水性、透水性は、芝生土壌に近い特性
を示し、従来の焼結体では、見られない特徴がある軽く
て強度の高い舗装材料を造ることができる。気化熱によ
る地球の温暖化の防止の効果も大いに期待され得る。
ね備えた高強度で軽く、耐候性の高い多孔質セラミック
焼結体とその製造方法を提供する。 【構成】 従来の陶器質焼結体と全く異なる気孔の構
造、即ち、骨材粒子の膨張と結合相の収縮によって引起
される引剥し亀裂反応によって生成される材料構造とし
て、層状のトンネル構造をもつ飽和度の高い毛細管気孔
を造りあげる。保水性、透水性は、芝生土壌に近い特性
を示し、従来の焼結体では、見られない特徴がある軽く
て強度の高い舗装材料を造ることができる。気化熱によ
る地球の温暖化の防止の効果も大いに期待され得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、道路などの舗装表面に
施工されて保水性と透水性をもち、容積比重が小で、高
強度であり、耐候性の優れたセラミックブロック又はタ
イルを新規に創造提供するためのものであり、水資源の
保全と気化熱による地球温暖化防止に役立つ多孔質の陶
磁器質焼結体とその製造方法に関する。
施工されて保水性と透水性をもち、容積比重が小で、高
強度であり、耐候性の優れたセラミックブロック又はタ
イルを新規に創造提供するためのものであり、水資源の
保全と気化熱による地球温暖化防止に役立つ多孔質の陶
磁器質焼結体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】陶磁器質の焼結体はＪＩＳＡ５２０９に
よれば、磁器質、石器質、陶器質を吸水率によって区分
され、磁気質以外は、重量比５［％］以上の吸水性をも
つ焼結体である。また、建築用煉瓦類など粘土質焼結体
は１０［％］〜２０［％］程度の吸水率をもった焼結体
からなるが之等窯業製品は、製品の寸法精度、強度およ
び凍結融解に対する抵抗性などの要求品質という制約の
中で必然的に残存する気孔率による吸水性である。ま
た、セラミックフィルターや、吸音材料目的や断熱、保
温材料などを目的とする多孔質体のように設計品質によ
って気孔サイズやその分布が目的により種々に製造され
た製品も数多く知られている。耐火断熱煉瓦のように気
孔率７０［％］近くもあり、保水性や吸水性の高い焼結
体もあるが、之等、製品の強度は、極めて弱く道路舗装
などの耐摩耗性の高い材料とはならない。以上のよう
に、之等、従来製品は、吸水、保水及び透水性のすべて
を目的品質として造られたものはない。近時透水セラミ
ックブロックとして、粒子径１［ｍｍ］〜３［ｍｍ］程
度の粗粒子をガラス質で結着したものもあるが、気孔径
は、０．５［ｍｍ］以上のもので透水性は良いが、毛細
管による吸水、保水機能は持っていない。本発明者によ
り以前に創案された特許第１７９８０７８号において
は、骨格を結晶化ガラス質の粒子とし、これを囲続する
無定形多孔質結合相からなる焼結体組織は、高靭性を目
的とするもので、結合相の気泡は微細な独立気泡によっ
て構成されてなるもので、本発明の目的とは異なるもの
である。而して、従来の具体例として、シルト土壌を構
成する砂の粒度は４〜６２［μ］程度といわれ、これら
が土質として充填されたときの気孔の平均径は、２
［μ］から３０［μ］程度と推定されていて、体積含有
率は、２０［％］〜４０［％］、飽和透水係数は、１×
１０-3〜１×１０-5とされている。土質工学の定説によ
れば、砂の粒径が１［ｍｍ］以上の砂や礫で構成されて
いる土壌は、毛細管力がなく、懸垂水をほとんど含まな
いもので、保水力は、少ないが、粒度が６０［μ］〜７
０［μ］になると含水率は、２０［％］、３［μ］から
５ミクロンになると、約４０［％］、１［μ］以下の粘
土質土壌では体積含水率が約５０［％］にも達すること
が知られている。本発明が解決しようとする課題は焼結
体の気孔組織において３０［μ］以下の貫通連結毛細気
孔層状間隙が全気孔中６０［％］〜８０［％］を含んだ
ものであり、さらに、３［μ］以下の気孔を１０［％］
〜２０［％］と３０［μ］以上の気孔が２０［％］〜４
０［％］からなるものである。従来、一般の陶器質焼結
体について気孔サイズ及び分布を測定した例は、次のと
おりであった。即ち、赤煉瓦の場合は、気孔が２［μ］
未満のものが２０〜３０［％］、２〜３０［μ］のもの
が３０〜４０［％］、３０［μ］を超えるものは、３０
〜５０［％］である。また、陶器質タイルの場合は、気
孔が２［μ］未満のものが７０〜８０［％］、２〜３０
［μ］のものが１０〜２５［％］、３０［μ］を超える
ものが５〜１０［％］であった。以上のように、単に気
孔径や分布から見ると、本発明の目的とするものとあま
り差違はないが、ＪＩＳＡ１２０２による吸水飽和度及
び土質工学会基準ＪＳＦＴ１５１によるＰＦ試験により
土質としての透水係数等を測定したところ、次のように
なった。即ち、赤煉瓦の吸水率は１２．０［％］、吸水
飽和度（保水性）は７１［％］、透水係数は２×１０-5
［ｃｍ／ｓｅｃ］であった。また、陶器質タイルの場合
は吸水率が１２〜１３［％］、吸水飽和度が７６〜７８
［％］、透水係数が１〜５×１０-6［ｃｍ／ｓｅｃ］で
あった。更にまた、透水煉瓦ブロックでは、吸水率が９
〜１０［％］、吸水飽和度が３８［％］、透水係数が５
×１０-3［ｃｍ／ｓｅｃ］であった。以上のように、赤
煉瓦や陶器質タイルは、かなりの保水性を有するが透水
性が低く、また、透水性を目的で造られた透水煉瓦ブロ
ックは、極めて高い透水性をもつが、保水性が少ないも
のであり、本発明の目的となるように、保水性と透水性
を兼ね備えたものはない。透水性煉瓦ブロックは１［ｍ
ｍ］〜３［ｍｍ］の粗粒子焼結体気孔サイズは０．５〜
２［ｍｍ］の粗な気孔から成るものである。以上のよう
に、赤煉瓦は、多数の気孔を持ちながら容易に吸水され
ない密閉気孔が３０［％］近く持っていて気孔の連続性
が少なく透水率が低くなっている。また、透水煉瓦ブロ
ックのような連続気孔を持っていても気孔径が大きいと
保水性の特性を示さない高い透水性を持つ砂、礫の土質
に相当するものである。一般の陶器質焼結体は、焼結過
程において大きい収縮をしながら焼結し、成形の際に封
入された気孔や焼結過程で内部に成長した空隙が連結し
たインクボトル型の気孔を形成することが定説として知
られている。従って、このような気孔は、水が容易に出
入りしない不連続な形の気孔組織となり、保水性と透水
性を兼ね備えていないから、従来技術では、機能上欠点
があることが示されている。
よれば、磁器質、石器質、陶器質を吸水率によって区分
され、磁気質以外は、重量比５［％］以上の吸水性をも
つ焼結体である。また、建築用煉瓦類など粘土質焼結体
は１０［％］〜２０［％］程度の吸水率をもった焼結体
からなるが之等窯業製品は、製品の寸法精度、強度およ
び凍結融解に対する抵抗性などの要求品質という制約の
中で必然的に残存する気孔率による吸水性である。ま
た、セラミックフィルターや、吸音材料目的や断熱、保
温材料などを目的とする多孔質体のように設計品質によ
って気孔サイズやその分布が目的により種々に製造され
た製品も数多く知られている。耐火断熱煉瓦のように気
孔率７０［％］近くもあり、保水性や吸水性の高い焼結
体もあるが、之等、製品の強度は、極めて弱く道路舗装
などの耐摩耗性の高い材料とはならない。以上のよう
に、之等、従来製品は、吸水、保水及び透水性のすべて
を目的品質として造られたものはない。近時透水セラミ
ックブロックとして、粒子径１［ｍｍ］〜３［ｍｍ］程
度の粗粒子をガラス質で結着したものもあるが、気孔径
は、０．５［ｍｍ］以上のもので透水性は良いが、毛細
管による吸水、保水機能は持っていない。本発明者によ
り以前に創案された特許第１７９８０７８号において
は、骨格を結晶化ガラス質の粒子とし、これを囲続する
無定形多孔質結合相からなる焼結体組織は、高靭性を目
的とするもので、結合相の気泡は微細な独立気泡によっ
て構成されてなるもので、本発明の目的とは異なるもの
である。而して、従来の具体例として、シルト土壌を構
成する砂の粒度は４〜６２［μ］程度といわれ、これら
が土質として充填されたときの気孔の平均径は、２
［μ］から３０［μ］程度と推定されていて、体積含有
率は、２０［％］〜４０［％］、飽和透水係数は、１×
１０-3〜１×１０-5とされている。土質工学の定説によ
れば、砂の粒径が１［ｍｍ］以上の砂や礫で構成されて
いる土壌は、毛細管力がなく、懸垂水をほとんど含まな
いもので、保水力は、少ないが、粒度が６０［μ］〜７
０［μ］になると含水率は、２０［％］、３［μ］から
５ミクロンになると、約４０［％］、１［μ］以下の粘
土質土壌では体積含水率が約５０［％］にも達すること
が知られている。本発明が解決しようとする課題は焼結
体の気孔組織において３０［μ］以下の貫通連結毛細気
孔層状間隙が全気孔中６０［％］〜８０［％］を含んだ
ものであり、さらに、３［μ］以下の気孔を１０［％］
〜２０［％］と３０［μ］以上の気孔が２０［％］〜４
０［％］からなるものである。従来、一般の陶器質焼結
体について気孔サイズ及び分布を測定した例は、次のと
おりであった。即ち、赤煉瓦の場合は、気孔が２［μ］
未満のものが２０〜３０［％］、２〜３０［μ］のもの
が３０〜４０［％］、３０［μ］を超えるものは、３０
〜５０［％］である。また、陶器質タイルの場合は、気
孔が２［μ］未満のものが７０〜８０［％］、２〜３０
［μ］のものが１０〜２５［％］、３０［μ］を超える
ものが５〜１０［％］であった。以上のように、単に気
孔径や分布から見ると、本発明の目的とするものとあま
り差違はないが、ＪＩＳＡ１２０２による吸水飽和度及
び土質工学会基準ＪＳＦＴ１５１によるＰＦ試験により
土質としての透水係数等を測定したところ、次のように
なった。即ち、赤煉瓦の吸水率は１２．０［％］、吸水
飽和度（保水性）は７１［％］、透水係数は２×１０-5
［ｃｍ／ｓｅｃ］であった。また、陶器質タイルの場合
は吸水率が１２〜１３［％］、吸水飽和度が７６〜７８
［％］、透水係数が１〜５×１０-6［ｃｍ／ｓｅｃ］で
あった。更にまた、透水煉瓦ブロックでは、吸水率が９
〜１０［％］、吸水飽和度が３８［％］、透水係数が５
×１０-3［ｃｍ／ｓｅｃ］であった。以上のように、赤
煉瓦や陶器質タイルは、かなりの保水性を有するが透水
性が低く、また、透水性を目的で造られた透水煉瓦ブロ
ックは、極めて高い透水性をもつが、保水性が少ないも
のであり、本発明の目的となるように、保水性と透水性
を兼ね備えたものはない。透水性煉瓦ブロックは１［ｍ
ｍ］〜３［ｍｍ］の粗粒子焼結体気孔サイズは０．５〜
２［ｍｍ］の粗な気孔から成るものである。以上のよう
に、赤煉瓦は、多数の気孔を持ちながら容易に吸水され
ない密閉気孔が３０［％］近く持っていて気孔の連続性
が少なく透水率が低くなっている。また、透水煉瓦ブロ
ックのような連続気孔を持っていても気孔径が大きいと
保水性の特性を示さない高い透水性を持つ砂、礫の土質
に相当するものである。一般の陶器質焼結体は、焼結過
程において大きい収縮をしながら焼結し、成形の際に封
入された気孔や焼結過程で内部に成長した空隙が連結し
たインクボトル型の気孔を形成することが定説として知
られている。従って、このような気孔は、水が容易に出
入りしない不連続な形の気孔組織となり、保水性と透水
性を兼ね備えていないから、従来技術では、機能上欠点
があることが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、従来技
術品は、保水性、吸水性、透水性の一つか二つは、一応
満足するものであるが、すべてを兼備するものはなく、
その上、この種の従来品は、いずれも、強度が極めて弱
く、耐摩耗性も低く、舗装用として長期の使用に耐えら
れるものは皆無であったという問題点がある。本発明に
よって、製造せんとするものは、上記従来技術の諸欠点
をほとんど除去するものであり、土質工学的な土壌の分
類において、シルト質土壌のような保水性をもち、且つ
適度の透水性をもつ工業製品として、更にまた、道路舗
装材料として必要な強度特性と耐摩耗性、耐候性をもつ
セラミック焼結体であり、これを創造提供することを目
的とする。
術品は、保水性、吸水性、透水性の一つか二つは、一応
満足するものであるが、すべてを兼備するものはなく、
その上、この種の従来品は、いずれも、強度が極めて弱
く、耐摩耗性も低く、舗装用として長期の使用に耐えら
れるものは皆無であったという問題点がある。本発明に
よって、製造せんとするものは、上記従来技術の諸欠点
をほとんど除去するものであり、土質工学的な土壌の分
類において、シルト質土壌のような保水性をもち、且つ
適度の透水性をもつ工業製品として、更にまた、道路舗
装材料として必要な強度特性と耐摩耗性、耐候性をもつ
セラミック焼結体であり、これを創造提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の多孔質焼結体の
本質特徴は、加熱によって容積を膨張した珪酸塩質粗粒
子を骨格粒子とし、加熱によって容積を収縮した珪酸塩
質組成物で焼結結合されており、骨格粒子間に多数の貫
通間隙が生成されている材質構造を有することである。
また、前記膨張した珪酸塩質粗粒子である骨格粒子はそ
の粒径が、０．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であ
って、組成百分率が、３０［重量％］以上８０［重量
％］であり、前記収縮した珪酸塩質組成物は、粘土質原
料と焼結調整原料を併せて組成百分率が、２０［重量
％］以上７０［重量％］以下であって、１０００［℃］
以上１２００［℃］以下の温度範囲で焼成されているも
のである。
本質特徴は、加熱によって容積を膨張した珪酸塩質粗粒
子を骨格粒子とし、加熱によって容積を収縮した珪酸塩
質組成物で焼結結合されており、骨格粒子間に多数の貫
通間隙が生成されている材質構造を有することである。
また、前記膨張した珪酸塩質粗粒子である骨格粒子はそ
の粒径が、０．５［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以下であ
って、組成百分率が、３０［重量％］以上８０［重量
％］であり、前記収縮した珪酸塩質組成物は、粘土質原
料と焼結調整原料を併せて組成百分率が、２０［重量
％］以上７０［重量％］以下であって、１０００［℃］
以上１２００［℃］以下の温度範囲で焼成されているも
のである。
【０００５】次に、本発明の多孔質焼結体の製造方法の
特徴は、粒径が０．５０［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以
下で、組成百物率が３０［重量％］以上８０［重量％］
以下の加熱膨張性珪酸塩質原料と粒径が０．２［ｍｍ］
以下で、組成百分率が２０［重量％］以上７０［重量
％］以下の加熱収縮性珪酸塩質原料とを、均一に混合な
いしは加水混練し、乾燥した後、予熱し、次いで、１０
００［℃］以上１２００［℃］以下の温度で焼成後冷却
することである。更にまた、前記加熱膨張性の珪酸塩質
原料は、金属製錬時に生成されるガラス質スラグ，都市
ゴミ及び／又は下水汚泥を溶融して生成されるガラス質
スラグ，無定形のガラス質物を含む石炭灰、少量の金属
類、炭素及び揮発性のガス成分が封入された状態で生成
された焼却灰のうちの１種以上を混合したものであり、
前記加熱収縮性の珪酸塩質原料は粘土質原料に焼結調整
原料を添加混合したものである。請求項１に示すように
本発明の特徴は、粒子間の結合相に形成される気孔が
「気泡」によって形成されるものでなく「引剥し貫通間
隙」によって造られた材料組成中の層状トンネル構造を
もつもので組成全体に連結されたものであり、また、亀
裂間隙が、保水性の高い毛細管のサイズをもつものであ
る。之等の目的を達成するには、骨格となる粒子は適度
の粗粒子からなり、成形体の焼成時に、１０００［℃］
以上の温度で容積を膨張する必要があり、また結合相
は、粘土質等のように、焼成温度の上昇とともに、収縮
を示すことが必要な条件である。また、骨格粒子表面と
結合相組成物は、強固な化学反応によって充分な溶着を
示すことが必要である。骨格粒子は、請求項３に示すよ
うに、金属製錬時に、生成されるガラス質スラグや、都
市ゴミ下水処理汚泥を溶融した際に、得られるスラグ、
あるい、高温処理によってガラス質となって生成される
石炭灰など大部分が無定形のガラス質であり、従来の金
属成分、炭素、及び揮発性ガスを封入されたものであ
る。膨張性原料としては、天然ガラス質原料も知られる
が。あまり大きい膨張を示すものは、骨格粒子の強度が
弱く本発明の目的とはならない。選択された膨張性骨材
原料は、Ｄ．Ｔ．Ａ．測定結果によると、いずれも、９
００〜１０００［℃］の間で、発熱反応をともないなが
ら結晶化を起こし、揮発成分が金属の酸化反応ととも
に、３［％］〜１０［％］程度の容積膨張を示した。ま
た、本発明における結合相の組成物の基本的な条件は、
約１０００［℃］付近で、骨材粒子表面とは反応焼結し
て強固な溶着を示すが、本質的に耐火度が高く、骨格粒
子膨張の際には、結合強度は弱く、骨格粒子の膨張時、
引き裂かれる程度のものがよいもので、固相反応によっ
て焼結する収縮性の粘土質を必須成分として調整する。
之等の配合率は、請求項２及び３に示すように、上記骨
格粒子としての骨材が３０［％］〜７０［％］の範囲に
あり、その理由は、８０［％］を超えると成形性に問題
があり、３０［％］以下の場合は、本発明の気孔構造の
効果は、期待できないからである。また、焼成物骨格粒
子の粒度範囲限定の理由は、０．５［ｍｍ］未満の場合
は、焼成時、結合相と反応して粗粒子として効果は示さ
なかったからであり、また、３［ｍｍ］を超える粗大粒
子の場合は、製品の強度特性の面で不充分であった。次
に、焼成温度１０００［℃］以上としたのは、それ未満
では、加熱収縮性珪酸塩質原料の収縮が不充分となるか
らであり、また、１２００［℃］以下としたのは、それ
を超えると、骨格粒子も溶融部分が多くなり、骨格とし
ての役を果たさなくなるからである。
特徴は、粒径が０．５０［ｍｍ］以上３．０［ｍｍ］以
下で、組成百物率が３０［重量％］以上８０［重量％］
以下の加熱膨張性珪酸塩質原料と粒径が０．２［ｍｍ］
以下で、組成百分率が２０［重量％］以上７０［重量
％］以下の加熱収縮性珪酸塩質原料とを、均一に混合な
いしは加水混練し、乾燥した後、予熱し、次いで、１０
００［℃］以上１２００［℃］以下の温度で焼成後冷却
することである。更にまた、前記加熱膨張性の珪酸塩質
原料は、金属製錬時に生成されるガラス質スラグ，都市
ゴミ及び／又は下水汚泥を溶融して生成されるガラス質
スラグ，無定形のガラス質物を含む石炭灰、少量の金属
類、炭素及び揮発性のガス成分が封入された状態で生成
された焼却灰のうちの１種以上を混合したものであり、
前記加熱収縮性の珪酸塩質原料は粘土質原料に焼結調整
原料を添加混合したものである。請求項１に示すように
本発明の特徴は、粒子間の結合相に形成される気孔が
「気泡」によって形成されるものでなく「引剥し貫通間
隙」によって造られた材料組成中の層状トンネル構造を
もつもので組成全体に連結されたものであり、また、亀
裂間隙が、保水性の高い毛細管のサイズをもつものであ
る。之等の目的を達成するには、骨格となる粒子は適度
の粗粒子からなり、成形体の焼成時に、１０００［℃］
以上の温度で容積を膨張する必要があり、また結合相
は、粘土質等のように、焼成温度の上昇とともに、収縮
を示すことが必要な条件である。また、骨格粒子表面と
結合相組成物は、強固な化学反応によって充分な溶着を
示すことが必要である。骨格粒子は、請求項３に示すよ
うに、金属製錬時に、生成されるガラス質スラグや、都
市ゴミ下水処理汚泥を溶融した際に、得られるスラグ、
あるい、高温処理によってガラス質となって生成される
石炭灰など大部分が無定形のガラス質であり、従来の金
属成分、炭素、及び揮発性ガスを封入されたものであ
る。膨張性原料としては、天然ガラス質原料も知られる
が。あまり大きい膨張を示すものは、骨格粒子の強度が
弱く本発明の目的とはならない。選択された膨張性骨材
原料は、Ｄ．Ｔ．Ａ．測定結果によると、いずれも、９
００〜１０００［℃］の間で、発熱反応をともないなが
ら結晶化を起こし、揮発成分が金属の酸化反応ととも
に、３［％］〜１０［％］程度の容積膨張を示した。ま
た、本発明における結合相の組成物の基本的な条件は、
約１０００［℃］付近で、骨材粒子表面とは反応焼結し
て強固な溶着を示すが、本質的に耐火度が高く、骨格粒
子膨張の際には、結合強度は弱く、骨格粒子の膨張時、
引き裂かれる程度のものがよいもので、固相反応によっ
て焼結する収縮性の粘土質を必須成分として調整する。
之等の配合率は、請求項２及び３に示すように、上記骨
格粒子としての骨材が３０［％］〜７０［％］の範囲に
あり、その理由は、８０［％］を超えると成形性に問題
があり、３０［％］以下の場合は、本発明の気孔構造の
効果は、期待できないからである。また、焼成物骨格粒
子の粒度範囲限定の理由は、０．５［ｍｍ］未満の場合
は、焼成時、結合相と反応して粗粒子として効果は示さ
なかったからであり、また、３［ｍｍ］を超える粗大粒
子の場合は、製品の強度特性の面で不充分であった。次
に、焼成温度１０００［℃］以上としたのは、それ未満
では、加熱収縮性珪酸塩質原料の収縮が不充分となるか
らであり、また、１２００［℃］以下としたのは、それ
を超えると、骨格粒子も溶融部分が多くなり、骨格とし
ての役を果たさなくなるからである。
【０００６】
【作用】一般に粗粒子が密充填されたとき、形成される
気孔は、理論的には、配位数によって左右され、配位数
６の立方体的充填では、気孔率４０〜５０［％］であ
り、耐火物や砥石の製造に適用されている。また、天然
土壌において、「シルト質土壌」では、粒子がほぼ球状
と考えられる。砂や土の粒子がルーズに充填されたもの
で、耐火物の十数分の一の圧縮強度であるため、このよ
うな保水性や透水性を示している。本発明では、道路舗
装材料としての強度特性をもちながら、保水、透水機能
をもった全く新規な焼結体を造り出すものである。高い
保水性を示す気孔は、毛細管気孔であり、気孔が小さい
ほど、速く水を移動させるものであるが、之等の気孔が
連結されていて、容易に水が飽和するものでなければな
らない。而も、貫通間隙も多いので、かなりの透水作用
もある。
気孔は、理論的には、配位数によって左右され、配位数
６の立方体的充填では、気孔率４０〜５０［％］であ
り、耐火物や砥石の製造に適用されている。また、天然
土壌において、「シルト質土壌」では、粒子がほぼ球状
と考えられる。砂や土の粒子がルーズに充填されたもの
で、耐火物の十数分の一の圧縮強度であるため、このよ
うな保水性や透水性を示している。本発明では、道路舗
装材料としての強度特性をもちながら、保水、透水機能
をもった全く新規な焼結体を造り出すものである。高い
保水性を示す気孔は、毛細管気孔であり、気孔が小さい
ほど、速く水を移動させるものであるが、之等の気孔が
連結されていて、容易に水が飽和するものでなければな
らない。而も、貫通間隙も多いので、かなりの透水作用
もある。
【０００７】
【実施例】本実施例は、安価な材料として、廃棄物を用
いた場合の例であり、試料別各材料の配合率は、表１の
通りである。而して、焼結体サイズは３００［ｍｍ］×
３００［ｍｍ］ｍ×３０［ｍｍ］で、成形条件は、粉末
加圧成形により、圧力は、２００［ｋｇ／ｃｍ2］と
し、成形水分は、８［％］とした。また、焼成は、ロー
ラーハースキンを用いて、１０００［℃］まで１５［℃
／分］、１０００［℃］〜１１５０［℃］は５［℃／
分］の加熱速度で昇温して焼成した。実験結果は、表２
のごとくであり、かさ比重が、小なる割合に、曲げ強度
は、非常に大であるという特色がある上、吸水飽和度が
高く、透水係数も、大であり、かつ体積含水率は、中位
の理想的材料である。本発明のこの実施例からわかるよ
うに、本発明の特徴である層状のトンネル構造（孔隙構
造）の気孔は、隙間のサイズを毛細管サイズとしても気
孔容積を著しく拡大し、連続気孔組織となり、ＰＦ試験
の結果においても、吸水飽和度は、９０［％］を越え、
ＰＦ２（水頭１ｍ）粒度までは、極めて安定した保水性
を示し、透水係数も天然の芝生土壌に近いものであり、
前記赤煉瓦の１０倍以上の透水性と、１．３倍の保水性
をもち、このような人工材料は従来なかった。
いた場合の例であり、試料別各材料の配合率は、表１の
通りである。而して、焼結体サイズは３００［ｍｍ］×
３００［ｍｍ］ｍ×３０［ｍｍ］で、成形条件は、粉末
加圧成形により、圧力は、２００［ｋｇ／ｃｍ2］と
し、成形水分は、８［％］とした。また、焼成は、ロー
ラーハースキンを用いて、１０００［℃］まで１５［℃
／分］、１０００［℃］〜１１５０［℃］は５［℃／
分］の加熱速度で昇温して焼成した。実験結果は、表２
のごとくであり、かさ比重が、小なる割合に、曲げ強度
は、非常に大であるという特色がある上、吸水飽和度が
高く、透水係数も、大であり、かつ体積含水率は、中位
の理想的材料である。本発明のこの実施例からわかるよ
うに、本発明の特徴である層状のトンネル構造（孔隙構
造）の気孔は、隙間のサイズを毛細管サイズとしても気
孔容積を著しく拡大し、連続気孔組織となり、ＰＦ試験
の結果においても、吸水飽和度は、９０［％］を越え、
ＰＦ２（水頭１ｍ）粒度までは、極めて安定した保水性
を示し、透水係数も天然の芝生土壌に近いものであり、
前記赤煉瓦の１０倍以上の透水性と、１．３倍の保水性
をもち、このような人工材料は従来なかった。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】
【発明の効果】本発明により次のような効果がある。 １）保水性と透水性を兼ね備えた高強度の舗装材料は、
近時地球環境が求められるものであり、透水性大なるこ
とにより、水資源の保護をはかることができ、保水性も
従来の舗装材よりるかに大であるから、気化熱による地
球化温暖防止が大いに期待される。 ２）従来、広く使用されているコンクリートブロック舗
装材に使用しても、約２〜３倍の強度を持ち、而も軽
く、また、セラミックスのもつ表情は、景観材料として
の新しい空間の構築を達成する。 ３）本発明は、廃棄物のリサイクルに応用しても、安価
で品質優良な製品であり、廃棄物の捨て場もその分不要
となり、また、資源節約の意味においても、国家的、社
会的に非常に大きな価値あるものである。
近時地球環境が求められるものであり、透水性大なるこ
とにより、水資源の保護をはかることができ、保水性も
従来の舗装材よりるかに大であるから、気化熱による地
球化温暖防止が大いに期待される。 ２）従来、広く使用されているコンクリートブロック舗
装材に使用しても、約２〜３倍の強度を持ち、而も軽
く、また、セラミックスのもつ表情は、景観材料として
の新しい空間の構築を達成する。 ３）本発明は、廃棄物のリサイクルに応用しても、安価
で品質優良な製品であり、廃棄物の捨て場もその分不要
となり、また、資源節約の意味においても、国家的、社
会的に非常に大きな価値あるものである。
Claims (4)
- 【請求項１】 加熱によって容積を膨張した珪酸塩質粗
粒子を骨格粒子とし、加熱によって容積を収縮した珪酸
塩質組成物で焼結結合されており、骨格粒子間に多数の
貫通間隙が生成されている材質構造を有することを特徴
とする多孔質焼結体。 - 【請求項２】 前記膨張した珪酸塩質粗粒子である骨格
粒子はその粒径が、０．２５［ｍｍ］以上３．０［ｍ
ｍ］以下であって、組成百分率が、３０［重量％］以上
８０［重量％］であり、前記収縮した珪酸塩質組成物
は、粘土質原料と焼結調整原料を併せて組成百分率が２
０［重量％］以上７０［重量％］以下であって、１００
０［℃］以上１２００［℃］以下の温度範囲で焼成され
ているものである、請求項１の多孔質焼結体。 - 【請求項３】 粒径が０．５０［ｍｍ］以上３．０［ｍ
ｍ］以下で、組成百分率が３０［重量％］以上８０［重
量％］以下の加熱膨張性珪酸塩質原料と粒径が０．２
［ｍｍ］以下で、組成百分率２０［重量％］以上７０
［重量％］以下の加熱収縮性珪酸塩質原料とを均一に混
合ないしは加水混練し、成形し、乾燥した後、予熱し、
次いで、１０００［℃］以上１２００［℃］以下の温度
で焼成後冷却することを特徴とする多孔質焼結体の製造
方法。 - 【請求項４】 前記加熱膨張性の珪酸塩質原料が、金属
製練時に生成されるガラス質スラグ，都市ゴミ及び／又
は下水汚泥を溶融して生成されるガラス質スラグ，無定
形のガラス質物を含む石炭灰、少量の金属類、炭素及び
揮発性のガス成分が封入された状態で生成された焼却灰
のうちの１種以上を混合したものであり、前記加熱収縮
性の珪酸塩質原料が粘土質原料に焼結調整原料を添加混
合したものである。請求項３の多孔質焼結体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12654995A JP3216034B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 多孔質焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12654995A JP3216034B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 多孔質焼結体とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319179A true JPH08319179A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3216034B2 JP3216034B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=14937931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12654995A Expired - Fee Related JP3216034B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 多孔質焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3216034B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168326A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 金属細線、ウイック構造体およびそれを用いたヒートパイプ |
| JP2009284876A (ja) * | 2008-05-31 | 2009-12-10 | Misuzu Life:Kk | エア冷却機構およびこれを用いた栽培施設 |
| WO2012015073A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Toto株式会社 | せっ器質タイル |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP12654995A patent/JP3216034B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168326A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 金属細線、ウイック構造体およびそれを用いたヒートパイプ |
| JP2009284876A (ja) * | 2008-05-31 | 2009-12-10 | Misuzu Life:Kk | エア冷却機構およびこれを用いた栽培施設 |
| WO2012015073A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Toto株式会社 | せっ器質タイル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3216034B2 (ja) | 2001-10-09 |
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