JP4437916B2 - 多孔質な景観砂利とその製造方法 - Google Patents
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Description
(1) 多孔質で多量の水分を含有できること
(2) 軽いこと
(3) 上を歩いても破壊されない強度を有すること
(4) 安価であること
また、本発明は核粒子の表面を表面層で被覆するので、内部の核粒子を多孔質な状態にしながら、表面を強靭な状態にできる。表面層は、核粒子よりも強く焼結されて、景観砂利の全体強度を向上さす。また、フライアッシュの焼結体は淡い色で、これを緑地帯等に敷設して、天然の砂利にように美しいものにならない。本発明の景観砂利は、表面層を天然の岩石の粉末とするので、焼結して表面を美しい色にできる。このため、緑地帯や道路に敷設して、極めて美しい景観にできる特長がある。
(1) 造粒工程
この工程は、未燃カーボンを含むフライアッシュにバインダーを添加して造粒して核粒子とする。フライアッシュには、5重量%以上、好ましくは10重量%以上、さらに好ましくは15重量%以上の未燃カーボンを含むものを使用する。フライアッシュに、未燃カーボンの含有量の多いものを使用して、焼結された景観砂利の空隙率を高く、すなわち吸水率を高くできる。とくに、未燃カーボンによる空隙は、極めて微細な空隙となり、水を長時間にわたって保水する効果がある。ただ、フライアッシュの未燃カーボンが多すぎると、景観砂利の強度が低下するので、未燃カーボンの含有率は40重量%以下、好ましくは30重量%以下とする。
フライアッシュを結合して造粒するバインダーには水を使用する。フライアッシュにバインダーとして水を添加して造粒する方法では、核粒子を造粒できる。ただし、バインダーには焼成工程で焼失する合成樹脂製のバインダー、たとえば酢酸ビニル樹脂やPVA等の合成樹脂バインダーも使用できる。バインダーの添加量は、フライアッシュを結合して造粒できる量、たとえば10重量%とする。ただし、バインダーの添加量はバインダーの種類により変化し、たとえば、5重量%〜20重量%として造粒することもできる。バインダーに水を使用する場合、フライアッシュに水を噴霧しながら、皿の上で転動させながら造粒する。ただ、フライアッシュに10重量%の水を添加して混練りし、これを成形型に入れてプレス成形して造粒することもできる。造粒工程において、平均粒子径を1〜25mm、好ましくは3〜20mm、さらに好ましくは5〜15mmとする核粒子に造粒する。
造粒工程で得られる核粒子の表面に、造粒工程で得られた核粒子の表面を無機粉末でコーティングして未焼結粒子とする。コーティングに使用する無機粉末は、核粒子を構成するフライアッシュよりも岩石の微粉末を使用する。また、無機粉末には、フライアッシュと岩石の微粉末の混合物も使用できる。岩石の混合物である無機粉末には、骨材を破砕して骨材を製造する工程で発生する砕石の微粉末屑を有効に使用できる。この岩石には、流紋岩の微粉末や砂岩を破砕したものが使用できる。核粒子をコーティングする無機粉末は、核粒子のフライアッシュよりも多量の酸化鉄を含有する。酸化鉄を含有する無機粉末は、還元雰囲気で焼成されて、茶色から赤色に変色して、景観砂利の外観を美しい色に着色する。
未焼結粒子を乾燥した後、この工程で表面層と核粒子とを焼結する。焼成温度は、1000℃〜1200℃、好ましくは1050℃〜1200℃とする。焼成温度が低いと、表面層を充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。表面層は、内部の核粒子よりも強固に焼結される。焼成工程は、未焼結粒子を焼成して、コーティングされた表面層と、内部の核粒子を焼結する。焼成された核粒子と表面層は、両方が多孔質な状態となる。内部の核粒子は、含有される未燃カーボンが焼失して多孔質な状態となる。表面層は、無機粉末が焼結されるが、焼結される無機粉末の間に隙間ができて多孔質な状態となる。核粒子は、含有される未燃カーボンによって極めて微細な空隙ができる。さらに、フライアッシュに含まれる未燃カーボンが焼失することにより、核粒子は表面層よりも微細な空隙が多くなって、表面層よりも多孔質な状態となる。さらに、表面層は核粒子よりも高い温度に加熱されることで、フライアッシュよりも焼結されやすい無機粉末が含まれているため、より強い強度に焼結される。
(1) 造粒工程
30重量%の未燃カーボンを含むフライアッシュに、バインダーとして水を噴霧し、皿の上で転動させて球形の核粒子を造粒する。水の添加量は、100重量部のフライアッシュに対して10重量部とする。造粒する核粒子の平均粒子径は約10mmとする。
造粒工程で製造される核粒子の表面を無機粉末でコーティングして未焼結粒子とする。無機粉末には、未燃カーボンが約12重量%のフライアッシュを使用する。コーティングする表面層の厚さを1mmとして、未燃カーボンの平均粒子径を12mmとする。コーティングは造粒工程と同じように、皿の上で核粒子を転動させて、水を噴霧しながらフライアッシュを供給して、核粒子の表面を未燃カーボンの少ないフライアッシュでコーティングする。
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を1140℃として1時間焼成する。焼成炉は、200℃/時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、1140℃に1時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から景観砂利を取り出す。
Claims (5)
- 未燃カーボンを含むフライアッシュにバインダーを添加して造粒して核粒子とする造粒工程と、
造粒工程で得られた核粒子の表面を、核粒子を構成するフライアッシュよりも焼結されやすい無機粉末であって、流紋岩又は砂岩からなる岩石の微粉末の無機粉末でコーティングして表面層を形成して、平均粒子径を2mm〜30mmとする未焼結粒子を得るコーティング工程と、
コーティング工程で得られる未焼結粒子を焼成して表面層と核粒子とを焼結して、核粒子と表面層の両方を多孔質な状態とし、かつ核粒子を表面層よりも多孔質な状態とし、なおかつ表面層を核粒子よりも強い強度に焼結する焼成工程とからなる多孔質な景観砂利の製造方法。 - 造粒工程において、5重量%以上の未燃カーボンを含むフライアッシュで核粒子を造粒する請求項1に記載される多孔質な景観砂利の製造方法。
- 造粒工程において、10重量%以上の未燃カーボンを含むフライアッシュで核粒子を造粒する請求項1に記載される多孔質な景観砂利の製造方法。
- 焼成工程における焼成温度が1000〜1200℃である請求項1に記載される多孔質な景観砂利の製造方法。
- 未燃カーボンを含むフライアッシュにバインダーが添加されて造粒された核粒子の表面を、核粒子のフライアッシュよりも焼結されやすい無機粉末であって、流紋岩又は砂岩からなる岩石の微粉末の無機粉末でコーティングして表面層を形成して、全体の平均粒子径を2mm〜30mmとしており、さらに核粒子と表面層の両方を多孔質な状態とし、かつ、核粒子を表面層よりも多孔質な状態とし、なおかつ表面層を核粒子よりも強い強度に焼結してなる多孔質な景観砂利。
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