JP4452116B2 - 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
(1) 造粒工程
この工程は、焼失材混合無機材を造粒して核粒子とする。焼失材混合無機材は、フライアッシュに焼成しない製紙スラッジを混合したもの、あるいは焼成しない未乾燥の製紙スラッジである。この焼失材混合無機材は、焼成するときに、繊維成分に含まれる繊維等の有機成分を焼成させる。また、未燃カーボンを含むフライアッシュは、焼成工程で未燃カーボンを焼失させる。したがって、焼失材混合無機材は、焼失材として繊維等の有機成分や未燃カーボンを含んでいる。
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表面層を形成して未焼結粒子とする。表面層は、景観砂利の表面強度を向上させると共に、含有する酸化鉄で美しい天然色に着色する。表面層に使用する無機粉末は、強度を向上させるために、核粒子となる焼失材混合無機材よりも焼失材の含有量を少なくする。また、景観砂利の表面を着色するために、2重量%以上の酸化鉄を含有する無機粉末である。この無機粉末は、フライアッシュ又は岩石の微粉末を含む無機の粉末である。好ましくは、表面層の無機粉末には、鉄含有量の多い岩石の粉末を使用する。ただし、鉄含有量の多いフライアッシュも使用でき、またフライアッシュと岩石の混合粉末も使用できる。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しているが、この酸化鉄は、還元雰囲気で焼成されるときに、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、焼結して製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分を焼失して、連続気泡状態の多孔状態に焼結する。焼成温度は、たとえば1000℃〜1300℃、好ましくは1000℃〜1200℃、さらに好ましくは1050℃〜1200℃とし、設定された焼成温度における焼成時間は、好ましくは0.5〜5時間、さらに好ましくは1〜4時間とする。焼成温度が低くて短いと、充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると無機成分が溶融されて空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。焼成工程において、未焼結粒子は含有される繊維等の有機成分が焼失されて多孔質な状態となる。また、未燃カーボンを含むフライアッシュに製紙スラッジを混合している未焼結粒子は、フライアッシュの未燃カーボンも焼失して微細な空隙ができる。この景観砂利は、繊維等の有機成分による連続気泡状態の空隙と、未燃カーボンによる独立気泡状態の空隙が互いに連通される状態で設けられて、多量の水分を含有する景観砂利となる。
(1) 造粒工程
100重量部のフライアッシュと、100重量部の製紙スラッジを十分に混合して、製紙スラッジの繊維等の有機成分を均一に分散させる状態で造粒する。フライアッシュは、30重量%の未燃カーボンを含有する。製紙スラッジは、30重量%の繊維等の有機成分を含有する。製紙スラッジは水分を含有するが、フライアッシュはほとんど水分を含まないので、全体の水分含有量が50重量%となるように水を添加して、水をバインダーとして造粒する。この製紙スラッジは、フィルタープレスで脱水されたものを、乾燥も焼成もしない状態で使用する。製紙スラッジは50重量%の水分を含む。造粒され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、未燃カーボン含有量が約12重量%、酸化鉄含有量が3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、未焼結粒子の平均粒子径を12mmとする。コーティングは、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1200℃として2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、1200℃に2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 (6)
- 未燃カーボンを含むフライアッシュに、繊維を含む有機成分を10重量%以上含有し、かつ40重量%〜70重量%の水分を含有する未焼成の製紙スラッジを添加してなる焼失材混合無機材に水を添加して製紙スラッジに含有される水と添加された水の両方をバインダーと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、焼失材混合無機材よりも焼失材の含有量が少なくて、2重量%以上の酸化鉄を含有するフライアッシュ又は岩石の微粉末を含む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、圧縮強度が50N以上で、吸水率が35重量%以上となる温度で焼成して表面層と核粒子を焼結し、多孔質な核粒子を核粒子よりも空隙率の小さい表面層で被覆する焼成工程とからなる多孔質な景観砂利の製造方法。 - 焼失材混合無機材として、100重量部のフライアッシュに、10〜500重量部の製紙スラッジを混合してなる混合物を使用する請求項1に記載される多孔質な景観砂利の製造方法。
- 核粒子をコーティングする無機粉末に、3重量%以上の酸化鉄を含むものを使用する請求項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1000〜1300℃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と、繊維を含む有機成分を10重量%以上含有し、かつ40重量%〜70重量%の水分を含有する未焼成の製紙スラッジとの混合体からなる焼失材混合無機材に水が添加されて製紙スラッジに含有される水と添加された水の両方をバインダーとして造粒してなる核粒子の表面を、焼失材混合無機材よりも焼失材の含有量が少なくて、2重量%以上の酸化鉄を含有するフライアッシュ又は岩石の微粉末を含む無機粉末からなる表面層でコーティングして平均粒子径を2mm〜30mmとする粒子に造粒されて、圧縮強度を50N以上で、吸水率を35重量%以上とする温度で焼結されてなる多孔質な景観砂利。
- 100重量部のフライアッシュと、10〜500重量部の製紙スラッジを造粒して核粒子としてなる請求項5に記載される多孔質な景観砂利。
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