JPH11116301A - 人工軽量骨材の製造方法 - Google Patents
人工軽量骨材の製造方法Info
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- JPH11116301A JPH11116301A JP27467697A JP27467697A JPH11116301A JP H11116301 A JPH11116301 A JP H11116301A JP 27467697 A JP27467697 A JP 27467697A JP 27467697 A JP27467697 A JP 27467697A JP H11116301 A JPH11116301 A JP H11116301A
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- C04B38/009—Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
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- 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
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
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- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭火力発電所等の石炭焚きボイラーから発
生するフライアッシュを建築・土木用の人工軽量骨材と
して再資源化して有効利用する方法およびそれにより作
製された人工軽量骨材を提供する。 【解決手段】 石炭焚きボイラーから発生する石炭灰
に、炭酸ナトリウムと炭酸カリウムからなる融点降下剤
と、ベントナイトからなる粘結剤と、炭材からなる還元
度調整材とを混合して混合物を得て、該混合物を平均粒
径が１５μｍ以下になるように粉砕して粉砕物を得て、
該粉砕物に水を加えて成形して成形体を得て、該成形体
をロータリーキルンにより１０００℃〜１２５０℃の温
度範囲内で絶乾比重が１．５〜２．０になるように焼成
した。
生するフライアッシュを建築・土木用の人工軽量骨材と
して再資源化して有効利用する方法およびそれにより作
製された人工軽量骨材を提供する。 【解決手段】 石炭焚きボイラーから発生する石炭灰
に、炭酸ナトリウムと炭酸カリウムからなる融点降下剤
と、ベントナイトからなる粘結剤と、炭材からなる還元
度調整材とを混合して混合物を得て、該混合物を平均粒
径が１５μｍ以下になるように粉砕して粉砕物を得て、
該粉砕物に水を加えて成形して成形体を得て、該成形体
をロータリーキルンにより１０００℃〜１２５０℃の温
度範囲内で絶乾比重が１．５〜２．０になるように焼成
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、石炭火力発電所
等の石炭焚きボイラーから発生する石炭灰（フライアッ
シュ）を建築・土木用の人工軽量骨材として再資源化し
て有効利用する方法に関する。
等の石炭焚きボイラーから発生する石炭灰（フライアッ
シュ）を建築・土木用の人工軽量骨材として再資源化し
て有効利用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭は、石油に比べて資源が豊富で単位
発熱量当たりの価格も安価なことから、国内のエネルギ
ー政策により、特に発電用燃料として大幅な使用量の増
加が計画または実施されつつある。その結果、石炭火力
発電所等の石炭焚きボイラーから発生する石炭灰（フラ
イアッシュ）が、石炭使用量にほぼ比例して増加するこ
ととなり、急増する石炭灰を有効利用することが大きな
課題となっている。
発熱量当たりの価格も安価なことから、国内のエネルギ
ー政策により、特に発電用燃料として大幅な使用量の増
加が計画または実施されつつある。その結果、石炭火力
発電所等の石炭焚きボイラーから発生する石炭灰（フラ
イアッシュ）が、石炭使用量にほぼ比例して増加するこ
ととなり、急増する石炭灰を有効利用することが大きな
課題となっている。
【０００３】石炭灰の有効利用としては、人工軽量骨材
としての利用がその需要量が大きいことから、大量処理
の面で適している。
としての利用がその需要量が大きいことから、大量処理
の面で適している。
【０００４】しかし、石炭火力発電所等の石炭焚きボイ
ラーから発生する石炭灰の骨材としての利用は、シンタ
ーグレート方式で一部が骨材化されているものの、国内
では極めて少ない。
ラーから発生する石炭灰の骨材としての利用は、シンタ
ーグレート方式で一部が骨材化されているものの、国内
では極めて少ない。
【０００５】その原因は、石炭火力発電所等の石炭焚き
ボイラーでは、ボイラーの水管やボイラー壁への灰の付
着を軽減するために融点の高い灰を発生する石炭を選択
して使用しているところにある。すなわち、石炭火力発
電所等の石炭焚きボイラーから発生する石炭灰は、一般
的には融点が高く、軽量骨材化するには低融点の粘土や
頁岩を多量に混入して焼成しなければならない。これら
の粘土や頁岩を多量に確保するのが困難であり、かつ、
これらの粘土や頁岩を採掘・運搬・前処理・混合するの
に多くの費用を要し、人工軽量骨材の製造コストを高く
引き上げている。また、単位製品当たりの石炭灰の使用
率が低いので、石炭灰の有効利用上好ましくない。
ボイラーでは、ボイラーの水管やボイラー壁への灰の付
着を軽減するために融点の高い灰を発生する石炭を選択
して使用しているところにある。すなわち、石炭火力発
電所等の石炭焚きボイラーから発生する石炭灰は、一般
的には融点が高く、軽量骨材化するには低融点の粘土や
頁岩を多量に混入して焼成しなければならない。これら
の粘土や頁岩を多量に確保するのが困難であり、かつ、
これらの粘土や頁岩を採掘・運搬・前処理・混合するの
に多くの費用を要し、人工軽量骨材の製造コストを高く
引き上げている。また、単位製品当たりの石炭灰の使用
率が低いので、石炭灰の有効利用上好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、入手
が容易で低価格な添加剤を添加することにより、比較的
低温で比強度の高い人工軽量骨材を低コストで生産する
技術を提供することにある。
が容易で低価格な添加剤を添加することにより、比較的
低温で比強度の高い人工軽量骨材を低コストで生産する
技術を提供することにある。
【０００７】また、添加剤の使用量を低減することによ
り、単位製品当たりの石炭灰の使用率を増加して、石炭
灰の利用効率を高めることにある。
り、単位製品当たりの石炭灰の使用率を増加して、石炭
灰の利用効率を高めることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明における人工軽
量骨材の製造方法は、石炭焚きボイラーから発生する石
炭灰に融点降下剤と粘結剤と還元度調整材とを混合して
混合物を得て、該混合物を平均粒径が１５μｍ以下にな
るように粉砕して粉砕物を得て、該粉砕物に水を加えて
成形して成形体を得て、該成形体をロータリーキルンに
より１０００℃〜１２５０℃の温度範囲内で焼成するこ
とからなる。これにより吸水率の高い人工軽量骨材が得
られる。なお、焼成前に、必要に応じて、乾燥を行う。
量骨材の製造方法は、石炭焚きボイラーから発生する石
炭灰に融点降下剤と粘結剤と還元度調整材とを混合して
混合物を得て、該混合物を平均粒径が１５μｍ以下にな
るように粉砕して粉砕物を得て、該粉砕物に水を加えて
成形して成形体を得て、該成形体をロータリーキルンに
より１０００℃〜１２５０℃の温度範囲内で焼成するこ
とからなる。これにより吸水率の高い人工軽量骨材が得
られる。なお、焼成前に、必要に応じて、乾燥を行う。
【０００９】本願発明における融点降下剤は、Ｎａ2Ｏ
とＫ2Ｏのそれぞれまたは両者の合計量が３０重量％〜
５０重量％の範囲内にあるようにアルカリ金属化合物と
石炭灰とを混合し、１０００℃〜１２００℃の温度範囲
内で加熱溶融してガラス状にして、冷却粉砕することに
より作製される。そして、この融点降下剤は、Ｎａ2Ｏ
とＫ2Ｏの合計量が焼成品中の２重量％〜６重量％の範
囲内にあるように、石炭灰に添加することが好ましい。
なお、アルカリ金属化合物が炭酸ナトリウムあるいは炭
酸カリウムであることが好ましい。
とＫ2Ｏのそれぞれまたは両者の合計量が３０重量％〜
５０重量％の範囲内にあるようにアルカリ金属化合物と
石炭灰とを混合し、１０００℃〜１２００℃の温度範囲
内で加熱溶融してガラス状にして、冷却粉砕することに
より作製される。そして、この融点降下剤は、Ｎａ2Ｏ
とＫ2Ｏの合計量が焼成品中の２重量％〜６重量％の範
囲内にあるように、石炭灰に添加することが好ましい。
なお、アルカリ金属化合物が炭酸ナトリウムあるいは炭
酸カリウムであることが好ましい。
【００１０】還元度調整材が、骨材内部の還元度を調整
するものであり、石炭灰に対して０．２重量％〜１０重
量％の範囲内の量の炭材からなることが好ましい。炭材
は、典型的には石炭、コークスである。
するものであり、石炭灰に対して０．２重量％〜１０重
量％の範囲内の量の炭材からなることが好ましい。炭材
は、典型的には石炭、コークスである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明者等は、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの
それぞれ、または両者の合計量が３０重量％〜５０重量
％となるようにアルカリ金属化合物と石炭灰とを混合し
て１０００℃〜１２００℃で加熱溶融してガラス状にし
て冷却粉砕したものを融点降下剤として Ｎａ2Ｏ、Ｋ2
Ｏ 換算量の合計量が焼成品中の２〜６重量％となるよ
うに石炭灰に添加することにより、石炭灰の融点が１０
００℃〜１２５０℃の工業的に焼成しやすい温度に低下
し、かつ還元度調整材として平均粒度１０μｍ以下の石
炭やコークス等の炭材を石炭灰に対して０．２重量％〜
１０重量％添加することにより、絶乾比重１．５〜２．
０程度の比強度が高く、吸水率の少ない人工軽量骨材を
焼成する方法を見出し、本発明に至った。
それぞれ、または両者の合計量が３０重量％〜５０重量
％となるようにアルカリ金属化合物と石炭灰とを混合し
て１０００℃〜１２００℃で加熱溶融してガラス状にし
て冷却粉砕したものを融点降下剤として Ｎａ2Ｏ、Ｋ2
Ｏ 換算量の合計量が焼成品中の２〜６重量％となるよ
うに石炭灰に添加することにより、石炭灰の融点が１０
００℃〜１２５０℃の工業的に焼成しやすい温度に低下
し、かつ還元度調整材として平均粒度１０μｍ以下の石
炭やコークス等の炭材を石炭灰に対して０．２重量％〜
１０重量％添加することにより、絶乾比重１．５〜２．
０程度の比強度が高く、吸水率の少ない人工軽量骨材を
焼成する方法を見出し、本発明に至った。
【００１２】具体的実施例において融点降下剤は、炭酸
ナトリウムおよび炭酸カリウムと石炭灰とを混合して１
０００℃〜１２００℃で加熱溶融してＮａ2ＯとＫ2Ｏの
それぞれまたは両者の合計量が３０重量％〜５０重量％
となるようにガラス状にして冷却粉砕したものを使用す
る。
ナトリウムおよび炭酸カリウムと石炭灰とを混合して１
０００℃〜１２００℃で加熱溶融してＮａ2ＯとＫ2Ｏの
それぞれまたは両者の合計量が３０重量％〜５０重量％
となるようにガラス状にして冷却粉砕したものを使用す
る。
【００１３】人工軽量骨材の製造方法の一態様によれ
ば、まず原料である石炭灰１００重量部に対して、粘結
材であるベントナイトを外割りで０．２〜５重量部とな
るように、さらに前記融点降下剤をＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ換算
量の合計量が焼成品中の２〜６重量％となるように添加
する。更に、骨材内部の還元度調整材として石炭、コー
クスなどの炭材を０．２〜１０重量％添加する。
ば、まず原料である石炭灰１００重量部に対して、粘結
材であるベントナイトを外割りで０．２〜５重量部とな
るように、さらに前記融点降下剤をＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ換算
量の合計量が焼成品中の２〜６重量％となるように添加
する。更に、骨材内部の還元度調整材として石炭、コー
クスなどの炭材を０．２〜１０重量％添加する。
【００１４】こうして得られた混合物を平均粒径が１５
μｍ以下となるように粉砕する。次いで、得られた粉砕
物に水を加えて成形して成形体を得、その後、要すれば
乾燥した後、この成形体を１０００℃〜１２５０℃で焼
成する。
μｍ以下となるように粉砕する。次いで、得られた粉砕
物に水を加えて成形して成形体を得、その後、要すれば
乾燥した後、この成形体を１０００℃〜１２５０℃で焼
成する。
【００１５】本発明に用いる成形方法としては、所定の
径になるように成形できるものであれば良いが、パンペ
レタイザーや押し出し成型機を用いると簡便である。ま
た、焼成は連続操業や品質の均一性を勘案すればロータ
リーキルンを用いることが好ましい。
径になるように成形できるものであれば良いが、パンペ
レタイザーや押し出し成型機を用いると簡便である。ま
た、焼成は連続操業や品質の均一性を勘案すればロータ
リーキルンを用いることが好ましい。
【００１６】融点降下剤について、以下に詳述する。
【００１７】石炭灰は液相を生成して焼結を開始する温
度が１４００℃〜１５００℃と極めて高い場合が多い。
人工軽量骨材を１４００℃〜１５００℃で焼成するには
焼成設備の耐火度、エネルギーコストの点で実用的では
ない。従来、このような高耐火度の原料を焼成する場合
には融点降下剤としてアルカリ金属類を多く含む低耐火
度の粘度や頁岩等の天然鉱物やビンガラス等の廃ガラス
を多量に加える方法が一般的であった。本発明者等は粘
土、頁岩類の添加効果を種々検討した結果、これらを構
成する成分の内でアルカリ金属類が少量で液相生成温度
を著しく低下することを確認した。しかしながら、アル
カリ金属類の含有量の高い工業薬品を石炭灰に添加する
と石炭灰を造粒したペレットの表面のみが溶融して内部
が焼成できない。これは、融点を降下するのに有効なア
ルカリ金属類の工業製品であるナトリウム、カリウム塩
類は水溶性を有するものが大半であり、造粒したペレッ
トを乾燥する段階でペレット表面にアルカリ金属類が濃
縮して焼成時にペレット表面のみが溶融して内部が焼成
できないためである。工業用のアルカリ金属化合物の表
面への濃縮を防止する方法を検討した結果、炭酸ナトリ
ウムや炭酸カリウム等のアルカリ金属の化合物と石炭灰
とを混合して１０００℃〜１２００℃で加熱溶融してＮ
ａ2ＯとＫ2Ｏのそれぞれまたは両者の合計量が３０重量
％〜５０重量％となるように混合溶融し、ガラス状とし
たものを冷却粉砕し、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計量が焼成品
中の２〜６重量％となるように石炭灰に添加すると、１
０００℃〜１２５０℃の焼成で、ペレットの内部が均一
に焼結した高強度な人工軽量骨材が得られることを見出
した。
度が１４００℃〜１５００℃と極めて高い場合が多い。
人工軽量骨材を１４００℃〜１５００℃で焼成するには
焼成設備の耐火度、エネルギーコストの点で実用的では
ない。従来、このような高耐火度の原料を焼成する場合
には融点降下剤としてアルカリ金属類を多く含む低耐火
度の粘度や頁岩等の天然鉱物やビンガラス等の廃ガラス
を多量に加える方法が一般的であった。本発明者等は粘
土、頁岩類の添加効果を種々検討した結果、これらを構
成する成分の内でアルカリ金属類が少量で液相生成温度
を著しく低下することを確認した。しかしながら、アル
カリ金属類の含有量の高い工業薬品を石炭灰に添加する
と石炭灰を造粒したペレットの表面のみが溶融して内部
が焼成できない。これは、融点を降下するのに有効なア
ルカリ金属類の工業製品であるナトリウム、カリウム塩
類は水溶性を有するものが大半であり、造粒したペレッ
トを乾燥する段階でペレット表面にアルカリ金属類が濃
縮して焼成時にペレット表面のみが溶融して内部が焼成
できないためである。工業用のアルカリ金属化合物の表
面への濃縮を防止する方法を検討した結果、炭酸ナトリ
ウムや炭酸カリウム等のアルカリ金属の化合物と石炭灰
とを混合して１０００℃〜１２００℃で加熱溶融してＮ
ａ2ＯとＫ2Ｏのそれぞれまたは両者の合計量が３０重量
％〜５０重量％となるように混合溶融し、ガラス状とし
たものを冷却粉砕し、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計量が焼成品
中の２〜６重量％となるように石炭灰に添加すると、１
０００℃〜１２５０℃の焼成で、ペレットの内部が均一
に焼結した高強度な人工軽量骨材が得られることを見出
した。
【００１８】本願発明において融点降下剤に利用される
炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等のアルカリ金属化合物
は、工業薬品として安価に量産されているため、本願発
明は価格的に有利である。さらに、アルカリ金属類の炭
酸塩や炭酸水素塩は加熱時に有害なガスを発生しないた
め好ましい。このアルカリ金属化合物を石炭灰に添加す
ることにより、アルカリ金属類とシリカで水に難溶性の
ガラスを生成する。石炭灰をガラス生成のためのシリカ
源とするので、融点降下剤としても石炭灰が使用でき、
石炭灰の処理率を向上でき、新たな資源を必要としない
ため好ましい。
炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等のアルカリ金属化合物
は、工業薬品として安価に量産されているため、本願発
明は価格的に有利である。さらに、アルカリ金属類の炭
酸塩や炭酸水素塩は加熱時に有害なガスを発生しないた
め好ましい。このアルカリ金属化合物を石炭灰に添加す
ることにより、アルカリ金属類とシリカで水に難溶性の
ガラスを生成する。石炭灰をガラス生成のためのシリカ
源とするので、融点降下剤としても石炭灰が使用でき、
石炭灰の処理率を向上でき、新たな資源を必要としない
ため好ましい。
【００１９】融点降下剤において、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏのそ
れぞれまたは両者の合計量が３０重量％以下では、ガラ
ス化のための溶融温度が１２００℃を越えるため、設備
や保守費が高価となり、エネルギーコストも高くなる。
また、アルカリの含有率も低下するため、融点降下剤の
使用量が多量となり好ましくない。またＮａ2ＯとＫ2Ｏ
のそれぞれまたは両者の合計量が５０重量％を越える
と、生成したガラスの水溶性が増加し、造粒したペレッ
トの表面だけが軟化しやすくなって、ペレット内部が焼
成できなくなり、好ましくない。
れぞれまたは両者の合計量が３０重量％以下では、ガラ
ス化のための溶融温度が１２００℃を越えるため、設備
や保守費が高価となり、エネルギーコストも高くなる。
また、アルカリの含有率も低下するため、融点降下剤の
使用量が多量となり好ましくない。またＮａ2ＯとＫ2Ｏ
のそれぞれまたは両者の合計量が５０重量％を越える
と、生成したガラスの水溶性が増加し、造粒したペレッ
トの表面だけが軟化しやすくなって、ペレット内部が焼
成できなくなり、好ましくない。
【００２０】本願発明の人工軽量骨材の製造方法におい
て、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ換算量の合計量が焼成品中の２〜６
重量％となるように融点降下剤を添加するのは、石炭灰
の化学組成は、炭種により異なるが、ＳｉＯ2：５０重
量％〜５５重量％、ＡＩ2Ｏ3：２５重量％〜３０重量
％、Ｎａ2Ｏ：０．２重量％〜２重量％、Ｋ2Ｏ：０．２
重量％〜１重量％からなり、前記量のアルカリ金属類の
添加により、融点は大きく低下してかつ溶化温度幅が長
くなるからである。
て、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ換算量の合計量が焼成品中の２〜６
重量％となるように融点降下剤を添加するのは、石炭灰
の化学組成は、炭種により異なるが、ＳｉＯ2：５０重
量％〜５５重量％、ＡＩ2Ｏ3：２５重量％〜３０重量
％、Ｎａ2Ｏ：０．２重量％〜２重量％、Ｋ2Ｏ：０．２
重量％〜１重量％からなり、前記量のアルカリ金属類の
添加により、融点は大きく低下してかつ溶化温度幅が長
くなるからである。
【００２１】人工軽量骨材中のＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計量
が２重量％を下回ると、焼成温度が１２５０℃以上とな
り実用的ではない。また６重量％より増加しても、融点
の低下効果は少なく、添加剤の増加により製造コストが
増加するため好ましくない。
が２重量％を下回ると、焼成温度が１２５０℃以上とな
り実用的ではない。また６重量％より増加しても、融点
の低下効果は少なく、添加剤の増加により製造コストが
増加するため好ましくない。
【００２２】還元度調整材について、以下に詳述する。
【００２３】造粒したペレットの内部を添加した炭材に
より還元雰囲気に保つのは、石炭灰中に含まれる酸化鉄
であるヘマタイトをウスタイトまたはマグネタイトに還
元してマトリックスの融点を低下させ、ペレット表面を
酸化して耐火度を増加して加熱時のペレットの融着を緩
和し、焼成温度を上昇させ、内部の焼結を促進して骨材
強度を増加して、吸水率を低下させるためである。
より還元雰囲気に保つのは、石炭灰中に含まれる酸化鉄
であるヘマタイトをウスタイトまたはマグネタイトに還
元してマトリックスの融点を低下させ、ペレット表面を
酸化して耐火度を増加して加熱時のペレットの融着を緩
和し、焼成温度を上昇させ、内部の焼結を促進して骨材
強度を増加して、吸水率を低下させるためである。
【００２４】炭材の添加率が０．２重量％以下では、ペ
レット内部を還元状態に保てず、ペレット内の融点を低
下する効果が得られない。また炭材の添加率が１０重量
％を越えると、未燃焼の炭素がペレット内部に残留し、
この残留炭素は硅酸塩との反応性に乏しいことから、人
工軽量骨材の強度を低下させ、吸水率も増加する恐れが
あるので好ましくない。
レット内部を還元状態に保てず、ペレット内の融点を低
下する効果が得られない。また炭材の添加率が１０重量
％を越えると、未燃焼の炭素がペレット内部に残留し、
この残留炭素は硅酸塩との反応性に乏しいことから、人
工軽量骨材の強度を低下させ、吸水率も増加する恐れが
あるので好ましくない。
【００２５】石炭灰に加水して造粒すると造粒方法にも
よるが、乾燥ペレットの嵩比重が１．５〜１．９程度と
なる。このペレットを還元度調整材と共に１０００〜１
２５０℃で焼成すると、若干焼成収縮して絶乾比重１．
５〜２．０程度の高強度な骨材が得られる。
よるが、乾燥ペレットの嵩比重が１．５〜１．９程度と
なる。このペレットを還元度調整材と共に１０００〜１
２５０℃で焼成すると、若干焼成収縮して絶乾比重１．
５〜２．０程度の高強度な骨材が得られる。
【００２６】
【実施例】以下実施例を用いて本願発明を説明する。
【００２７】実験に使用した石炭灰、ベントナイト、コ
ークスの化学組成を表１に示す。また、融点降下剤は、
表１に示す石炭灰と、アルカリ金属原料として炭酸ナト
リウムと炭酸カリウムの試薬１級品とを混合して、表２
に示す条件で電気炉で加熱して所定温度で１０分保持し
た後、炉外に取り出して放冷した後、粉砕して作製し
た。
ークスの化学組成を表１に示す。また、融点降下剤は、
表１に示す石炭灰と、アルカリ金属原料として炭酸ナト
リウムと炭酸カリウムの試薬１級品とを混合して、表２
に示す条件で電気炉で加熱して所定温度で１０分保持し
た後、炉外に取り出して放冷した後、粉砕して作製し
た。
【００２８】［実施例１〜２９］前記原料を表３に示す
配合で計量採取して、ボールミルで粉砕混合した。粉砕
した原料の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布計で測
定して、表３に示す。
配合で計量採取して、ボールミルで粉砕混合した。粉砕
した原料の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布計で測
定して、表３に示す。
【００２９】得られた粉砕原料に水を加えながら、パン
ペレタイザーで直径５〜１５ｍｍ程度の球状に造粒し乾
燥した後、ロータリーキルン（煉瓦内径５００ｍｍ×長
さ４８００ｍｍ）に供給して焼成した。焼成後の人工軽
量骨材中のアルカリ金属の化学組成を表３に示す。
ペレタイザーで直径５〜１５ｍｍ程度の球状に造粒し乾
燥した後、ロータリーキルン（煉瓦内径５００ｍｍ×長
さ４８００ｍｍ）に供給して焼成した。焼成後の人工軽
量骨材中のアルカリ金属の化学組成を表３に示す。
【００３０】焼成した人工軽量骨材の比重と吸水率は、
ＪＩＳ Ａ １１１０に基づいて測定し、圧潰強度は直
径約１０ｍｍの人工軽量骨材について測定した。得られ
た結果と焼成温度を表４に示す。絶乾比重は１．５〜
２．０であった。また、圧潰強度は、市販の人工軽量骨
材の５Ｎ〜６Ｎに対して、１５Ｎ〜４０Ｎと極めて比強
度の高い人工軽量骨材が得られた。２４時間吸水率も約
０．３％〜約４％と低い値を示した。
ＪＩＳ Ａ １１１０に基づいて測定し、圧潰強度は直
径約１０ｍｍの人工軽量骨材について測定した。得られ
た結果と焼成温度を表４に示す。絶乾比重は１．５〜
２．０であった。また、圧潰強度は、市販の人工軽量骨
材の５Ｎ〜６Ｎに対して、１５Ｎ〜４０Ｎと極めて比強
度の高い人工軽量骨材が得られた。２４時間吸水率も約
０．３％〜約４％と低い値を示した。
【００３１】［比較例１，５，９］融点降下剤が少な
く、焼成した人工軽量骨材中のアルカリ金属化合物の合
計量が２重量％未満の場合、焼成温度を１２５０℃〜１
２７０℃と高くしてもペレットの焼成が不十分で、圧潰
強度は低く、吸水率が高くなった。
く、焼成した人工軽量骨材中のアルカリ金属化合物の合
計量が２重量％未満の場合、焼成温度を１２５０℃〜１
２７０℃と高くしてもペレットの焼成が不十分で、圧潰
強度は低く、吸水率が高くなった。
【００３２】［比較例２，６，１０］融点降下剤が多
く、焼成した人工軽量骨材中のアルカリ金属化合物の合
計量が６重量％を越える場合には、ペレット表面が低温
で溶融して、焼成温度は１０００度付近までしかあげる
ことができず、ペレット内部が十分焼成しないため、圧
潰強度が５Ｎ〜９Ｎと低く、吸水率も５％〜８％と増加
した。
く、焼成した人工軽量骨材中のアルカリ金属化合物の合
計量が６重量％を越える場合には、ペレット表面が低温
で溶融して、焼成温度は１０００度付近までしかあげる
ことができず、ペレット内部が十分焼成しないため、圧
潰強度が５Ｎ〜９Ｎと低く、吸水率も５％〜８％と増加
した。
【００３３】［比較例３，７，１１］アルカリ金属化学
物の合計量が２重量％〜６重量％であっても、炭材（コ
ークス）を添加しない場合は、ペレット内部が還元状態
にならないため、液相の生成が進まず、十分な強度が得
られなかった ［比較例４，８，１２］アルカリ金属化学物の合計量が
２重量％〜６重量％であって、コークスの添加量を１０
重量％より多くすると、絶乾比重、強度、吸水率ともに
改善効果が無いか、若干悪化した。
物の合計量が２重量％〜６重量％であっても、炭材（コ
ークス）を添加しない場合は、ペレット内部が還元状態
にならないため、液相の生成が進まず、十分な強度が得
られなかった ［比較例４，８，１２］アルカリ金属化学物の合計量が
２重量％〜６重量％であって、コークスの添加量を１０
重量％より多くすると、絶乾比重、強度、吸水率ともに
改善効果が無いか、若干悪化した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、石炭焚きボイラーから発生する石炭灰を原料とし
て、高強度な人工軽量骨材を低コストで効率的に生産す
ることができる。従って、産業廃棄物を埋め立て処理す
ることなく、軽量化を必要とする建築材料などに再資源
化できることから、環境の保全とエネルギーの安定供給
に寄与するところ大である。
で、石炭焚きボイラーから発生する石炭灰を原料とし
て、高強度な人工軽量骨材を低コストで効率的に生産す
ることができる。従って、産業廃棄物を埋め立て処理す
ることなく、軽量化を必要とする建築材料などに再資源
化できることから、環境の保全とエネルギーの安定供給
に寄与するところ大である。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｎａ2ＯとＫ2Ｏのそれぞれまたは両者の
合計量が３０重量％〜５０重量％の範囲内にあるように
アルカリ金属化合物と石炭灰とを混合し、１０００℃〜
１２００℃の温度範囲内で加熱溶融してガラス状にし
て、冷却粉砕することにより作製される人工軽量骨材作
製用融点降下剤。 - 【請求項２】 アルカリ金属化合物が炭酸ナトリウムお
よび炭酸カリウムであることを特徴とする請求項１に記
載の人工軽量骨材作製用融点降下剤。 - 【請求項３】 石炭灰に融点降下剤と粘結剤と還元度調
整材とを混合して混合物を得て、該混合物を平均粒径が
１５μｍ以下になるように粉砕して粉砕物を得て、該粉
砕物に水を加えて成形して成形体を得て、該成形体をロ
ータリーキルンにより１０００℃〜１２５０℃の温度範
囲内で焼成することを特徴とする人工軽量骨材の製造方
法。 - 【請求項４】 融点降下剤が、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏのそれぞ
れまたは両者の合計量が３０重量％〜５０重量％の範囲
内にあるようにアルカリ金属化合物と石炭灰とを混合
し、１０００℃〜１２００℃の温度範囲内で加熱溶融し
てガラス状にして、冷却粉砕することにより作製され、
該融点降下剤をＮａ2ＯとＫ2Ｏの合計量が焼成品中の２
重量％〜６重量％の範囲内にあるように石炭灰に添加す
ることを特徴とする請求項３に記載の人工軽量骨材の製
造方法。 - 【請求項５】 アルカリ金属化合物が炭酸ナトリウムお
よび炭酸カリウムであることを特徴とする請求項４に記
載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項６】 還元度調整材が、石炭灰に対して０．２
重量％〜１０重量％の範囲内の量の炭材であることを特
徴とする請求項３に記載の人工軽量骨材の製造方法。 - 【請求項７】 成形体がペレットであり、焼成炉として
ロータリーキルンを用いることを特徴とする請求項３に
記載の人工軽量骨材の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27467697A JPH11116301A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 人工軽量骨材の製造方法 |
| CN98124331A CN1218014A (zh) | 1997-10-07 | 1998-10-07 | 人工轻质集料及其制造方法 |
| GB9821749A GB2330138A (en) | 1997-10-07 | 1998-10-07 | Aggregates from fly ash |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27467697A JPH11116301A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 人工軽量骨材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116301A true JPH11116301A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17545020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27467697A Pending JPH11116301A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 人工軽量骨材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11116301A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019122949A (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-25 | 東海大学Ｔｕｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 焼却フライアッシュ及びほかの廃棄物の処理方法 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP27467697A patent/JPH11116301A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019122949A (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-25 | 東海大学Ｔｕｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 焼却フライアッシュ及びほかの廃棄物の処理方法 |
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