JP2000154068A - 石炭灰を主原料としたセラミックス成形体及びその製造方法並びにそれを用いた資材 - Google Patents
石炭灰を主原料としたセラミックス成形体及びその製造方法並びにそれを用いた資材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的大きな平均粒子径を有する石炭灰微粒
子を有効利用したもの及びその有効利用方法を提供する
こと。 【解決手段】 平均粒子径が10〜40μmの範囲にあ
る石炭灰微細粒子と、無機質増粘材を12〜40重量%
含む原料を成形焼成したセラミックス成形体。このセラ
ミックス成形体は、前記石炭灰微細粒子が相互に結合
し、該結合した粒子間に多数の微細な空隙が形成され、
該空隙は該セラミックス成形体の表面から内部まで連結
している多孔質構造を有しており、細孔容積は0.01
〜0.5cc/gである。前記セラミックス成形体は、
前記石炭灰微細粒子、前記無機質増粘材及び水の特定量
を混合した後、0.1〜100kPaの条件下にて脱気
しつつ混練、及び、成型又は造粒し、次いで乾燥し、さ
らに1,000〜1,300℃にて0.5〜5時間熱処
理することによって製造される。
子を有効利用したもの及びその有効利用方法を提供する
こと。 【解決手段】 平均粒子径が10〜40μmの範囲にあ
る石炭灰微細粒子と、無機質増粘材を12〜40重量%
含む原料を成形焼成したセラミックス成形体。このセラ
ミックス成形体は、前記石炭灰微細粒子が相互に結合
し、該結合した粒子間に多数の微細な空隙が形成され、
該空隙は該セラミックス成形体の表面から内部まで連結
している多孔質構造を有しており、細孔容積は0.01
〜0.5cc/gである。前記セラミックス成形体は、
前記石炭灰微細粒子、前記無機質増粘材及び水の特定量
を混合した後、0.1〜100kPaの条件下にて脱気
しつつ混練、及び、成型又は造粒し、次いで乾燥し、さ
らに1,000〜1,300℃にて0.5〜5時間熱処
理することによって製造される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微粉炭の焼成によ
って生成する石炭灰微粒子、特にフライアッシュ(飛散
石炭灰微粒子)を有効利用したセラミックス成形体、そ
の製造方法及びその用途に関するものである。
って生成する石炭灰微粒子、特にフライアッシュ(飛散
石炭灰微粒子)を有効利用したセラミックス成形体、そ
の製造方法及びその用途に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フライアッシュは、石炭、特に粉末状の
瀝青炭の燃焼によって生成される微粒子状の副産物であ
り、全国各地の石炭燃焼動力プラントから極めて大量の
フライアッシュが排出されている。現在、フライアッシ
ュの処理方法は、主として陸上処理(埋め立て等)であ
る。一方、最近はコンクリート用の骨材等の形でも一部
処理されているが、大量のフライアッシュを処理できる
方法ではない。このように、フライアッシュについては
有効な処理方法が確立されていないのが現状である。
瀝青炭の燃焼によって生成される微粒子状の副産物であ
り、全国各地の石炭燃焼動力プラントから極めて大量の
フライアッシュが排出されている。現在、フライアッシ
ュの処理方法は、主として陸上処理(埋め立て等)であ
る。一方、最近はコンクリート用の骨材等の形でも一部
処理されているが、大量のフライアッシュを処理できる
方法ではない。このように、フライアッシュについては
有効な処理方法が確立されていないのが現状である。
【0003】そこで、近年、このフライアッシュを有効
利用しようとする提案がいくつかなされてきた。例え
ば、特開昭52−78687号公報及び特開昭55−1
34640号公報では、石炭火力発電所等から排出され
たフライアッシュに対して10重量%程度のベントナイ
ト粘土を混ぜて水練りしたものを焼結及び粉砕させるこ
とで重金属捕集剤を得ることが提案されている。
利用しようとする提案がいくつかなされてきた。例え
ば、特開昭52−78687号公報及び特開昭55−1
34640号公報では、石炭火力発電所等から排出され
たフライアッシュに対して10重量%程度のベントナイ
ト粘土を混ぜて水練りしたものを焼結及び粉砕させるこ
とで重金属捕集剤を得ることが提案されている。
【0004】一方、他の提案として、特開平9−156
998号公報には、石炭灰微細粒子を成形焼結したセラ
ミックス成形体に関する技術が開示されている。しかし
ながら、そこで使用されている石炭灰微細粒子はその粒
子径が1〜10μmと非常に小さく、ベントナイトのよ
うな無機質増粘材の使用量は10重量%以下と非常に少
ないものである。
998号公報には、石炭灰微細粒子を成形焼結したセラ
ミックス成形体に関する技術が開示されている。しかし
ながら、そこで使用されている石炭灰微細粒子はその粒
子径が1〜10μmと非常に小さく、ベントナイトのよ
うな無機質増粘材の使用量は10重量%以下と非常に少
ないものである。
【0005】しかし、近年の石炭はそのほとんどが外国
炭であり、外国炭の燃焼によって発生するフライアッシ
ュは粒径が比較的大きい。したがって、上記公報記載の
方法では原料としての石炭灰微細粒子の粒子径が小さい
ものに限定されるため、粒径の比較的大きいフライアッ
シュを処理する場合には必要に応じて粉砕等の工程を設
けなければならず、結果として工程が煩雑になったり、
製造コストが上昇する等の問題がある。
炭であり、外国炭の燃焼によって発生するフライアッシ
ュは粒径が比較的大きい。したがって、上記公報記載の
方法では原料としての石炭灰微細粒子の粒子径が小さい
ものに限定されるため、粒径の比較的大きいフライアッ
シュを処理する場合には必要に応じて粉砕等の工程を設
けなければならず、結果として工程が煩雑になったり、
製造コストが上昇する等の問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】現在、火力発電所等か
ら排出される石炭灰微細粒子は、そのほとんどが未燃分
カーボンを多く含むフライアッシュであり、しかも、平
均粒子径が10μmを越えるものを多く含んでいる。本
発明は、このような現状に鑑み、比較的大きな平均粒子
径を有する石炭灰微細粒子有効利用したもの及びその有
効利用方法を提供することを目的とする。
ら排出される石炭灰微細粒子は、そのほとんどが未燃分
カーボンを多く含むフライアッシュであり、しかも、平
均粒子径が10μmを越えるものを多く含んでいる。本
発明は、このような現状に鑑み、比較的大きな平均粒子
径を有する石炭灰微細粒子有効利用したもの及びその有
効利用方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス成
形体は、平均粒子径が10〜40μmの範囲にある石炭
灰微細粒子と無機質増粘材を12〜40重量%含む原料
を成形焼成したセラミックス成形体であって、該セラミ
ックス成形体は前記石炭灰微細粒子が相互に結合し、該
結合した粒子間に多数の微細な空隙が形成され、該空隙
は該セラミックス成形体の表面から内部まで連結してい
る多孔質構造を有しており、細孔容積が0.01〜0.
5cc/gであることを特徴とする。
形体は、平均粒子径が10〜40μmの範囲にある石炭
灰微細粒子と無機質増粘材を12〜40重量%含む原料
を成形焼成したセラミックス成形体であって、該セラミ
ックス成形体は前記石炭灰微細粒子が相互に結合し、該
結合した粒子間に多数の微細な空隙が形成され、該空隙
は該セラミックス成形体の表面から内部まで連結してい
る多孔質構造を有しており、細孔容積が0.01〜0.
5cc/gであることを特徴とする。
【0008】また、本発明のセラミックス成形体の製造
方法は、平均粒子径が10〜40μmの石炭灰微細粒子
を乾燥重量で60〜88重量%、無機質増粘材を乾燥重
量で12〜40重量%、そして水を石炭灰微細粒子及び
無機質増粘材の重量の和に対して27〜37重量%混合
し、0.1〜100kPaの条件下にて脱気しつつ混
練、及び、成形又は造粒し、次いで乾燥し、さらに1,
000〜1,300℃にて0.5〜5時間熱処理するこ
とを特徴とする。
方法は、平均粒子径が10〜40μmの石炭灰微細粒子
を乾燥重量で60〜88重量%、無機質増粘材を乾燥重
量で12〜40重量%、そして水を石炭灰微細粒子及び
無機質増粘材の重量の和に対して27〜37重量%混合
し、0.1〜100kPaの条件下にて脱気しつつ混
練、及び、成形又は造粒し、次いで乾燥し、さらに1,
000〜1,300℃にて0.5〜5時間熱処理するこ
とを特徴とする。
【0009】更に、本発明は、上記特性を有するセラミ
ックス成形体を用いて路盤材等の建設用資材;軽量骨
材、耐火、耐熱用建材等の建築用資材;植栽、園芸用土
壌を含む園芸用資材;水質浄化材、フィルター材等の濾
過・吸着資材を得ることを特徴とする。
ックス成形体を用いて路盤材等の建設用資材;軽量骨
材、耐火、耐熱用建材等の建築用資材;植栽、園芸用土
壌を含む園芸用資材;水質浄化材、フィルター材等の濾
過・吸着資材を得ることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のセラミックス成形体の製
造原料は、主として石炭燃焼動力プラント等から極めて
大量に排出される石炭灰微細粒子、特にフライアッシュ
であって平均粒子径が10〜40μmのものである。平
均粒子径が40μmを越える石炭灰微粒子を使用した場
合には、セラミックス成形体の強度が不十分となるので
好ましくない。なお本発明では、平均粒子径とはレーザ
ー回折式粒度分布測定法で測定した体積規準の累積分布
曲線の50%に相当する粒子径である。
造原料は、主として石炭燃焼動力プラント等から極めて
大量に排出される石炭灰微細粒子、特にフライアッシュ
であって平均粒子径が10〜40μmのものである。平
均粒子径が40μmを越える石炭灰微粒子を使用した場
合には、セラミックス成形体の強度が不十分となるので
好ましくない。なお本発明では、平均粒子径とはレーザ
ー回折式粒度分布測定法で測定した体積規準の累積分布
曲線の50%に相当する粒子径である。
【0011】本発明では、この石炭灰微細粒子に無機質
増粘材及び水を添加した後、混合及び混練を行う。石炭
灰微細粒子と無機質増粘材との比率は、乾燥重量として
石炭灰微細粒子60〜88重量%、好ましくは70〜8
5重量%に対して、無機質増粘材は12〜40重量%、
好ましくは15〜30重量%である。無機質増粘材とし
ては粘土鉱物、好ましくはベントナイトが使用される。
特に100メッシュパスより小さい粒子径(0.256
mm以下)のベントナイトが好ましい。無機質増粘材
は、石炭灰微細粒子同士の結合を助け、粘性を高める一
方、乾燥後の機械的強度を向上させる作用を有するた
め、成形性及び操作性が良好となり、かつ、製造工程を
簡素化することができる。
増粘材及び水を添加した後、混合及び混練を行う。石炭
灰微細粒子と無機質増粘材との比率は、乾燥重量として
石炭灰微細粒子60〜88重量%、好ましくは70〜8
5重量%に対して、無機質増粘材は12〜40重量%、
好ましくは15〜30重量%である。無機質増粘材とし
ては粘土鉱物、好ましくはベントナイトが使用される。
特に100メッシュパスより小さい粒子径(0.256
mm以下)のベントナイトが好ましい。無機質増粘材
は、石炭灰微細粒子同士の結合を助け、粘性を高める一
方、乾燥後の機械的強度を向上させる作用を有するた
め、成形性及び操作性が良好となり、かつ、製造工程を
簡素化することができる。
【0012】本発明では原料とされる石炭灰微細粒子の
平均粒子径が10〜40μmと比較的大きいため、無機
質増粘材の配合量が従来用いられている10重量%以下
の場合には増粘作用が不十分で成形が困難となり、ま
た、得られたセラミックス成形体の機械的強度も十分で
はなくなる。一方、無機質増粘材の量が40重量%を越
えると石炭灰混合物の粘性が高くなりすぎ、安定した成
形体に賦型するのが困難となる。
平均粒子径が10〜40μmと比較的大きいため、無機
質増粘材の配合量が従来用いられている10重量%以下
の場合には増粘作用が不十分で成形が困難となり、ま
た、得られたセラミックス成形体の機械的強度も十分で
はなくなる。一方、無機質増粘材の量が40重量%を越
えると石炭灰混合物の粘性が高くなりすぎ、安定した成
形体に賦型するのが困難となる。
【0013】石炭灰微細粒子と無機質増粘材との混合物
100重量に対して添加される水は27〜37重量%、
好ましくは29〜35重量%である。添加される水量が
27重量%未満の場合は混合又は混練が困難となり均質
な混合物を得にくい。一方、37重量%より多い場合
は、乾燥に長時間を要し製造効率が低下する。
100重量に対して添加される水は27〜37重量%、
好ましくは29〜35重量%である。添加される水量が
27重量%未満の場合は混合又は混練が困難となり均質
な混合物を得にくい。一方、37重量%より多い場合
は、乾燥に長時間を要し製造効率が低下する。
【0014】石炭灰微細粒子、無機質増粘材及び水の配
合物を十分に混合又は混練することによって、粘土状の
セラミックス成形前駆体(石炭灰微細粒子、無機質増粘
材及び水の混合物)が得られる。この際に0.1〜10
0kPaの条件にて混練を行い、粘土状のセラミックス
成形前駆体中に含まれる空気の脱気を行う。脱気するこ
とによりセラミックス成形前駆体中の各種成分の均一性
が向上し、かつ、緻密な構造となるため、結果として成
形及び焼結後のセラミックス成形体の機械的強度が向上
する。
合物を十分に混合又は混練することによって、粘土状の
セラミックス成形前駆体(石炭灰微細粒子、無機質増粘
材及び水の混合物)が得られる。この際に0.1〜10
0kPaの条件にて混練を行い、粘土状のセラミックス
成形前駆体中に含まれる空気の脱気を行う。脱気するこ
とによりセラミックス成形前駆体中の各種成分の均一性
が向上し、かつ、緻密な構造となるため、結果として成
形及び焼結後のセラミックス成形体の機械的強度が向上
する。
【0015】本発明においては、次いでセラミックス成
形前駆体を目的とする形状に成形又は造粒することによ
りセラミックス未乾燥成形体を得る。成形又は造粒する
方法としては、特に限定されるものではないが、一般的
に知られているストランドカット、シートカット等の押
出造粒法を含む押出成形法、圧縮成形法、加圧成形造粒
法、転動造粒法及び製丸法等任意の成形法が用いられ
る。この際に0.1〜100kPaの圧力条件下におい
てセラミックス成形前駆体を混練しつつ成形又は造粒す
る方法が好ましく、具体的にはベント部を備えた混練押
出機等を用いることができる。セラミックス未乾燥成形
体は任意の形状とすることが可能であるが、使用形態に
応じて粒状、顆粒状、円柱状、板状又は球状等とするこ
とができる。
形前駆体を目的とする形状に成形又は造粒することによ
りセラミックス未乾燥成形体を得る。成形又は造粒する
方法としては、特に限定されるものではないが、一般的
に知られているストランドカット、シートカット等の押
出造粒法を含む押出成形法、圧縮成形法、加圧成形造粒
法、転動造粒法及び製丸法等任意の成形法が用いられ
る。この際に0.1〜100kPaの圧力条件下におい
てセラミックス成形前駆体を混練しつつ成形又は造粒す
る方法が好ましく、具体的にはベント部を備えた混練押
出機等を用いることができる。セラミックス未乾燥成形
体は任意の形状とすることが可能であるが、使用形態に
応じて粒状、顆粒状、円柱状、板状又は球状等とするこ
とができる。
【0016】このようにして得られたセラミック未乾燥
成形体は次いで乾燥されてセラミックス未焼成成形体と
される。乾燥方法としては、一般的に知られている熱風
乾燥法等を使用することができるが、特に、成形体の外
表面及び内部の乾燥速度が一致させるような乾燥方法が
好ましい。このような乾燥方法としては自然乾燥法又は
湿度乾燥法等が挙げられる。
成形体は次いで乾燥されてセラミックス未焼成成形体と
される。乾燥方法としては、一般的に知られている熱風
乾燥法等を使用することができるが、特に、成形体の外
表面及び内部の乾燥速度が一致させるような乾燥方法が
好ましい。このような乾燥方法としては自然乾燥法又は
湿度乾燥法等が挙げられる。
【0017】本発明においては、セラミックス未焼成成
形体を熱処理することで石炭灰微細粒子及び無機質造粘
材を焼結させたセラミックス成形体を得る。この熱処理
は、1,000〜1,300℃の温度範囲で、0.5〜
5時間実施される。このようにして得られるセラミック
ス成形体は、先に実施した脱気により、石炭灰の成分及
び無機質造粘材の成分からなる緻密な構造を有してい
る。本発明では10〜40μmの比較的大きな石炭灰微
細粒子を原料としているにもかかわらず、上記の製造法
によって粒子が相互に焼結し、結合した粒子間に連通し
た微細な空隙を無数に含むミクロ構造を有するセラミッ
クス成形体が生成する。なお、熱処理温度が1,000
℃未満では焼結後のセラミック成形体の強度が劣る。一
方、石炭灰の溶融温度は一般に1,100〜1,250
℃の温度範囲であるため、熱処理温度が1,300℃を
越えると石炭灰微細粒子が溶融して前記ミクロ構造中の
微細な空隙が閉塞されてしまう。
形体を熱処理することで石炭灰微細粒子及び無機質造粘
材を焼結させたセラミックス成形体を得る。この熱処理
は、1,000〜1,300℃の温度範囲で、0.5〜
5時間実施される。このようにして得られるセラミック
ス成形体は、先に実施した脱気により、石炭灰の成分及
び無機質造粘材の成分からなる緻密な構造を有してい
る。本発明では10〜40μmの比較的大きな石炭灰微
細粒子を原料としているにもかかわらず、上記の製造法
によって粒子が相互に焼結し、結合した粒子間に連通し
た微細な空隙を無数に含むミクロ構造を有するセラミッ
クス成形体が生成する。なお、熱処理温度が1,000
℃未満では焼結後のセラミック成形体の強度が劣る。一
方、石炭灰の溶融温度は一般に1,100〜1,250
℃の温度範囲であるため、熱処理温度が1,300℃を
越えると石炭灰微細粒子が溶融して前記ミクロ構造中の
微細な空隙が閉塞されてしまう。
【0018】具体的な熱処理温度は上記の温度範囲内で
目的とするセラミックス成形体の性状に合わせて適宜調
節することができる。例えば、緻密、かつ、機械的強度
を必要とする場合は1,200℃付近の温度にて熱処理
することが好ましく、逆に多孔性を必要とする場合は
1,100℃付近にて熱処理することが好ましい。
目的とするセラミックス成形体の性状に合わせて適宜調
節することができる。例えば、緻密、かつ、機械的強度
を必要とする場合は1,200℃付近の温度にて熱処理
することが好ましく、逆に多孔性を必要とする場合は
1,100℃付近にて熱処理することが好ましい。
【0019】また、本発明においては、上記熱処理に必
要な温度までの昇温速度を適宜変更することによって
も、得られるセラミックス成形体の性状を適宜調節する
ことができる。例えば、建築用資材或いは建設用資材の
ような機械的強度を必要とする場合、ゆっくり昇温する
ことにより緻密、かつ、機械的強度に優れたセラミック
ス成形体が得られるのに対して、園芸用資材のように多
孔性に富むセラミックス成形体を必要とする場合は、急
激に昇温することによりポーラスなセラミックス成形体
が得られる。
要な温度までの昇温速度を適宜変更することによって
も、得られるセラミックス成形体の性状を適宜調節する
ことができる。例えば、建築用資材或いは建設用資材の
ような機械的強度を必要とする場合、ゆっくり昇温する
ことにより緻密、かつ、機械的強度に優れたセラミック
ス成形体が得られるのに対して、園芸用資材のように多
孔性に富むセラミックス成形体を必要とする場合は、急
激に昇温することによりポーラスなセラミックス成形体
が得られる。
【0020】熱処理により得られたセラミックス成形体
は、石炭灰微細粒子が相互に結合し、結合した粒子間に
多数の微細な空隙が形成され、空隙はセラミックス成形
体の表面から内部まで互いに連通しているため、通気性
を有しており、また、毛細管現象により液体を速やかに
吸水し、保水性が良い。そして、原料の石炭灰は溶出試
験ではpH11〜12であるのに対して、熱処理後はp
H7〜8となり、有害物の溶出も全く認められない。従
って、多くの用途に利用することができる。セラミック
ス成形体はその細孔容積が0.01〜0.5cc/g、
平均細孔半径が0.1〜5.0μm、また比表面積が
0.01〜1.0m2/gであるものが好ましい。な
お、細孔容積、平均細孔半径及び比表面積は通常の水銀
圧入法等により測定することができる。
は、石炭灰微細粒子が相互に結合し、結合した粒子間に
多数の微細な空隙が形成され、空隙はセラミックス成形
体の表面から内部まで互いに連通しているため、通気性
を有しており、また、毛細管現象により液体を速やかに
吸水し、保水性が良い。そして、原料の石炭灰は溶出試
験ではpH11〜12であるのに対して、熱処理後はp
H7〜8となり、有害物の溶出も全く認められない。従
って、多くの用途に利用することができる。セラミック
ス成形体はその細孔容積が0.01〜0.5cc/g、
平均細孔半径が0.1〜5.0μm、また比表面積が
0.01〜1.0m2/gであるものが好ましい。な
お、細孔容積、平均細孔半径及び比表面積は通常の水銀
圧入法等により測定することができる。
【0021】本発明のセラミックス成形体は、高い通気
性、透水性及び優れた機械的強度を有するため庭の敷
石、宅地造成雨水浸透層用資材、公園グランド整備工事
浸透構造材料及び道路・路床盛土材の建設用資材に用い
ることができる。また、高い通気性と優れた機械的強度
を有するため、軽量骨材、耐火、耐熱用建材及び保温材
等の建築用資材に用いることができる。また、高い通気
性、透水性及び保水性を有しているため樹木植裁、人工
地盤植裁用、のり面植生吹付用及び園芸用土壌を含む園
芸用資材に用いることができる。更に、高い通気性、透
水性及び優れた機械的強度を有するため水質浄化材及び
フィルター材等の濾過・吸着資材に用いることができ
る。
性、透水性及び優れた機械的強度を有するため庭の敷
石、宅地造成雨水浸透層用資材、公園グランド整備工事
浸透構造材料及び道路・路床盛土材の建設用資材に用い
ることができる。また、高い通気性と優れた機械的強度
を有するため、軽量骨材、耐火、耐熱用建材及び保温材
等の建築用資材に用いることができる。また、高い通気
性、透水性及び保水性を有しているため樹木植裁、人工
地盤植裁用、のり面植生吹付用及び園芸用土壌を含む園
芸用資材に用いることができる。更に、高い通気性、透
水性及び優れた機械的強度を有するため水質浄化材及び
フィルター材等の濾過・吸着資材に用いることができ
る。
【0022】
【実施例】実施例1:平均粒子径24μmの球状のフラ
イアッシュ85部、日本タルク(株)社扱群馬県産のベ
ントナイト200メッシュパス品15部を双腕式ニーダ
ーにて均一になるまで混合し、その後水を32部添加し
粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材料
A)を、混練部を有する土練式押出成形機を用いて、外
径1.5mm、平均長さ2mmの円柱状成形体となるよ
うに押出成形及び切断を行った。その後1日間日陰で乾
燥を行った後、1,180℃で3時間熱処理を行った。
得られたセラミックス成形体をカルロエルバ社製ポロシ
メーター2000型を用いて水銀圧入法により測定した
ところ、細孔容積が0.48cc/g、平均細孔半径が
1.4μm及び比表面積が0.64m2/gであり、機
械的強度に優れたセラミックス成形体であった。
イアッシュ85部、日本タルク(株)社扱群馬県産のベ
ントナイト200メッシュパス品15部を双腕式ニーダ
ーにて均一になるまで混合し、その後水を32部添加し
粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材料
A)を、混練部を有する土練式押出成形機を用いて、外
径1.5mm、平均長さ2mmの円柱状成形体となるよ
うに押出成形及び切断を行った。その後1日間日陰で乾
燥を行った後、1,180℃で3時間熱処理を行った。
得られたセラミックス成形体をカルロエルバ社製ポロシ
メーター2000型を用いて水銀圧入法により測定した
ところ、細孔容積が0.48cc/g、平均細孔半径が
1.4μm及び比表面積が0.64m2/gであり、機
械的強度に優れたセラミックス成形体であった。
【0023】また、前記セラミックス成形体を走査型電
子顕微鏡にて形態観察したところ、図1に示すとおり、
材料を構成する粒子が相互に圧着され、圧着された粒子
間に多数の微細な空隙が形成され、更にその空隙が成形
体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現してい
ることを確認した。このセラミックス成形体は、通水性
に優れ、かつ、保水性に優れているため、人工土を始め
とする園芸用資材あるいは建築用資材、水槽等に用いら
れる床砂や水処理材を始めとする濾過・吸着材等に充分
使用できるものであった。
子顕微鏡にて形態観察したところ、図1に示すとおり、
材料を構成する粒子が相互に圧着され、圧着された粒子
間に多数の微細な空隙が形成され、更にその空隙が成形
体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現してい
ることを確認した。このセラミックス成形体は、通水性
に優れ、かつ、保水性に優れているため、人工土を始め
とする園芸用資材あるいは建築用資材、水槽等に用いら
れる床砂や水処理材を始めとする濾過・吸着材等に充分
使用できるものであった。
【0024】実施例2:平均粒子径33μmの球状のフ
ライアッシュ77部、日本タルク(株)社扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品23部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を34部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料B)を、混練部を有する土練式真空押出成形機を用い
て、高さ241.5mm、幅250mm、長さ1,00
0mmのシート状成形体となるように押出成形及び切断
を行った。その後1日間日陰で乾燥を行った後、1,1
90℃で3時間熱処理を行った。得られたセラミックス
成形体について実施例1と同様に水銀圧入法により測定
したところ、細孔容積が0.81cc/g、平均細孔半
径が2.1μm及び比表面積が0.78m2/gであ
り、機械的強度に優れたセラミックス成形体であった。
また、前記セラミックス成形体を走査型電子顕微鏡にて
形態観察したところ、材料を構成する粒子が相互に圧着
され、圧着された粒子間に多数の微細な空隙が形成さ
れ、更にその空隙が成形体粒子間の表面から内部まで連
結した細孔が発現していることを確認した。このセラミ
ックス成形体は多孔質であるため、耐熱、耐火用セラミ
ックボードを始めとする建築用資材として使用できるも
のであった。
ライアッシュ77部、日本タルク(株)社扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品23部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を34部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料B)を、混練部を有する土練式真空押出成形機を用い
て、高さ241.5mm、幅250mm、長さ1,00
0mmのシート状成形体となるように押出成形及び切断
を行った。その後1日間日陰で乾燥を行った後、1,1
90℃で3時間熱処理を行った。得られたセラミックス
成形体について実施例1と同様に水銀圧入法により測定
したところ、細孔容積が0.81cc/g、平均細孔半
径が2.1μm及び比表面積が0.78m2/gであ
り、機械的強度に優れたセラミックス成形体であった。
また、前記セラミックス成形体を走査型電子顕微鏡にて
形態観察したところ、材料を構成する粒子が相互に圧着
され、圧着された粒子間に多数の微細な空隙が形成さ
れ、更にその空隙が成形体粒子間の表面から内部まで連
結した細孔が発現していることを確認した。このセラミ
ックス成形体は多孔質であるため、耐熱、耐火用セラミ
ックボードを始めとする建築用資材として使用できるも
のであった。
【0025】実施例3:平均粒子径16μmの球状のフ
ライアッシュ72部、日本タルク社(株)扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品28部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を36部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料C)を、混練部を有する土練式押出成形機を用いて、
外径10mm、内径6mm、長さ10mmの円筒(リン
グ)状成形体となるように押出成形及び切断を行った。
その後1日間日陰で乾燥を行った後、1,160℃で3
時間熱処理を行った。得られたセラミックス成形体を実
施例1と同様に水銀圧入法により測定したところ、細孔
容積が0.55cc/g、平均細孔半径が1.8μm及
び比表面積が0.67m2/gであり、機械的強度に優
れたセラミックス成形体であった。また、前記セラミッ
クス成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したとこ
ろ、材料を構成する粒子が相互に圧着され、圧着された
粒子間に多数の微細な空隙が形成され、更にその空隙が
成形体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現し
ていることを確認した。このセラミックス成形体は、多
孔質の不規則充填材であり水槽等で用いられる水処理材
を始めとする濾過・吸着資材として充分使用できるもの
であった。
ライアッシュ72部、日本タルク社(株)扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品28部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を36部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料C)を、混練部を有する土練式押出成形機を用いて、
外径10mm、内径6mm、長さ10mmの円筒(リン
グ)状成形体となるように押出成形及び切断を行った。
その後1日間日陰で乾燥を行った後、1,160℃で3
時間熱処理を行った。得られたセラミックス成形体を実
施例1と同様に水銀圧入法により測定したところ、細孔
容積が0.55cc/g、平均細孔半径が1.8μm及
び比表面積が0.67m2/gであり、機械的強度に優
れたセラミックス成形体であった。また、前記セラミッ
クス成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したとこ
ろ、材料を構成する粒子が相互に圧着され、圧着された
粒子間に多数の微細な空隙が形成され、更にその空隙が
成形体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現し
ていることを確認した。このセラミックス成形体は、多
孔質の不規則充填材であり水槽等で用いられる水処理材
を始めとする濾過・吸着資材として充分使用できるもの
であった。
【0026】実施例4:平均粒子径14μmの球状のフ
ライアッシュ80部、日本タルク(株)社扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品20部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を38部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料D)を、小池鉄工所(株)社製 製丸機を用いて直径
3mmφの球状成形体となるように製丸を行った。その
後1日間日陰で乾燥を行った後、1,175℃で3時間
熱処理を行った。得られたセラミックス成形体について
実施例1と同様に水銀圧入法により測定したところ、細
孔容積が0.71g/cc、平均細孔半径が2.6μm
及び比表面積が0.88m2/gであり、機械的強度に
優れたセラミックス成形体であった。また、前記セラミ
ックス成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したとこ
ろ、材料を構成する粒子が相互に圧着され、圧着された
粒子間に多数の微細な空隙が形成され、更にその空隙が
成形体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現し
ていることを確認した。このセラミックス成形体は、コ
ンクリート用細骨材を始めとする建設用資材、水槽等で
用いられる床砂や水処理材を始めとする濾過・吸着材等
に十分使用できるものであった。
ライアッシュ80部、日本タルク(株)社扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品20部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を38部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料D)を、小池鉄工所(株)社製 製丸機を用いて直径
3mmφの球状成形体となるように製丸を行った。その
後1日間日陰で乾燥を行った後、1,175℃で3時間
熱処理を行った。得られたセラミックス成形体について
実施例1と同様に水銀圧入法により測定したところ、細
孔容積が0.71g/cc、平均細孔半径が2.6μm
及び比表面積が0.88m2/gであり、機械的強度に
優れたセラミックス成形体であった。また、前記セラミ
ックス成形体を走査型電子顕微鏡にて形態観察したとこ
ろ、材料を構成する粒子が相互に圧着され、圧着された
粒子間に多数の微細な空隙が形成され、更にその空隙が
成形体粒子間の表面から内部まで連結した細孔が発現し
ていることを確認した。このセラミックス成形体は、コ
ンクリート用細骨材を始めとする建設用資材、水槽等で
用いられる床砂や水処理材を始めとする濾過・吸着材等
に十分使用できるものであった。
【0027】実施例5:平均粒子径19μmの球状のフ
ライアッシュ85部、日本タルク(株)社扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品15部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を32部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料E)を混練部を有する土練式真空押出成形機を用い
て、1.3kPaの条件にて、外径8mm、内径5m
m、長さ8mmのリング状成形体となるように押出成形
及び切断を行った。その後1日間日陰で乾燥を行った
後、1,190℃で3時間熱処理を行った。得られたセ
ラミックス成形体について実施例1と同様に水銀圧入法
により測定したところ、細孔容積が0.13cc/g、
平均細孔半径が0.39μm及び比表面積が0.29m
2/gであり、機械的強度に優れたセラミックス成形体
であった。また、前記セラミックス成形体を走査型電子
顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する粒子が
相互に圧着され、圧着された粒子間に多数の微細な空隙
が形成され、更にその空隙が成形体粒子間の表面から内
部まで連結した細孔が発現していることが確認された。
このセラミックス成形体は、不規則充填材として一般に
知られている用途に十分使用できるものであった。
ライアッシュ85部、日本タルク(株)社扱群馬県産の
ベントナイト100メッシュパス品15部を双腕式ニー
ダーにて均一になるまで混合し、その後水を32部添加
し粘土状になるまで混練りした。得られた混練り品(材
料E)を混練部を有する土練式真空押出成形機を用い
て、1.3kPaの条件にて、外径8mm、内径5m
m、長さ8mmのリング状成形体となるように押出成形
及び切断を行った。その後1日間日陰で乾燥を行った
後、1,190℃で3時間熱処理を行った。得られたセ
ラミックス成形体について実施例1と同様に水銀圧入法
により測定したところ、細孔容積が0.13cc/g、
平均細孔半径が0.39μm及び比表面積が0.29m
2/gであり、機械的強度に優れたセラミックス成形体
であった。また、前記セラミックス成形体を走査型電子
顕微鏡にて形態観察したところ、材料を構成する粒子が
相互に圧着され、圧着された粒子間に多数の微細な空隙
が形成され、更にその空隙が成形体粒子間の表面から内
部まで連結した細孔が発現していることが確認された。
このセラミックス成形体は、不規則充填材として一般に
知られている用途に十分使用できるものであった。
【0028】比較例1:実施例1において、平均粒子径
136μmに粉砕した石炭灰(ボトムアッシュ)を用い
た点以外は実施例1と同様に、混合、混練、押出し成
形、切断、乾燥及び熱処理を行いセラミックス成形体を
得た。得られたセラミックス成形体を実施例1と同様に
水銀圧入法により測定したところ、細孔容積が0.69
cc/g、平均細孔半径が3.8μm及び比表面積が
0.91m2/gであったが、機械的強度は劣り、僅か
な衝撃により破損するものであった。
136μmに粉砕した石炭灰(ボトムアッシュ)を用い
た点以外は実施例1と同様に、混合、混練、押出し成
形、切断、乾燥及び熱処理を行いセラミックス成形体を
得た。得られたセラミックス成形体を実施例1と同様に
水銀圧入法により測定したところ、細孔容積が0.69
cc/g、平均細孔半径が3.8μm及び比表面積が
0.91m2/gであったが、機械的強度は劣り、僅か
な衝撃により破損するものであった。
【0029】比較例2:実施例1において、フライアッ
シュ93部、ベントナイト7部を双腕式ニーダーにて均
一になるまで混合し、その後水を35部添加し粘土状に
なるまで混練りした点以外は実施例1と同様に押出し成
形を行ったが、粘性が低く、目的とする形状に押出し成
形ができなかった。
シュ93部、ベントナイト7部を双腕式ニーダーにて均
一になるまで混合し、その後水を35部添加し粘土状に
なるまで混練りした点以外は実施例1と同様に押出し成
形を行ったが、粘性が低く、目的とする形状に押出し成
形ができなかった。
【0030】比較例3:実施例1において、熱処理温度
を950℃とした点以外は、実施例1と同様に混合、混
練、押出し成形、切断及び乾燥を行いセラミックス成形
体を得た。得られたセラミックス成形体を実施例1と同
様に水銀圧入法により測定したところ、細孔容積が0.
96cc/g、平均細孔半径が5.8μm及び比表面積
が1.2m2/gであったが、機械的強度は著しく劣
り、僅かな衝撃により破損するものであった。
を950℃とした点以外は、実施例1と同様に混合、混
練、押出し成形、切断及び乾燥を行いセラミックス成形
体を得た。得られたセラミックス成形体を実施例1と同
様に水銀圧入法により測定したところ、細孔容積が0.
96cc/g、平均細孔半径が5.8μm及び比表面積
が1.2m2/gであったが、機械的強度は著しく劣
り、僅かな衝撃により破損するものであった。
【0031】比較例4:実施例1において、熱処理温度
を1,350℃とした点以外は、実施例1と同様に混
合、混練、押出し成形、切断及び乾燥を行いセラミック
ス成形体を得た。しかしながら、該セラミックス成形体
では隣接する粒子同士が溶融固化しており、粒子間の空
隙が表面から内部ま連結した多孔質構造を有していなか
った。
を1,350℃とした点以外は、実施例1と同様に混
合、混練、押出し成形、切断及び乾燥を行いセラミック
ス成形体を得た。しかしながら、該セラミックス成形体
では隣接する粒子同士が溶融固化しており、粒子間の空
隙が表面から内部ま連結した多孔質構造を有していなか
った。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、石炭灰を利用して十分
な機械的強度を有する有用なセラミック成形体を安価か
つ大量に製造することができる。
な機械的強度を有する有用なセラミック成形体を安価か
つ大量に製造することができる。
【0033】そして、前記セラミック成形体は、該成形
体を構成する石炭灰微細粒子が相互に圧着され、圧着さ
れた微細粒子間に多数の微細な空隙が形成され、更にそ
の空隙が成形体粒子間の表面から内部まで連結した多孔
質構造を有するため、通気性、透水性等を必要とする建
設用資材、建築用資材、園芸用資材及び濾過・吸着資材
として広範囲の用途に使用することができる。
体を構成する石炭灰微細粒子が相互に圧着され、圧着さ
れた微細粒子間に多数の微細な空隙が形成され、更にそ
の空隙が成形体粒子間の表面から内部まで連結した多孔
質構造を有するため、通気性、透水性等を必要とする建
設用資材、建築用資材、園芸用資材及び濾過・吸着資材
として広範囲の用途に使用することができる。
【図1】実施例1のセラミックス成形体の走査型電子顕
微鏡写真。
微鏡写真。
Claims (3)
- 【請求項1】平均粒子径が10〜40μmの範囲にある
石炭灰微細粒子と、無機質増粘材を12〜40重量%含
む原料を成形焼成したセラミックス成形体であって、該
セラミックス成形体は前記石炭灰微細粒子が相互に結合
し、該結合した粒子間に多数の微細な空隙が形成され、
該空隙は該セラミックス成形体の表面から内部まで連結
している多孔質構造を有しており、細孔容積が0.01
〜0.5cc/gであることを特徴とするセラミックス
成形体。 - 【請求項2】平均粒子径が10〜40μmの石炭灰微細
粒子を乾燥重量で60〜88重量%、無機質増粘材を乾
燥重量で12〜40重量%、そして水を石炭灰微細粒子
及び無機質増粘材の重量の和に対して27〜37重量%
混合した後、0.1〜100kPaの条件下にて脱気し
つつ混練、及び、成形又は造粒し、次いで乾燥し、さら
に1,000〜1,300℃にて0.5〜5時間熱処理
することを特徴とする請求項1記載のセラミックス成形
体の製造方法。 - 【請求項3】請求項1記載のセラミックス成形体からな
る建設用資材、建築用資材、園芸用資材、または濾過・
吸着資材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34492898A JP2000154068A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 石炭灰を主原料としたセラミックス成形体及びその製造方法並びにそれを用いた資材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34492898A JP2000154068A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 石炭灰を主原料としたセラミックス成形体及びその製造方法並びにそれを用いた資材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000154068A true JP2000154068A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18373100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34492898A Withdrawn JP2000154068A (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 石炭灰を主原料としたセラミックス成形体及びその製造方法並びにそれを用いた資材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000154068A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002028607A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-29 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 石炭灰を主原料とした水処理材の再生材および再生方法 |
JP2002030284A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-31 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 石炭灰を主原料とした土壌改質材、土壌改質方法および改質土 |
JP2002142556A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-21 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 植栽用多孔質セラミックスの製造方法 |
JP2003146723A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Ube Ind Ltd | コンクリート組成物およびモルタル組成物 |
WO2012015073A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Toto株式会社 | せっ器質タイル |
JP2017000943A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 株式会社大林組 | 濁水処理装置及び濁水処理システム |
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